厕所智能化管理系统

肖崇伟，王 桥，高林通，刘卓宇

（贵州师范学院智能硬件工作室，贵州 贵阳 550018）

随着社会经济的发展，人们的生活水平有了很大提高，对公厕在内的公共环境卫生的要求也越来越高。虽然很多地方也在公厕的管理方面投入大量人力物力，做了大量改善性的工作，然而受诸多因素制约，公厕设置总量不足，数量不能满足实际需求，总体布局不尽合理，再加上客流量统计不科学，部分管理人员业务水平较低，工作强度大，增加了精细化管理作业难度，出现设施损坏、更新不及时、异味较大等问题，尤其是景区公园、商业中心以及高速公路服务区的公厕已经无法满足人们的需求，造成了如厕环境差的现象大量存在，严重影响了人们的如厕感受。因此，推进公厕管理的智能化建设尤为重要。

研发智能化公厕的目的是实现对公厕的精细化管理，有效节约办公经费，提升公共服务质量，促进公共服务均等化，实现社会和谐与可持续发展。智慧公厕的打造加上对管理人员和保洁员的智能化管理，能确保公厕得到及时维护，例如自动通知清洁打扫、自动通知添加手纸、补充洗水液等。对厕所使用状态信息实时管理体现在如厕人员可以利用移动互联网App 或微信公众号自动查找和定位厕所，并查看厕所使用情况，避免找不到厕所和在厕所前着急排队的尴尬。利用手机微信、App进行厕所定位以及对厕所使用情况及时查看，避免找厕难和排队的麻烦。智慧公厕是服务的品质体现，以景区为例，如游客到景区旅游时，用手机即可查找附近厕所、实时了解厕所繁忙状态、厕所坑位占用情况，对厕所脏乱差问题可通过手机进行投诉和提出建议。所以说对公厕客流量的统计是很重要的，对如厕客流量进行统计，依据准确的数据，对城市公厕设施布置、公厕保洁作业模式、公厕管理资金投入方向进行预测、分析、优化以及再规划，实现大数据服务。

1.系统总体设计

每一个厕所通过无线收发装置将蹲位使用情况发送至服务器。服务器对数进行处理之后可在App 上查看蹲位使用情况。厕所管理者可在管理后台查看和修改数据，如图1 所示。

图1 系统总体设计

2.硬件设计

硬件总体主要由STM32F103 单片机主控、ESP8266 数据传输、闭合判断门锁、舵机、LCD 显示屏电路组成，如图2 所示。

图2 硬件总体图

2.1 无线传输电路

无线传输电路采用的是ESP8266 模块，与STM32F103 单片机连接，如图3 所示。主要功能是单片机将采集到的蹲位使用情况通过ESP8266 模块上传至服务器中，如图3 所示。

图3 无线传输电路

2.2 闭合判断门锁设计

当需要使用厕所时，负极门把手向下扭动，与正极端导通，单片机IO 口为低电平，可判断厕所蹲位已被使用。当厕所不被使用时，负极门把手向上扭动，与正极端断开，单片机IO口为高电平，可判断厕所蹲位不被使用，如图4 所示。

图4 闭合判断门锁内部结构图

2.3 地面清洁、消毒装置设计

使用完厕所蹲位后，蹲位两侧的电机带动清洁杆来回摆动，将地面粘连的泥土等不易被水冲走的物质进行除松，然后通过喷水口用水将其冲走，最后将消毒液通过喷水口喷洒到地面实现消毒，如图5 所示。

图5 地面清洁消毒装置

3.软件设计

主流程：检测厕所蹲位使用情况，当不使用厕所蹲位时，则继续检测；当使用厕所蹲位时，STM32F103 主控芯片将厕所蹲位已被使用信息通过ESP8266 上传至网络服务器，在网络服务器上将接收到的信息进行处理后推送至手机APP 以及管理平台，如图6 所示。

图6 系统总体主流程图

子流程：将网络服务器接收的信息存放在创建的数组当中，数组的标号表示厕所蹲位的序号（如a[0]中0 表示厕所蹲位序号为0），数组当中的内容为0、1 或其他数，0 表示未使用，则1 表示使用，其他数表示特殊情况。比如当厕所需要维修时，可在管理后台改变数组中的值为2，表示厕所正在维修中。最后将数组中的值推送至手机App，如图7 所示。

图7 系统子流程图

4.结语

本文通过硬件设计、软件设计研发了厕所智能化管理系统，还实现了厕所的清洁与消毒等实用性功能，成功解决厕所脏乱差的问题，为大家提供一个干净整洁如厕环境。