基于智慧城市的公厕自动清洁系统及方法与流程

本发明涉及公厕清洁技术领域，具体涉及基于智慧城市的公厕自动清洁系统及方法。

背景技术：

公厕是供城市居民和流动人口共同使用的厕所，如在车站、商店、影院、展览馆和办公楼等公共建筑附设的厕所。部分公厕位于人流量大的位置上，由于公厕普遍通过环卫工人定期定时进行清扫，而人流量大的公厕使用频繁，污秽物较多而清扫不及时，导致这种公厕的卫生情况普遍很差，严重影响城市的形象。

现有针对公厕便槽采用自动冲水来解决残留排泄物的清洁问题，但是，公厕的地面由于人流量多踩踏也多，公厕地面容易流下很多的踩踏脚印，还有部分位于地面上的排泄物也容易被踩踏到从而被携带到干净地面上，造成地面的污秽物被再次踩踏到其他位置，环卫工人也不能时时刻刻都对公厕进行清理，导致公厕又臭又脏。

技术实现要素：

本发明意在提供一种基于智慧城市的公厕自动清洁方法，以解决公厕污秽物未及时清理而被再次踩踏到其他位置的问题。

本方案中的基于智慧城市的公厕自动清洁方法，包括以下步骤：

检测地面透光度，对公厕的地面的透光性进行检测并获取平均透光度；

判断地面脏污，当平均透光度大于透光阈值时，判断地面为清洁，当平均透光度小于透光阈值时，对地面承受的重力值进行检测，在重力值大于重力阈值时判断地面为清洁，在重力值小于重力阈值时判断地面为脏污；

自动清洁地面，在判断地面为脏污时，对公厕的地面进行自动清洁。

本方法方案的有益效果是：

在地面脏污时，泥土等会随着使用者的踩踏而附着在地面上，通过对公厕的地面的透光度来检测地面的脏污程度，并检测地面承受重力值的大小，当使用者在使用公厕时，会降低地面的透光度，所以通过重力值来排除正常使用的情况，避免使用者在使用公厕时进行清洁而影响使用，当透光度低且排除使用者使用情况下，对公厕的地面进行清洁，保持公厕的地面干净程度，避免使用者将脏污物再次踩踏至其他位置上。

进一步，自动清洁地面时，对地面喷水，喷水的方向从上往下朝地面喷洒，喷水后通过吸水条的第一次擦拭对地面进行清洁，第一次擦拭后通过干燥条的第二次擦拭对地面进行清洁。

在清洁时喷水能够浸湿地面上的泥土等污物，同时喷水能够冲走地面的部分排泄物和泥土等污物，通过第一次擦拭擦掉地面的大部分积水和污物，再通过第二次擦拭提高地面的干燥程度，提高地面的清洁度。

进一步，在地面的第一次擦拭过程中，对吸水条的吸水面进行更换。

在第一次擦拭过程中对吸水条的吸水面进行更换，保持吸水条的吸水能力，避免吸水条吸饱满水后无法继续吸水导致地面太湿。

进一步，在判断地面为脏污后，对公厕的地面是否有积水进行检测，当检测到地面有积水时，发出漏水警报，并通过吸水条的第一次擦拭对地面进行清洁，一次擦拭后通过干燥条的第二次擦拭对地面进行清洁。

在公厕的冲水器水阀漏水时，清水会积累在地面上，此时发出漏水警报，让环卫工人及使用者能够及时发现漏水，减少漏水造成的水资源浪费。

进一步，在判断地面为脏污且地面有积水时，通过湿润条吸附地面的积水，湿润条吸附积水后对地面进行擦拭，湿润条擦拭后通过吸水条和干燥条对地面进行擦拭。

在漏水期间通过湿润条先吸附地面积水，减少地面积水造成的地滑摔跤情况发生，并且湿润条吸附积水后擦拭地面能够浸湿地面上的污物，提高清洁效果，还能节省清洁用水量。

针对上述清洁方法，本发明还提供了基于智慧城市的公厕自动清洁系统，包括透光检测子系统、控制子系统和清洁子系统；

透光检测子系统包括红外模块和重力模块，红外模块用于对公厕的地面的平均透光度进行检测，重力模块用于检测地面受到的重力值；

控制子系统包括控制模块和判断模块，控制模块用于获取透光检测子系统的平均透光度和重力值，控制模块将平均透光度发送至判断模块进行判断，控制模块将重力值发送至判断模块进行判断，当平均透光度小于透光阈值且重力值小于重力阈值时，控制模块向清洁子系统发送清洁控制信号；

清洁子系统包括喷水模块、动力模块和擦拭模块，喷水模块用于根据控制信号向地面喷水，动力模块用于根据控制信号带动擦拭模块对公厕的地面进行擦拭。

本系统方案的有益效果是：

通过红外模块检测地面的平均透光度，由此作为地面是否脏污的量度，提高地面的干净程度，同时由重力模块检测地面受到的重力值，通过重力值来判断使用者是否站在地面上，排除使用者使用公厕过程中造成平均透光度降低导致的误清洁，在地面脏污时，由喷水模块先喷水浸湿地面，达到软化地面脏污的目的，再由动力模块带动擦拭模块对地面进行擦拭，提高地面的清洁效果，同时避免地面的脏污物被使用者再次踩踏至其他位置。

进一步，所述擦拭模块包括吸水条和干燥条，所述吸水条位于擦拭模块擦拭方向的前端，所述干燥条位于擦拭模块擦拭方向的后端，所述动力模块包括第一伸缩缸，所述第一伸缩缸根据控制信号伸出后再缩回，所述第一伸缩缸带动吸水条和干燥条沿地面擦拭后再复位。

在擦拭地面时，第一伸缩缸带动吸水条和干燥条擦拭地面，由于吸水条和干燥条的安装位置限定，吸水条先接触地面上的清水并吸附清水，干燥条再对地面擦拭干燥，减少清洁时清水积累，保持地面干爽。

进一步，所述动力模块还包括位于墙体中的安装座和第二伸缩缸，所述安装座用于安装第一伸缩缸，所述安装座底部卡接有压簧，所述压簧对安装座的位置进行支承，所述第二伸缩缸位于安装座顶部处，所述第二伸缩缸根据控制信号伸出后再缩回，所述第二伸缩缸上设有伸缩杆，所述伸缩杆端部在压簧为自由状态时位于安装座顶端面。

在进行清洁时，第二伸缩缸的伸缩杆向下压安装座，让安装座带动第一伸缩缸上的吸水条和干燥条贴近地面，在地面擦拭完成后，第一伸缩缸和第二伸缩缸复位，让吸水条和干燥条离开地面，避免保持吸水条和干燥条对地面的单向擦拭，避免来回清扫将污物重新粘附到地面上。

进一步，所述吸水条包括四个支条和转轴，所述支条均匀固设在转轴上作为吸水面，所述转轴端部设有电机，所述电机带动转轴在擦拭地面的过程中每次转动90°。

在吸水条擦拭地面过程中，电机带动转动每次转动90°，能够让四个支条分别擦拭地面，保持吸水条的吸水能力，避免吸水条吸饱满水后的无法继续吸水导致地面太湿。

进一步，还包括漏水检测模块，所述漏水检测模块包括位于公厕冲水器两侧的第三伸缩缸，所述第三伸缩缸设有推拉杆，所述推拉杆端部固设有固定板，所述固定板朝向地面一侧设有接触地面的湿润条，所述湿润条内设有检测湿度值的湿度检测器，所述第三伸缩缸在湿度值大于湿度阈值时伸出后再缩回。

通过湿润条检测地面的积水作为公厕冲水器是否漏水的特征，并由湿润条先擦拭地面后再进行清洁擦拭，湿润条能够来回擦拭地面并浸湿地面，方便地面清理，提高清洁的干净度，湿润条吸水避免漏出的水到处漫延。

附图说明

图1为实施例一中基于智慧城市的公厕自动清洁方法的流程框图；

图2为实施例一中基于智慧城市的公厕自动清洁系统的示意性框图；

图3为实施例一中基于智慧城市的公厕自动清洁系统中动力模块的位置关系的侧视图；

图4为实施例一中基于智慧城市的公厕自动清洁系统中吸水条的侧视图；

图5为实施例二中基于智慧城市的公厕自动清洁系统的示意性框图；

图6为实施例二中基于智慧城市的公厕自动清洁系统中漏水检测模块的主视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：墙体1、地面2、第二伸缩缸3、伸缩杆4、安装座5、第一伸缩缸6、活塞杆7、干燥条8、电机9、吸水条10、压簧11、支条12、转轴13、冲水器14、第三伸缩缸15、湿润条16。

实施例一

基于智慧城市的公厕自动清洁系统，如图2所示：包括透光检测子系统、控制子系统和清洁子系统。

其中：

透光检测子系统包括红外模块和重力模块，红外模块用于对公厕的地面2的平均透光度进行检测，红外模块可用现有的红外对管进行，红外对管的两个管分别安装在地面2中和天花板上，地面2上铺设透明的地板，地板上开设有供红外对管红外光线射出的通孔，通孔中粘接有防水的透明隔膜，红外对管可以设置多个，红外对管检测收到的红外光线的量，脏污物能够遮挡住部分红外光线，红外对管对地板的透光度检测，然后通过求所有红外对管检测的透光度的平均值，重力模块用于检测地面2受到的重力值，即地板受到的重力值，重力模块可用现有的重力传感器，重力传感器的重力传感范围以能够检测到底板重力和成人重力为准；

控制子系统包括控制模块和判断模块，控制模块可用现有的c8051f120单片机，控制模块获取透光检测子系统检测的地面的平均透光度和重力值，控制模块将平均透光度发送至判断模块进行判断，控制模块将重力值发送至判断模块进行判断，判断模块可用比较器，由比较器对两个数值进行比较，比较器的比较结果输出至控制模块，当平均透光度小于透光阈值且重力值小于重力阈值时，控制模块向清洁子系统发送清洁控制信号；

清洁子系统包括喷水模块、动力模块和擦拭模块，喷水模块用于根据控制信号向地面2喷水，喷水模块可以用多个喷水口朝向地面2倾斜的喷头，喷头连接在供水水管上，喷头喷水的开关可用现有的电磁阀，电磁阀根据控制信号进行打开或关闭，动力模块用于根据控制信号带动擦拭模块对公厕的地面2进行擦拭。

如图3所示，擦拭模块包括吸水条10和干燥条8，吸水条10和干燥条8可用现有的海绵制成，吸水条10位于擦拭模块擦拭方向的前端，干燥条8位于擦拭模块擦拭方向的后端，即在擦拭地面2时吸水条10比干燥条8先擦拭地面2，动力模块包括第一伸缩缸6，第一伸缩缸6配合有活塞杆7，第一伸缩缸6根据控制信号让活塞杆7伸出后再缩回，吸水条10和干燥条8粘接在活塞杆7伸出端的端部上，第一伸缩缸6带动吸水条10和干燥条8沿地面2擦拭后再复位。

动力模块还包括位于墙体1中的安装座5和第二伸缩缸3，安装座5呈立方体状，安装座5滑动配合在公厕的墙体1上，安装座5用于安装第一伸缩缸6，安装座5底部卡接有压簧11，压簧11对安装座5的位置进行限位，第二伸缩缸3位于安装座5顶部处，第二伸缩缸3上设有伸缩杆4，伸缩杆4端部在压簧11为自由状态时抵在安装座5顶端面处，第二伸缩缸3根据控制信号让伸缩杆4伸出后再缩回，在第一伸缩缸6的活塞杆7伸出前，第二伸缩缸3的伸缩杆4比第一伸缩缸6先启动，在第一伸缩缸6缩回活塞杆7前，第二伸缩缸3的伸缩杆4比第一伸缩缸6先启动，即第二伸缩缸3比第一伸缩缸6先启动，通过让第二伸缩缸3的伸缩杆4的行程小于第一伸缩缸6的活塞杆7来达到目的。

如图4所示，吸水条10包括四个支条12和转轴13，支条12可用吸水海绵制成，支条12均匀粘接在转轴13上作为吸水面，支条12之间具有间隙，支条12间的间隙能避免吸水后水在支条12间相互浸润，避免支条12在吸水前具有一定的含水量而影响吸水功能，转轴13端部安装有电机9，电机9可以安装到第一伸缩缸6活塞杆7的端部上，电机9可用现有的步进电机9，例如东洋品牌tm09-20的电机9，电机9带动转轴13在擦拭地面2的过程中每次转动90°。

在上述清洁系统的基础上，本实施例一还提供了基于智慧城市的公厕自动清洁方法，如图1所示，包括以下步骤：

检测地面透光度，透光检测子系统通过红外模块对公厕的地面2的透光性进行检测并获取平均透光度；

判断地面脏污，控制子系统通过控制模块获取平均透光度，并由判断模块判断平均透光度，当平均透光度大于透光阈值时，判断地面2为清洁，当平均透光度小于透光阈值时，通过透光检测子系统的重力模块对地面2的承受的重力值进行检测，控制模块获取重力值并让判断模块判断重力值，在重力值大于重力阈值时判断地面2为清洁，在重力值小于重力阈值时判断地面2为脏污；

自动清洁地面，在判断地面2为脏污时，通过清洁子系统的喷水模块朝向倾斜向地面2的方向喷水，喷水后通过动力模块带动擦拭模块对地面2进行擦拭，动力模块的第一伸缩缸6带动擦拭模块上的吸水条10和干燥条8移动，由吸水条10的第一次擦拭对地面2进行清洁，在地面2的第一次擦拭过程中，对吸水条10的吸水面进行更换，第一次擦拭后通过干燥条8的第二次擦拭对地面2进行清洁，对公厕的地面2进行自动清洁。

在地面脏污时，泥土等会随着使用者的踩踏而附着在地面2上，本实施例一通过地面2的平均透光度作为地面2是否脏污的量度，提高地面2的干净程度，同时由重力模块检测地面2受到的重力值，通过重力值来判断使用者是否站在地面2上，排除使用者使用公厕过程中造成平均透光度降低导致的误清洁，避免使用者在使用公厕时进行清洁而影响使用，在地面2脏污时，由喷水模块先喷水浸湿地面2，达到软化地面2脏污的目的，当透光度低且排除使用者使用情况下，对公厕的地面2进行清洁，保持公厕的地面2干净程度，避免使用者将脏污物再次踩踏至其他位置上。

在第一伸缩缸6擦拭地面2时，通过第二伸缩缸3先启动向下压安装座5，压缩压簧11，安装座5带动第一伸缩缸6的活塞杆7的吸水条10和干燥条8先接触地面2，然后进行擦拭，在第一伸缩缸6擦拭完地面2后，第二伸缩缸3先启动撤销对安装座5的压力，安装座5在压簧11恢复弹性形变的作用下带动吸水条10和干燥条8离开地面2，避免在第一伸缩缸6缩回活塞杆7时让吸水条10和干燥条8反向擦拭地面2，避免保持吸水条10和干燥条8对地面2的单向擦拭，避免来回清扫将污物重新粘附到地面2上。

在擦拭地面时，由于吸水条10和干燥条8的位置，吸水条10先接触地面2上的清水并吸附清水，干燥条8再对地面2擦拭干燥，减少清洁时清水积累，保持清洁后地面2的干燥。

实施例二

与实施例一的区别是，如图5和图6所示，清洁系统还包括漏水检测模块和报警模块，漏水检测模块包括位于公厕冲水器14两侧的第三伸缩缸15，第三伸缩缸15通过螺栓固定安装在墙体1上，第三伸缩缸15内滑动配合有推拉杆，推拉杆端部焊接有固定板，固定板朝向地面2一侧粘接有接触地面2的湿润条16，湿润条16可用现有的吸水海绵制成，湿润条16内卡有检测湿度值的湿度检测器，控制子系统的控制模块获取湿度检测器的湿度值，控制模块将湿度值发送至判断模块，判断模块对湿度值进行判断，当湿度值大于湿度阈值时，控制模块向第三伸缩缸15发送控制信号，第三伸缩缸15根据控制信号伸出后再缩回，第三伸缩缸15带动湿润条16擦过地面2。

与实施例一的区别是，清洁方法还包括以下步骤：

在判断地面2为脏污后，对公厕的地面2是否有积水进行检测，由于湿润条16位于冲水器14处，漏水时，湿润条16能够及时对漏出的水进行吸附，湿润条16内的湿度检测器检测湿度值，当检测到地面2有积水时，湿度检测器检测到的湿度值大于湿度阈值，由报警模块发出漏水警报，并由湿润条16吸附积水后先对地面2进行擦拭，浸湿地面2的脏污物，再通过擦拭模块的吸水条10的第一次擦拭对地面2进行清洁，一次擦拭后通过干燥条8的第二次擦拭对地面2进行清洁。

本实施例二通过检测公厕的漏水情况，在公厕的冲水器14水阀漏水时，湿润条16吸附清水并由报警模块发出漏水警报，让环卫工人及使用者能够及时发现漏水，减少漏水造成的水资源浪费，同时在漏水期间通过湿润条16先吸附地面2积水，减少地面2积水造成的地滑摔跤情况发生，并且湿润条16吸附积水后擦拭地面2能够浸湿地面2上的污物，提高清洁效果，还能节省清洁用水量。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。