智能开门生物厕所及其控制方法与流程

本发明涉及智能无水生态洁厕领域，具体而言是一种智能开门生物厕所及其控制方法。

背景技术：

智能无水生态洁厕现已进入第四代，全面实现建造方式工业化、控制管理智能化、运营维护市场化、示范推广标准化。在智能无水生态洁厕中采用合适的模式来引入广告媒体，既能带动更多参与方加入环保行业，又能为公共服务带来盈利，有利于产业的良性发展。

经检索，中国专利文献cn101625821a公开了一种厕所门板广告媒体，包括保护箱，媒体播放器，控制装置和门板，该保护箱由透明保护面板，保护框架，底板，减振块构成，固定于便坑或座便器正前方且高度在30厘米到160厘米之间的门板上，该减振块置于保护箱内壁上，夹在媒体播放器、控制装置与保护箱内壁之间，该控制装置包括感应控制开关、媒体播放器信号处理装置。使用多种减振缓冲装置，确保了媒体播放器的稳定性，并在厕所内用声、光、乐等效果避免尴尬。该设计采用传感器感应使用者如厕来启动媒体播放器，广告投放的针对性较差，且缺少反馈，导致盈利模式与功能过于单一。而且再保护框的设计上并未考虑防盗的需要，对于公共场合的设备投放存在损失风险。再则虽然提到了暗线布置，将所有的电路及设备嵌入墙内，但未提供具体的布线方式，目前使用的公厕门及隔断普遍采用厚度仅12mm的密度板，在如此薄型的门板内布线并安装显示器，同时满足防水防盗等要求，具备相当的设计难度。而且相应的隔断设计也需要重新设计，直接导致既有公厕改造成本的上升，限制了其推广应用。

设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的智能开门生物厕所，配套相应的控制方法，使其更具实用性。经过不断研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种防水防盗的智能开门生物厕所及其控制方法，在厕门上实现多媒体播放及智能化。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的智能开门生物厕所，包括门板，所述门板内安装显示器，所述显示器朝向门板内侧，其特征在于：所述门板上安装电控锁，门板外侧安装防盗盖及电子标签，当用户读取电子便签时，可以向服务器发送开门请求，所述服务器接收并识别开门请求，向相应的电控锁发送开门指令，向显示器发送显示指令。

具体地，述电子标签是二维码，当用户的智能终端扫取二维码时，服务器收到开门请求。

具体地，所述显示器是广告机，所述广告机从服务器下载广告内容并储存在本地播放。

具体地，用户使用社交软件客户端扫取二维码，服务器从社交软件获取用户偏好信息，根据用户偏好信息令广告机发送播放相应广告内容，并生成广告投放日志。

上述智能开门生物厕所的控制方法包括以下步骤：

步骤1，扫二维码远程开锁；

步骤2，厕位内传感器检测人的进入；

步骤3，蹲坑下方的生物料箱开合板打开；

步骤4，如厕结束后按门上的出门开关解锁出厕。

具体地，所述步骤1中，门锁由电机驱动并有锁到位检测，锁不到位本地有语音提示，平台端也有状态提示。

具体地，所述步骤2中播放语音提示，所述语音提示包括进门欢迎语音，蹲位称重传感器纠正使用姿势语音，以及门锁不到位语音。可以由蹲位板下4角的4个称重传感器及两组不同高度的反射式红外线判断。(如厕人数的统计计数可能需要红外辅助，如厕是否蹲下需要红外辅助。)

具体地，在有人如厕时，生物料箱的搅拌机中止工作，人出门以后立即开启工作。搅拌机的工作模式为：如果单位时间(60分钟)内，计数超过6人交流电机加速搅拌(搅拌机正反转通电时长的控制，非调速)。如果重量感应器没有动作，交流电机正转2分钟，停止30分钟。反转2分钟，停止30分钟，循环。如果重量感应器有信号，交流电机如果在转动状态，立即停止。重量感应器信号消失立即进入正转2分钟，停2分钟，反转2分钟，停2分钟；正转2分钟，停30分钟，反转2分钟，停30分钟；正转2分钟，停30分钟，反转2分钟，停30分钟循环。如果此时重量感应器有信号，交流电机立即停止。重量感应器信号消失，重复过程。搅拌机工作的时间取决于入厕人数的多少。

具体地，所述生物料箱具有保温功能，要求30度至55度之间。配一个温度传感器和一个加热器(功率220v/700w)控制输出。控制生物料箱的温度。湿度保持功能，需要一个湿度度传感器和一个电磁阀控制喷水输出。要求湿度处于40％-60％之间，如果湿度低于40％，开启电磁阀3秒钟，给生物处理器箱体供水。搅拌电机开启循环转2分钟，停30分钟进行搅拌………，30分钟后如果湿度仍然低于40％，开启电磁阀3秒钟………..循环。

使用时，生物料箱的温度、湿度、使用状态、使用时长、开合板状态，以及搅拌机、入厕人数、锁体的状态、广告机状态，由控制电路板板记录并实时向管理平台发送

有益效果：本发明在门板朝内安装显示器，在门板上安装电控锁，在门板外侧安装防盗盖及电子标签，相比现有技术具备以下突出的实质性特点和显著的进步：

1.在生物厕所节能环保的基础上，加入智能化人文关怀的设计智慧，同时也为公益投入提供了有效的盈利模式。

2.在门板的薄型板材的有限空间内，巧妙地装置安装一系列功能配件；外观优异，利用门板两侧的u形槽合理布置线路，经走线孔和安装槽及防盗盖做到了全封闭门内走线；

3.防盗螺栓与防盗盖的设计可以防水防盗与防破坏；

4.智能开锁厕门作为高度集成的整体，与现有的公厕隔断结构具有良好的继承性与兼容性，不仅适用于新建智能公厕，也适用于对既有公厕的智能化升级改造。

除以上所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外。为使本发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点做更为清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图说明

图1是本发明实施例的电气控制连接图；

图2是图1的系统架构图；

图3是本发明实施例厕位内的门板视图；

图4是厕门开启状态示意图；

图5是图4防盗盖的打开状态示意图；

图6是图5中限位板与防盗螺栓及螺母的结构示意图；

图7是图6的e-e剖视图

图8是图6中防盗螺栓的结构示意图‘

图中：门板1，开孔1-1，螺栓孔1-2，透光孔1-3，安装槽1-4，显示器2，电控锁3，卡条4，防盗盖5，铰链6，防盗螺栓7，7-1头部，杆部7-2，外螺纹7-3，限位板8，螺母9，防水板10。

具体实施方式

实施例：

本实施例的智能开门生物厕所的系统架构及工作流程如图1和图2所示，使用二维码远程控制本地生物厕所电控门的开闭。实现人的如厕检测及生物厕所自身设备运作功能实现，自身设备的状态信息包括锁的状态传送到云端平台。

使用单片机连接wifi通过4g路由到管理平台。扫描二维码后通过串口指令打开电控锁，有两种模式收费和不收费。支持微信或支付宝等。用户不需要装app，可以要求关注公众号之类进入控制界面。通信方式采用gprs，4g或wifi之一或全兼容，模块提供apisdk等。设备通过模块串口向平台或平台向设备传输下列信息：

有人/无人；

门锁状态开/关；

累计人数；

电机1开/关；

电机2开/关；

阀门1开/关；

阀门2开/关；

当前温度加温器开/关；

当前湿度加湿器开/关；

进入维护状态/维护完成；

动作分解如下：

1.扫二维码远程开锁，门锁由电机驱动并有锁到位检测，锁不到位本地有语音提示，平台端也有状态提示。

2.人进入厕所后，有语音提示:欢迎使用环保生物厕所，任一一个称重传感器有反应以后提示：请按脚下下表示站立或蹲位。如果厕所门没关到位：门没关好，请关门。如果广告机被拆卸提示：请勿盗窃和破坏电子显示系统。

3.人的进入检测以及是否按标识蹲坑，由蹲位板下4角的4个称重传感器及两组不同高度的反射式红外线判断。(如厕人数的统计计数可能需要红外辅助，如厕是否蹲下需要红外辅助。)

4.在人进入后，蹲坑的生物料箱开合板打开，粪便由此进入生物料箱。生物料箱开合板的驱动电机有防夹手功能，并且有停电自动开启能力。

5.入厕结束后按门上的出门开关解锁出厕。(厕所门由机械自行关门到位。)

6.在有人如厕的时候生物料箱的搅拌机(交流220v/200w)禁止工作，人出门以后立即开启工作。搅拌机的工作模式为：如果单位时间(60分钟)内，计数超过6人交流电机加速搅拌(搅拌机正反转通电时长的控制，非调速)。如果重量感应器没有动作，交流电机正转2分钟，停止30分钟。反转2分钟，停止30分钟，循环。如果重量感应器有信号，交流电机如果在转动状态，立即停止。重量感应器信号消失立即进入正转2分钟，停2分钟，反转2分钟，停2分钟；正转2分钟，停30分钟，反转2分钟，停30分钟；正转2分钟，停30分钟，反转2分钟，停30分钟循环。如果此时重量感应器有信号，交流电机立即停止。重量感应器信号消失，重复过程。搅拌机工作的时间取决于入厕人数的多少。

7.设备生物料箱有保温功能，要求30度至55度之间。配一个温度传感器和一个加热器(功率220v/700w)控制输出。控制生物料箱的温度。

8.设备有湿度保持功能，需要一个湿度度传感器和一个电磁阀控制喷水输出。要求湿度处于40％-60％之间，如果湿度低于40％，开启电磁阀3秒钟，给生物处理器箱体供水。搅拌电机开启循环转2分钟，停30分钟进行搅拌………，30分钟后如果湿度仍然低于40％，开启电磁阀3秒钟………..循环。

9.系统生物料使用周期约2个月，平台提示管理员按期更换，更换后通过一个保养按键向管理平台发送保养完成信息。

10.设备的温度，湿度，使用状态，使用时长，生物料箱开合板状态，搅拌机，入厕人数，锁体的状态，广告机状态等信息实时向管理平台发送。

在厕门的门板外部固定设置供用户输入开门指令的电子标签，可以采用二维码、蓝牙标签、nfc标签等形式，当用户用智能终端扫取电子标签时，通过网络将开门请求发给服务器，服务器将向电控锁发送开门指令，向显示器发送显示指令。显示器选用市售广告机，广告机可以从服务器下载广告内容并储存在本地播放。当用户使用社交软件客户端(如微信、支付宝、微博等)扫取二维码，服务器从社交软件获取用户偏好信息，根据用户偏好信息令广告机发送播放相应广告内容，并生成广告投放日志，实现线下广告的定向精准投放。

智能开锁厕门的硬件结构如图3、图4和图5所示，包括门板1，在门板1上面对门内侧用户观察位置处设有开孔1-1，在其中嵌入安装显示器2。显示器2朝向门板1的内侧与之平齐，显示器背部凸出门板1的外侧，覆盖安装防盗盖5，防盗盖5的边缘具有用于散热的锯齿结构，锯齿结构嵌入安装槽1-4，安装槽1-4在门板1外侧表面环绕开孔1-1布置，且从门边钻孔与安装槽连通形成走线孔，在门板1的两边安装卡条4，卡条4与门板1之间形成线槽，，门板1内侧的一边安装电控锁3，电控锁3的电缆沿经线槽4、走线孔和安装槽1-4进入防盗盖5内。

在电控锁5内具有状态显示灯，门板上1上布置透光孔，在外侧安装灯罩，用于直观显示该厕门内部有人/无人的情况。在卡条4的端部安装中空铰链6，形成走线孔道，线缆从走线孔道走到隔断顶部，在隔断顶部采用线槽继续全封闭走线，顶部线槽也可以采用与厕门两边相同的卡条。在门板1的安装槽1-4与开孔1-1之间布置螺栓孔1-2，防盗螺栓7从门板内侧穿入螺栓孔1-2并连接防盗盖5，在防盗盖5内侧固连接限位板8，限位板8仅允许防盗螺栓7在特定的旋转角度拔出，限制在其他旋转角度拔出限位板。

门内电器的防盗结构如图6、图7和图8所示，限位板8上具有限位孔，限位孔的形状是割圆。防盗螺栓7具有头部7-1、杆部7-2和外螺纹7-3，外螺纹7-3沿杆部7-2的周向形成凸缘，凸缘的端面形状是割圆，杆部的断面轮廓在割圆的内切圆范围内，也即杆部可以在限位孔内自由旋转。外螺纹7-3穿过限位孔，旋入限位板8与防盗盖5之间的螺母9中。头部7-1可以采用特殊的形状配合专用旋具，如中间带圆孔的星型，或者其他任何非圆形状。并制作一个特殊的方向标记，在特定方向上螺外螺纹的割圆与限位板的割圆对齐，在安装及运维人员需要拆开防盗盖时，仅需将方向标记指向该方向，即可打开维护。

在门板内侧固定安装防水板，显示器的表面与门板内侧平齐，防水板粘贴固定在门板内侧，防水板的中部具有与显示器适配的透明部，防水罩的边缘具有用于遮盖螺栓孔的不透明部。令显示器边框更加美观，进一步增强显示器的绝燃、防腐、防水、防划、和抗撞击能力。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本发明为智能无水生态洁厕提供了一种全新的思路与方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上仅是以示例的方式提供的优选实施方式。本领域技术人员可以在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。所附权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求及其等效项的范围内的方法和结构。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。