基于物联网的公共卫生间管理系统的制作方法

本实用新型属于物联网智能控制应用技术领域，尤其涉及一种基于物联网的公共卫生间管理系统。

背景技术：

城市里的公共卫生间是城市基础设施的必要组成部分。可方便人们生活、满足生理功能需要；是收集、贮存和初步处理城市粪便的主要场所和设施。

公共卫生间经历了长时间的发展至今仍然存在待改善的地方：

1.公共卫生间数量少，布局不合理从总体上看，很多城市新建了大量的公共卫生间，但公共卫生间的数量依然不能满足城市发展的需求。另外，许多城市的公共卫生间的布局也不合理，随着需要进行加建，缺少统一的规划布局，间距和位置不合理，呈现出混乱的状况。不能根据人流量的数据合理布局公共卫生间是公共卫生间资源最大的浪费。有的地方卫生间一天没几个人使用，有的地方公共卫生间人满为患。

2.公共卫生间存在能源浪费的现象，在现在很多城市、学校、园区、商业区等公共卫生间有时候大白天的照明灯全天开启这样造成了电能源的浪费。还有的公共卫生间由于人为和非人为的因素 水管漏水、设备陈旧损坏等原因水资源一直排放不停，大量的电能和水能在公共卫生间浪费是现在普遍的一个问题。

3.公共卫生间的管理难的问题，由于公共卫生间地理分布的局限性就制约的公共卫生间管理上的诸多不便，对公共卫生间值班的工作人员的监督管理就不能面面俱到。同时还有其他的管理因素造成了公共卫生间文明指数严重偏低。

现有的公共卫生间，已经大部分实现了水资源使用的自动感应控制，这些技术很好的节约了能源，避免了水资源浪费。但公共卫生间的照明设备，却基本处于长期开启状态，通风设备更是全天候工作，这就造成了用电设备的电能浪费；另外水资源虽然实现的自动控制设备但由于设备老化陈旧等原因也会造成水资源目前无法监控，造成了水资源的浪费；并且对于一个城市来说，并没有一个平台来对公共卫生间的整体分布及使用情况进行统计和分析，更不能依据统计结果来对公共卫生间的分布和使用情况进行进一步的科学的管理和规划。

技术实现要素：

有必要提出一种能够对公共卫生间的用水设备、用电设备、各项参数进行监测，形成大数据，并通过对大数据的分析、统计来管理卫生间的基于物联网的公共卫生间管理系统。

一种基于物联网的公共卫生间管理系统，包括人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块、无线网关模块和数据处理模块，所述人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块分别与所述无线网关模块连接，所述无线网关模块与数据处理模块连接，所述人流量监测模块监测进出公共卫生间的人流量信息，并将监测到的人流量信息数据传输给所述无线网关模块，所述环境监测模块监测公共卫生间内的环境信息，并将环境信息数据传输给所述无线网关模块，所述电能监控模块监测公共卫生间内的用电设备的用电量信息，并将用电设备的用电量信息数据传输给所述无线网关模块，以及控制用电设备的通断，所述水能监控模块监测公共卫生间内的用水设备的用水量信息，并将用水设备的用水量信息数据实时传输给所述无线网关模块，以及控制用水设备的通断，所述无线网关模块接收、分析所述人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块的实时数据，并依据分析结果发送控制指令，以对所述电能监控模块、水能监控模块进行智能控制，以及将所述人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块的实时数据传输给所述数据处理模块，所述数据处理模块接收、存储所述无线网关模块传输过来的实时数据，以形成大数据库，并对大数据库内的大数据进行在线分析和统计，得到参考数据。

优选的，所述基于物联网的公共卫生间管理系统还包括报警监控模块，所述报警监控模块监测公共卫生间内特殊人群信息，并将所述特殊人群信息数据传输给所述无线网关模块，由无线网关模块对所述特殊人群信息进行处理，所述无线网关模块还将所述特殊人群信息传输给所述数据处理模块，以在数据处理模块内形成大数据。

优选的，所述基于物联网的公共卫生间管理系统还包括管理数据输入模块，所述管理数据输入模块监测公共卫生间的工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据，并将工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据传输给所述无线网关模块，再由无线网关模块传输给所述数据处理模块，以在数据处理模块内形成大数据。

优选的，所述人流量监测模块包括红外传感器、人流量监测处理器以及第一无线通讯单元，所述红外传感器感应公共卫生间内有无人信息，所述人流量监测处理器统计、处理所述红外传感器的有无人信息，生成人流量实时信息，并将所述人流量实时信息通过所述第一无线通讯单元传输给所述无线网关模块，再由无线网关模块传输给所述数据处理模块，以形成大数据，数据处理模块还对所述大数据进行在线分析和统计，得到人流量参考数据。

优选的，所述环境监测模块包括温湿度传感器、亮度传感器、空气质量传感器、环境监测处理器、第二无线通讯模块，所述温湿度传感器采集公共卫生间内的实时温湿度数据，所述亮度传感器采集公共卫生间内的实时亮度数据，所述空气质量传感器采集公共卫生间内的实时空气质量数据，所述环境监测处理器读取所述实时温湿度数据、实时亮度数据、实时空气质量数据，并将所述实时数据通过所述第二无线通讯模块传输给所述无线网关模块，再由无线网关模块传输给所述数据处理模块，以形成大数据，数据处理模块对所述大数据进行在线分析和统计，得到环境参考数据。

优选的，所述电能监控模块包括电量计量单元、电能控制单元、电能监控处理器、第三无线通讯单元，所述电量计量单元计量公共卫生间内的用电设备的实时用电量信息，并将用电设备的实时用电量信息数据传输给所述电能监控处理器，所述电能监控处理器将所述实时用电量信息数据通过所述第三无线通讯单元传输给所述无线网关模块，所述无线网关模块将所述实时用电量信息数据传输给所述数据处理模块，以形成大数据，数据处理模块对所述大数据进行在线分析和统计，得到电能参考数据，所述无线网关模块还依据所述数据处理模块中的人流量参考数据和环境参考数据对所述实时用电量信息数据与所述数据处理模块内的电能参考数据进行比较分析，并依据分析结果对所述电能控制单元发送控制指令，所述电能控制单元依据所述控制指令对用电设备进行开启或关断操作。

优选的，所述水能监控模块包括水量计量单元、水能控制单元、水能监控处理器、第四无线通讯单元，所述水量计量单元计量公共卫生间内的用水设备的实时用水量信息，并将用水设备的实时用水量信息数据传输给所述水能监控处理器，所述水能监控处理器将所述实时用水量信息数据通过所述第四无线通讯单元传输给所述无线网关模块，所述无线网关模块将所述实时用水量信息数据传输给所述数据处理模块，以形成大数据，数据处理模块对所述大数据进行在线分析和统计，得到水能参考数据，所述无线网关模块还依据所述数据处理模块中的人流量参考数据和环境参考数据对所述实时用水量信息数据与所述数据处理模块内的水能参考数据进行比较分析，并依据分析结果对所述水能控制单元发送控制指令，所述水能控制单元依据所述控制指令对用水设备进行开启或关断操作。

优选的，所述报警监控模块包括报警输入单元、报警监测处理器、第五无线通讯单元，公共卫生间内的特殊人群通过所述报警输入单元输入报警信号，所述报警监测处理器统计、处理所述报警信号，生成报警实时数据，并将所述报警实时数据通过所述第五无线通讯单元传输给所述无线网关模块，由所述无线网关模块对所述报警实时数据进行处理，所述无线网关模块还将所述报警实时数据传输给所述数据处理模块，以在数据处理模块内形成大数据。

优选的，所述管理数据输入模块包括工作人员信息数据输入单元、设备维修故障信息数据输入单元、管理数据处理器、第六无线通讯模块，工作人员通过所述工作人员信息数据输入单元输入考勤信息，所述设备维修故障信息数据输入单元采集用水设备、用电设备的维修故障信息，所述管理数据处理器统计、处理所述工作人员输入考勤信息、维修故障信息，生成工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据，并将所述工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据通过所述第六无线通讯单元传输给所述无线网关模块，所述无线网关模块将所述工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据传输给所述数据处理模块，以在数据处理模块内形成大数据。

优选的，所述无线网关模块包括网关无线通讯单元、网关处理器、发送单元，所述网关无线通讯单元与所述人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块、报警监控模块、管理数据输入模块的实时数据传输，所述网关处理器将所述实时数据与数据处理模块中的参考数据比较分析，并依据分析结果发送控制指令，以对所述电能监控模块、水能监控模块进行智能控制，所述发送单元将所述人流量监测模块、环境监测模块、电能监控模块、水能监控模块、报警监控模块、管理数据输入模块的实时数据传输给数据处理模块，以形成大数据库。

本实用新型通过设人流量监测模块、电能监控模块、环境监控模块、水能监控模块、无线网关模块和数据处理模块，对公共卫生间进行全方面、各角度的监测，并形成大数据，进而依据大数据对公共卫生间的分布和使用情况进行进一步的科学的管理和规划。

附图说明

图1为所述基于物联网的公共卫生间管理系统的功能模块图。

图2为所述人流量监测模块的功能模块图。

图3为所述环境监测模块的功能模块图。

图4为所述电能监控模块的功能模块图。

图5为所述水能监控模块的功能模块图。

图6为所述报警监控模块的功能模块图。

图7为所述管理数据输入模块的功能模块图。

图8为所述无线网关模块的功能模块图。

图9为所述数据处理模块的功能模块图。

图中：人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40、报警监控模块50、管理数据输入模块60、无线网关模块70、数据处理模块80、红外传感器101、人流量监测处理器102、第一无线通讯单元103、温湿度传感器201、亮度传感器202、空气质量传感器203、环境监测处理器204、第二无线通讯模块205、电量计量单元301、电能控制单元302、电能监控处理器303、第三无线通讯单元304、水量计量单元401、水能控制单元402、水能监控处理器403、第四无线通讯单元404、报警输入单元501、声光报警器502、报警解除输入单元503、报警监测处理器504、第五无线通讯单元505、工作人员信息数据输入单元601、设备维修故障信息数据输入单元602、管理数据处理器603、第六无线通讯模块604、网关无线通讯单元701、网关处理器702、发送单元703、数据接收单元801、大数据存储单元802、主控制器803。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种基于物联网的公共卫生间管理系统，包括人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40、无线网关模块70和数据处理模块80。

人流量监测模块10用于监测进出公共卫生间的人流量信息，并将监测到的人流量信息数据传输给无线网关模块70。

环境监测模块20用于监测公共卫生间内的环境信息，并将环境信息数据传输给无线网关模块70。

电能监控模块30用于监测公共卫生间内的用电设备的用电量信息，并将用电设备的用电量信息数据传输给无线网关模块70，以及控制用电设备的通断。

水能监控模块40用于监测公共卫生间内的用水设备的用水量信息，并将用水设备的用水量信息数据实时传输给无线网关模块70，以及控制用水设备的通断。

无线网关模块70与人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40连接，用于接收、分析人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40的实时数据，并依据分析结果发送控制指令，以对电能监控模块30、水能监控模块40进行智能控制，以及将人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40的实时数据传输给数据处理模块80。

数据处理模块80用于接收、存储无线网关模块70传输过来的实时数据，以形成大数据库，并对大数据库内的大数据进行在线分析和统计，得到参考数据。

进一步，基于物联网的公共卫生间管理系统还包括报警监控模块50，报警监控模块50用于监测公共卫生间内特殊人群信息，并将特殊人群信息数据传输给无线网关模块70，由无线网关模块70对所述特殊人群信息进行处理，无线网关模块70还将所述特殊人群信息传输给数据处理模块80，以在数据处理模块80内形成大数据。

进一步，基于物联网的公共卫生间管理系统还包括管理数据输入模块60，管理数据输入模块60用于监测公共卫生间的工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据，并将工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据传输给无线网关模块70，再由无线网关模块70传输给数据处理模块80，以在数据处理模块80内形成大数据。

参见图2至图9、进一步，人流量监测模块10包括红外传感器101、人流量监测处理器102以及第一无线通讯单元103。

红外传感器101用于感应公共卫生间内有无人信息，例如：有人信息或无人信息，人流量监测处理器102用于统计、处理红外传感器101的有无人信息，生成人流量实时信息，并将人流量实时信息通过第一无线通讯单元103传输给无线网关模块70，再由无线网关模块70传输给数据处理模块80，以形成大数据，数据处理模块80还对人流量实时信息的大数据进行在线分析和统计，得到人流量参考数据。

进一步，环境监测模块20包括温湿度传感器201、亮度传感器202、空气质量传感器203、环境监测处理器204、第二无线通讯模块205。

温湿度传感器201用于采集公共卫生间内的实时温湿度数据，亮度传感器202用于采集公共卫生间内的实时亮度数据，空气质量传感器203用于采集公共卫生间内的实时空气质量数据，环境监测处理器204用于读取实时温湿度数据、实时亮度数据、实时空气质量数据，并将实时数据通过第二无线通讯模块205传输给无线网关模块70，再由无线网关模块70传输给数据处理模块80，以形成大数据，数据处理模块80还对实时温湿度数据、实时亮度数据、实时空气质量数据的大数据进行在线分析和统计，得到环境参考数据。

进一步，电能监控模块30包括电量计量单元301、电能控制单元302、电能监控处理器303、第三无线通讯单元304。

电量计量单元301用于计量公共卫生间内的用电设备的实时用电量信息，并将用电设备的实时用电量信息数据传输给电能监控处理器303，电能监控处理器303将实时用电量信息数据通过第三无线通讯单元304传输给无线网关模块70，无线网关模块70将实时用电量信息数据传输给数据处理模块80，以形成大数据，数据处理模块80还对实时用电量信息数据的大数据进行在线分析和统计，得到电能参考数据，无线网关模块70还依据数据处理模块80中的人流量参考数据和环境参考数据对实时用电量信息数据与数据处理模块80内的电能参考数据进行比较分析，并依据分析结果对电能控制单元302发送控制指令，电能控制单元302依据控制指令对用电设备进行开启或关断操作。电能监控模块30可以是一个或者多个。

电能监控模块30的操作流程为：通常，用电设备包括照明、通风风扇等，在环境监测模块20监测到卫生间内的亮度处于亮度较低的状态，并且人流量监测模块10监测到卫生间有人的状态，在此状态下，数据处理模块80中大数据中照明的参考状态为为：照明打开，此时，无线网关模块70根据该参考状态与卫生间内的照明的实际状态进行比较分析，如果比较结果一致，则照明不动作，如果比较结果不一致，则无线网关模块70控制电能控制单元302打开照明；

在环境监测模块20监测到卫生间内的亮度处于亮度较高的状态，如白天，或人流量监测模块10监测到卫生间内无人的状态，在此状态下，数据处理模块80中大数据中照明的参考状态为：照明关闭，无线网关模块70根据该参考状态与卫生间内的照明的实际状态进行比较分析，如果比较结果一致，则照明不动作，如果比较结果不一致，则无线网关模块70控制电能控制单元302关闭照明，从而实现照明的智能控制，以节省电能无功消耗。

进一步，水能监控模块40包括水量计量单元401、水能控制单元402、水能监控处理器403、第四无线通讯单元404。

水量计量单元401用于计量公共卫生间内的用水设备的实时用水量信息，并将用水设备的实时用水量信息数据传输给水能监控处理器403，水能监控处理器403将实时用水量信息数据通过第四无线通讯单元404传输给无线网关模块70，无线网关模块70将实时用水量信息数据传输给数据处理模块80，以形成大数据，数据处理模块80还对实时用水量信息数据的大数据进行在线分析和统计，得到水能参考数据，无线网关模块70还依据数据处理模块80中的人流量参考数据和环境参考数据对实时用水量信息数据与数据处理模块80内的水能参考数据进行比较分析，并依据分析结果对水能控制单元402发送控制指令，水能控制单元402依据控制指令对用水设备进行开启或关断操作。水能监控模块40可以是一个或者多个。

水能监控模块40的操作流程为：通常，用水设备一般为水龙头或出水马桶，在人流量监测模块10监测到卫生间无人状态，在此状态下，数据处理模块80中大数据中的水龙头管道闸门的参考状态为：水龙头管道闸门关闭，无线网关模块70根据该参考状态与卫生间内的水龙头管道闸门实际状态进行比较分析，如果比较结果一致，则水龙头管道闸门不动作，如果比较结果不一致，则无线网关模块70控制水能控制单元402关闭水龙头管道闸门。所以，该水能监控模块40可以监测用水设备在无人情况下，或设备故障情况下漏水时自动关闭用水设备的管道闸门，从而保护水资源不浪费。

进一步，报警监控模块50包括报警输入单元501、报警监测处理器504、第五无线通讯单元505。

报警输入单元501用于公共卫生间内的特殊人群输入报警信号，报警监测处理器504用于统计、处理报警信号，生成报警实时数据，并将报警实时数据通过第五无线通讯单元505传输给无线网关模块70，由无线网关模块70对报警实时数据进行处理，无线网关模块70还将报警实时数据传输给数据处理模块80，以在数据处理模块80内形成大数据。

其中，报警监控模块50还包括声光报警器502和报警解除输入单元503，报警输入单元501、声光报警器502、报警解除输入单元503、报警监测处理器504依次连接，当报警输入单元501被输入报警信号后，声光报警器502作出发出刺眼亮光或刺耳声音的反应，当该报警信号被解除后，报警解除输入单元503将该解除信号发送给报警监测处理器504，报警监测处理器504将该解除信号发送给无线网关模块70。

例如，特殊人群包括残疾人、身体不适的人，当身体不适的人使用卫生间时，突发情况时，如血压升高，他可以通过按压或触摸方式对报警输入单元501输入报警信号，此时，声光报警器502也对该信号作出反应，附近的工作人员听到报警声音或看到报警灯闪烁，可以立即去现场处理，处理后将解除报警信号，并发送至无线网关模块70。

在另一种实施方式中，还在报警输入单元501与报警监测处理器504之间设置一个延时开关，当声光报警器502报警一段时间后，如在延时开关设定的时间，仍然没有被解除，此时，延时开关闭合，该报警信号被报警监测处理器504通过第五无线通讯单元505传输至无线网关模块70，无线网关70将所述报警信号传输给数据处理模块80,数据处理模块80可以通过通知工作人员或呼叫120来处理该突发事件，此过程对突发情况采用双向控制，双管齐下，对突发情况作出第一时间的处理，从而体现了以人为本、对特殊人群的人文关怀，避免因无人处理突发情况而造成悲剧的发生。

进一步，管理数据输入模块60包括工作人员信息数据输入单元601、设备维修故障信息数据输入单元602、管理数据处理器603、第六无线通讯模块604。

工作人员信息数据输入单元601用于工作人员输入考勤信息，设备维修故障信息数据输入单元602用于采集用水设备、用电设备的维修故障信息，管理数据处理器603用于统计、处理工作人员输入考勤信息、维修故障信息，生成工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据，并将工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据通过第六无线通讯单元传输给无线网关模块70，无线网关模块70将工作人员输入考勤实时数据、维修故障实时数据传输给数据处理模块80，以在数据处理模块80内形成大数据。

例如工作人员信息数据输入单元601可以采用一个指纹采集器，用于采集工作人员的出勤情况、到岗情况，例如设备维修故障信息数据输入单元602为一个报修单，用于记录不同地址、不同卫生间的不同用水设备或用电设备的故障原因、故障频次、维修情况、时间、频次、使用情况、备品备件使用更换情况，并将设备的该故障维修情况传输至数据处理模块80，用于形成大数据，在数据处理模块80处理分析后得到该地址、该设备的故障维修频次和规律的大数据，通过参考该大数据，来指导后续的设备维护保养情况，或对设备的故障进行预警。例如大数据显示某一地址的某个卫生间的一个风扇故障频繁，维修更换频繁，那么可以参考该大数据，对该风扇进行比其他风扇频次更多的定时定点的维修保养。

进一步，数据处理模块80包括数据接收单元801、大数据存储单元802、主控制器803。

数据接收单元801用于接收无线网关模块70发送过来的人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40、报警监控模块50、管理数据输入模块60的实时数据，大数据存储单元802用于存储数据接收单元801接收到的数据，以形成大数据库，主控制器803对大数据库内的大数据进行分析、挖掘、统计，生成参考数据，以通过参考数据与实时数据的比较，来实现对人流量监测模块10、电能监控模块30、环境监测模块20、水能监控模块40、报警监控模块50、管理数据输入模块60的智能控制。其中，参考数据至少包括人流量监测模块10的人流量参考数据、电能监控模块30的电能参考数据、环境监测模块20的环境参考数据、水能监控模块40的水能参考数据。

进一步，无线网关模块70包括网关无线通讯单元701、网关处理器702、发送单元703。

网关无线通讯单元701用于与人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40、报警监控模块50、管理数据输入模块60的实时数据传输，网关处理器702将实时数据与数据处理模块80中的参考数据比较分析，并依据分析结果发送控制指令，以对电能监控模块30、水能监控模块40进行智能控制，发送单元703将人流量监测模块10、环境监测模块20、电能监控模块30、水能监控模块40、报警监控模块50、管理数据输入模块60的实时数据传输给数据处理模块80，以形成大数据库。

本实用新型中，可以随时查看、调用数据处理模块80中的大数据，依据大数据对一座城市的公共卫生间进行整体规划布局，例如根据人流量大小、使用频次来安装卫生间，还可以根据大数据的规律来对个别卫生间的某些设备进行实时监测和预警，进而避免设备故障的发生。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。