一种基于使用分配的智能公厕的制作方法

本发明涉及一种智能公厕，具体涉及一种基于使用分配的智能公厕。

背景技术：

随着经济的发展和人民生活水平的提高，外出聚会和旅游成为人们业余生活的一个重要组成部分，但目前，女士如厕方便是集会和旅游中一个不大不小的痛点。人有三急，最痛苦的事莫过于尿急却找不到厕所，而找到厕所却还要排队更令人欲哭无泪！比起男性，女性在这一问题上遭受的痛苦则更多，更难以让人忍受。特别是在国内，无论是旅游景点,还是服务区电影院、商场、广场、超市、公园等公共场所，往往人头攒动，人满为患，而女厕所前往往是排队如长龙一般，其中的痛苦难以言表。造成女士如厕难问题的主要原因是男女公厕布局不尽合理，由于女士生理结构和生理期等等问题，她们无论是小便还是大便都需要脱去裤子蹲便，往往如厕时间还要更长，由于考虑到设计成本，女士蹲坑位置有限，不能满足需求。

为了解决这一问题，中国专利(cn109113379a)公开了一种智能潮汐厕所，包括左右相邻的男厕空间、女厕空间；其中，所述男厕空间和所述女厕空间之间设置有多个依次相邻第一隔间；所述第一隔间面向所述男厕空间的门上设置有第一门锁，面向所述女厕空间的门上设置有第二门锁；所述第一隔间设置有控制系统，所述控制系统包括第一通信模块和处理模块；所述处理模块用于控制与所述第一门锁和所述第二门锁，所述第一通信模块用于和服务器进行信息交互。本发明实施例可以根据女性用户需求规划坑位，智能化上锁和解锁，实现了按需分配，解决了共享厕所隐私保护和共享厕所双开门迷路问题；进一步的还实现了精准定位和预约设计，提高了用户体验。该专利为考虑门锁的安全性问题。

中国专利(cn207583017u)公开了一种基于男女厕所排队人数检测的共享厕所，包括男厕、女厕和公共部分，所述男厕和女厕分别位于厕所的两侧，公共部分位于厕所中间并将厕所分隔成男厕和女厕两部分。该专利需要对男女厕所的人数进行检测，同时并未具体公开一方门按动打开后，另一方的门如何锁死。

技术实现要素：

为了克服和弥补上述现有技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种使用方便易行，可根据不同情况进行随机调节使用的基于使用分配的智能公厕，提高公厕的使用效率和安全性，同时降低成本和节省资源。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于使用分配的智能公厕，包括男厕区、女厕区和共用厕，共用厕同时设有与男厕区相通的第一门，以及与女厕区相通的第二门；

还包括安装于第一门上的第一锁，以及安装于第二门上的第二锁，以及安装于共用厕、用于检测共用厕内是否有人的人体感应器，以及与人体感应器和第一锁、第二锁连接的控制电路系统；

当感应到共用厕内无人时，第一门和第二门均提示门外可开；当感应到共用厕内有人时，第一门和第二门均提示门外不可开；

通过感应检测，如共用厕内的人为从第一门进入共用厕，则第一门从门内可开，而第二门内外均不可开；如共用厕内的人为从第二门进入共用厕，则第二门从门内可开，而第一门内外均不可开。

优选地，所述共用厕具有多个，各共用厕相互独立控制。

优选地，所述共用厕内设有以下如厕装置中的一个或多个：小便池、蹲便坑、马桶。

优选地，所述控制电路系统包括门开关电路，所述门开关电路包括右路开关电路、右路开关电路；

所述右路开关电路与第一波形处理电路连接，第一波形处理电路与第一门驱动器连接，第一门驱动器通过第一开关管与第一锁驱动连接；所述右路开关电路发出门开关信号，门开关信号经过第一波形处理电路去噪后发送给第一门驱动器，第一门驱动器根据门开关信号通过第一开关管控制第一锁开闭；

所述右路开关电路与第二波形处理电路连接，第二波形处理电路与第二门驱动器连接，第二门驱动器通过第二开关管与第二锁驱动连接；所述右路开关电路发出门开关信号，门开关信号经过第二波形处理电路去噪后发送给第二门驱动器，第二门驱动器根据门开关信号通过第二开关管控制第二锁开闭。

优选地，所述右路开关电路包括左门内开关和左门外开关，所述左门内开关和左门外开关并联后与所述第一波形处理电路连接；

所述右路开关电路包括右门内开关和右门外开关，所述右门内开关和右门外开关并联后与所述第二波形处理电路连接。

优选地，所述控制电路系统还包括互锁电路，所述互锁电路包括左门互锁电路和右门互锁电路；

所述左门互锁电路与所述第一波形处理电路连接，所述右路开关电路和左门互锁电路连接，所述右路开关电路发出的右门开关信号分两路传输，一路输入到第二波形处理电路，另一路输入到左门互锁电路，左门互锁电路受到触发，输出第一互锁信号到第一波形处理电路，所述第一波形处理电路根据第一互锁信号禁止左门开关信号的传输；

所述右门互锁电路与所述第二波形处理电路连接，所述右路开关电路和右门互锁电路连接，所述右路开关电路发出的左门开关信号分两路传输，一路输入到第一波形处理电路，另一路输入到右门互锁电路，右门互锁电路受到触发，输出第二互锁信号到第二波形处理电路，所述第二波形处理电路根据第二互锁信号禁止右门开关信号的传输。

优选地，还包括门解锁电路，所述人体感应器与门解锁电路连接，门解锁电路与所述左门互锁电路、右门互锁电路连接；

当人体感应器检测到共用厕无人时，通过门解锁电路向左门互锁电路、右门互锁电路输出复位信号，左互锁电路根据复位信号清除第一互锁信号，右互锁电路根据复位信号清除第二互锁信号。

优选地，所述人体感应器和门解锁电路之间设有延时电路，人体感应器发出的信号，经过延时电路后才输送至门解锁电路。

优选地，还包括门解锁电路，所述人体感应器与门解锁电路连接，所述门解锁电路与右路开关电路、右路开关电路连接，或所述门解锁电路直接与第一门驱动器、第二门驱动器；

当人体感应器检测到共用厕无人时，通过门解锁电路向右路开关电路和右路开关电路连接发出锁门信号，或者通过门解锁电路向第一门驱动器和第二门驱动器发出锁门信号，使第一锁和第二锁上锁。

优选地，还包括显示电路，所述显示电路包括与人体感应器连接的左显示电路和右显示电路；

当人体感应器检测到共用厕内有人时，输出有人信号到左显示电路和右显示电路，所述左显示电路和右显示电路根据有人信号进行红灯提示，禁止申请进入；

当人体感应器检测到共用厕内无人时，输出无人信号到左显示电路和右显示电路，所述左显示电路和右显示电路根据无人信号进行绿灯提示，可申请进入。

有益效果

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于使用分配的智能公厕，通过对共用厕区域的合理划分，并在共用厕的两个控制门上安装智能互锁门装置，通过公用部分随机调整使用分配，大大提高了使用效率，并减少了设计面积，降低了投入成本，大大节省了资源，其结构合理，安全，容易实施，使用简单，适合旅游景点、服务区、电影院、商场、广场、超市、公园等公共场所人多的设置使用。

附图说明

图1是本发明的公厕结构示意图；

图2是本发明的原理框图；

图3是本发明的显示电路、人体感应器和开关管、第一锁和第二锁的电路图；

图4是本发明的延时电路和门解锁电路的电路图；

图5是本发明的右路开关电路和互锁电路的电路图；

图6是本发明的左路开关电路和互锁电路的电路图；

图7为本发明的第一波形处理电路和第一驱动器的电路图；

图8为本发明的第二波形处理电路和第二驱动器的电路图；

附图中的标记所对应的技术特征为：1-男士小便器，2-冲水箱，3-冲水箱按钮、4-脚踏，5-下水口，6-蹲便坑，7-门，8-女士站立小便器，9-放置一次性小便器的容器，10-一次性小便器，11-小便器收集桶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种基于使用分配的智能公厕，包括男厕区、女厕区和共用厕，共用厕同时设有两个控制门7，两个所述控制门分别为与男厕区相通的第一门，以及与女厕区相通的第二门；

所述男厕区靠外一侧设置有多个男士小便器1，所述女厕区靠外一侧设置有女士站立小便池8、一次性小便器10、放置一次性小便器的容器9；所述女士站立小便池8的一侧设置有小便器收集桶11；

还包括安装于第一门上的第一锁，以及安装于第二门上的第二锁，以及安装于共用厕、用于检测共用厕内是否有人的人体感应器，以及与人体感应器和第一锁、第二锁连接的控制电路系统；

以上的第一锁和第二锁均为电磁锁，即所述第一锁为第一电磁锁，所述第二锁为第二电磁锁。

当感应到共用厕内无人时，第一门和第二门均提示门外可开；当感应到共用厕内有人时，第一门和第二门均提示门外不可开；

通过感应检测，如共用厕内的人为从第一门进入共用厕，则第一门从门内可开，而第二门内外均不可开；如共用厕内的人为从第二门进入共用厕，则第二门从门内可开，而第一门内外均不可开。

如图2和图3所示，还包括显示电路，所述显示电路包括与人体感应器连接的左显示电路和右显示电路；

当人体感应器检测到共用厕内有人时，输出高电平信号(即有人信号)到左显示电路和右显示电路，所述左显示电路和右显示电路根据人体感应器输出的高电平信号(即有人信号)进行红灯提示，禁止申请进入；

当人体感应器检测到共用厕内无人时，输出低电平信号(即无人信号)到左显示电路和右显示电路，所述左显示电路和右显示电路根据人体感应器输出的低电平信号(即无人信号)进行绿灯提示，可申请进入。

如图1所示，所述共用厕具有多个，各共用厕相互独立控制。在本实施例中，所述共用厕至少为3个。

如图1所示，所述共用厕内设有以下如厕装置中的一个或多个：小便池、蹲便坑6、马桶。在本实施例中，所述共用厕内设有蹲便坑6，还设有冲水箱2，所述冲水箱2上设有冲水箱按钮3；所述蹲便坑上设有脚踏4和下水口5；

如图2、图5和图6所示，所述控制电路系统包括门开关电路，所述门开关电路包括右路开关电路、右路开关电路；

如图2以及图5至图7所示，所述右路开关电路与第一波形处理电路连接，第一波形处理电路与第一门驱动器连接，第一门驱动器通过第一开关管与第一锁驱动连接；所述右路开关电路发出门开关信号，门开关信号经过第一波形处理电路去噪后发送给第一门驱动器，第一门驱动器根据门开关信号通过第一开关管控制第一锁开闭；

具体地，如图5所示，所述左路开关电路包括左门内开关和左门外开关，所述左门内开关和左门外开关并联电连接；所述左门内开关用于从内部开门(外出)和关门(进入后)，所述左门外开关用于从外部开门，所述左门内开关和左门外开关与所述第一波形处理电路连接，将开关信号发送到所述第一波形处理电路进行去噪。

如图2以及图5、图6和图8所示，所述右路开关电路与第二波形处理电路连接，第二波形处理电路与第二门驱动器连接，第二门驱动器通过第二开关管与第二锁驱动连接；所述右路开关电路发出门开关信号，门开关信号经过第二波形处理电路去噪后发送给第二门驱动器，第二门驱动器根据门开关信号通过第二开关管控制第二锁开闭。

所述右路开关电路包括右门内开关和右门外开关，所述右门内开关和右门外开关并联电连接；所述左门内开关用于从内部开门(外出)和关门(进入后)，所述右门外开关用于从外部开门，所述右门内开关和右门外开关与所述第二波形处理电路连接，将开关信号传输到第二波形处理电路进行去噪。

第一波形处理电路包括反相器ic7(1-2)和ic6-1芯片；第二波形处理器包括反相器ic7(3-4)和ic8-1芯片；所述第一波形处理电路和第二波形处理电路用于消除机械开关在闭合及断开瞬间伴随的电抖动干扰和连续按键干扰，检出有用的开关信号，然后送到后续相应的驱动器。另外，第一波形处理电路和第二波形处理电路不但对开关的波形整形，去除门开关的机/电杂波干扰，而且在它的输出延时波形期间，对于刚刚按动的门开关再次的按动(连续多次)的门开关信号不予响应，防止有些人在按动门开关时多次按动的习惯动作即连续多次按动右门开关，按照一次处理。所述第一波形处理电路和第二波形处理电路的工作状态是：门开关按动一次，相应的波形处理电路输出一个正脉冲信号，电平变化变化为：低(初始)--高(持续)--低(恢复)，高电平持续时间可以设定，门开关按动一次，相应的波形处理电路输出一个电脉冲。

第一门驱动器包括芯片ic6-2，所述第二门驱动器包括芯片ic8-2；第一门驱动器和第二门驱动器用于产生开门或关门的逻辑高低电平，并通过相应的开关管与电磁锁电控制左右门的打开或关闭。即第一门驱动器输出高电平，第一开关管t1导通，第一电磁锁k1打开，第一门开门；第一门驱动器输出低电平，第一开关管t1关闭，第一电磁锁k1截止，第一门关门。同理，即第二门驱动器输出高电平，第二开关管t2导通，第二电磁锁k2打开，第二门开门；第二门驱动器输出低电平，第二开关管t2关闭，第二电磁锁k2截止，第二门关门。

门驱动器的工作状态是：波形处理电路每输入一个脉冲信号，它的输出状态变换一次，例如左门外开关(第一次)按动，第一门驱动器输出高电平，通过第一开关管驱动第一锁打开；左门内开关(第二次)按动，第一门驱动器输出低电平，通过第一开关管驱动第一锁关闭。当人体感应器检测到共用厕无人时，左门外开关按动，发出开门信号到第一波形处理电路，第一波形处理电路对开门信号进行去噪后输出一个脉冲信号到第一门驱动器，第一门驱动器输出高电平，通过第一开关管驱动第一锁打开，人进入厕所后，左门内开关按动，第一门驱动器驱动第一锁关闭，人解决入厕问题后，按动左门内开关，第一门驱动器通过第一开关管驱动第一锁打开，人外出厕所后，人体感应器检测到共用厕内没人，输出低电平信号，通过门解锁电路输出门锁关闭信号到第一驱动器，第一驱动器通过第一开关管驱动第一锁关闭。

如图2、图5和图6所示，所述控制电路系统还包括互锁电路，所述互锁电路包括左门互锁电路、右门互锁电路和互锁开关ic5；

如图2所示，所述左门互锁电路与所述第一波形处理电路连接，所述右路开关电路与左门互锁电路连接，所述右路开关电路发出右门开关信号，右门开关信号一路输入到第二波形处理电路，一路输入到左门互锁电路，左门互锁电路受到触发，输出第一互锁信号到第一波形处理电路，所述第一波形处理电路根据第一互锁信号禁止左门开关信号的传输；

如图2所示，所述右门互锁电路与所述第二波形处理电路和左路开关电路连接，所述左路开关电路发出的左门开关信号分为两路，一路输入到第一波形处理电路，另一路输入到右门互锁电路，右门互锁电路受到触发，输出第二互锁信号到第二波形处理电路，所述第二波形处理电路根据第二互锁信号禁止右门开关信号的传输。

具体地，左门互锁电路为包括ic4(c\d)的左门电路，所述右门互锁电路为包括ic4(a\b)的右门电路；

互锁电路的功能有两个，第一如果当右门的外开关首先按下，则右门的相关电路不但执行打开右门的指令，同时还要关闭左门外开关的请求，使得后来的打开左门的请求不予响应；第二是在人员从右门进入后，不能通过左门内开关开门并从左门出去。同样，如果当左门的外开关首先按下，则左门的相关电路不但执行打开左门的指令，同时还要关闭右门，使得后来的打开左门的请求不予响应；同样的作用是在人员从左门进入后，不能打开右门或从右门出去，从而提高了共用厕的安全性。

如图2和图4所示，还包括门解锁电路，所述门解锁电路包括芯片ic3，所述人体感应器与门解锁电路连接，门解锁电路与所述左门互锁电路、右门互锁电路连接；

当人体感应器检测到共用厕无人时，通过门解锁电路向左门互锁电路、右门互锁电路输出复位信号，左互锁电路根据复位信号清除第一互锁信号，右互锁电路根据复位信号清除第二互锁信号。

另外，所述门解锁电路与右路开关电路、右路开关电路连接，或所述门解锁电路直接与第一门驱动器、第二门驱动器；在本实施例中，所述门解锁电路与第一门驱动器和第二门驱动器连接；

当人体感应器检测到共用厕无人时，通过门解锁电路向第一门驱动器和第二门驱动器发出锁门信号，第一门驱动器和第二门驱动器输出低电平信号，分别通过第一开关管和第二开关管驱动第一锁和第二锁上锁。

如图4所示，所述人体感应器和门解锁电路之间设有由电阻r7和电容c3组成的延时电路，人体感应器发出的信号，经过延时电路延时后才输送至门解锁电路。

所述人体感应器、显示电路、门解锁电路和控制电路系统组成智能互锁门装置。

另外，电子控制的响应时间毫秒和微秒级，所以当两边门开关同时被按下时，时间的微小差异及开关动作的力度等等因素，避免了左右门同时开启发生的冲突。

下面结合图3至图8，详细描述本发明的工作过程：

在通电后，电源经过由电阻r19和电容c13组成的延时电路以及由电阻r13和电容c12组成的延时电路分别对锁存器ic4-4(a,b)和ic4-10(c,d)初始化，其中两路输出通过互锁开关ic5，使得左右门开关ic5对低电平的通路打开，开放左右门的申请；另外电源经过电容c9、电阻r22和电容c11、电阻r26分别对第一门驱动器的ic6-2芯片和第二门驱动器的ic8-2芯片复位，使得第一门驱动器的ic6-2芯片和第二门驱动器的ic8-2芯片输出低电平，第一开关管t1和第二开关管t2截止，第一电磁锁k1和第二电磁锁k2关闭，导致第一门(左门)和第二门(右门)关闭。

由于此时厕所内无人，人体感应器的输出无人信号(低电平)，通过左显示电路的ic1-1芯片和右显示电路的ic1-2芯片驱动，点亮左右门显示器led1、led2(绿灯)，说明厕所内无人，左右门外都可以申请如厕，为左右如厕人做准备。

(1)如厕申请(以左门为例)

左门外开关按动一下，反相器ic7(1-2)翻转一次，输出一个高电平脉冲，经过ic6-1芯片，对第一驱动器的ic6-2芯片的11引脚输入一个脉冲信号，ic6-2芯片13引脚输出高电平，使得第一开关管t1导通，第一锁k1打开，为左门入厕人开门；

左门外开关按下时，右互锁电路的锁存器ic4(d)翻转，输出低电平，使得右门互锁开关ic5关闭，右门互锁开关ic5对地失去通路，此后，按动右门外开关无效，完成左门申请后，右门申请被屏蔽，不能打开。

(2)人从左门入厕

当人进入厕所后，人体感应器检测到公用厕有人，输出高电平，使得显示电路的ic2-1(3,4)和ic2-2(1,2)翻转，led2和led4红灯亮；左显示电路的ic1-1和右显示电路的ic1-2截止，左右门绿灯led1和led3灭，告诉左右门外的其他人，该厕所内有人。

入厕人按动左门内开关(锁门)，反相器ic7(1-2)翻转一次，输出一个高电平脉冲，第一波形处理电路的ic6-1芯片(1脚)输出一个脉冲信号，输送到第一驱动器的ic6-2芯片(11脚)，ic6-2芯片的输出13脚状态变换成低电平，第一开关管t1关闭，第一锁k1截止，左门关闭。

入厕人按下左门内开关，反相器ic7(1-2)又被触发，输出一个高电平脉冲，使得ic6-1芯片输出一个脉冲，通过ic6-2芯片输出高电平，第一开关管t1打开，第一锁k1开启，入厕人从左门出去。

人出厕后，由于此时厕所内无人，人体感应器的输出无人信号(低电平)，经过左显示电路的ic1-1芯片和和右显示电路的ic1-2芯片驱动，点亮左右门显示器led1、led2(绿灯)，说明厕所内无人，左右门外都可以申请如厕，为左右如厕人做准备。

(3)互锁电路解锁过程；

入从厕所出走后，人体感应器输出状态从高电平变化为低电平，该变化施加到ic3芯片的2脚，ic3芯片的输出状态从低电平转换成高电平，经过由电阻r7和电容c3组成的延时电路的的延时作用，输出一个暂稳态的高电平单脉冲，经过反相器ic2-3和反相器ic2-4，把复位信号施加到左右门的锁存器的复位端，使得左右门互锁电路解锁，左右门都可以申请入厕。

(4)人出厕后的锁门

入从厕所出走后，人体感应器输出状态从高电平变化为低电平，该变化施加到门解锁电路的ic3芯片的2脚，ic3芯片的输出状态从低电平转换成高电平，输出一个暂稳态的高电平单脉冲，对第一门驱动器ic6-2芯片和和第二门驱动器的ic8-2芯片输入端同时输入触发信号，使得第一们驱动器的ic6-2芯片和第二门驱动器的ic8-2芯片输出为低电平，左右门锁电磁锁关闭，导致左右门关闭。

本发明提供了一种基于使用分配的智能公厕，通过对共用厕区域的合理划分，并在共用厕的两个控制门上安装智能互锁门装置，通过公用部分随机调整使用分配，大大提高了使用效率，并减少了设计面积，降低了投入成本，大大节省了资源，其结构合理，安全，容易实施，使用简单，适合旅游景点、服务区、电影院、商场、广场、超市、公园等公共场所人多的设置使用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。