肖崇偉，王 橋，高林通，劉卓宇

（貴州師范學院智能硬件工作室，貴州 貴陽 550018）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平有了很大提高，對公廁在內(nèi)的公共環(huán)境衛(wèi)生的要求也越來越高。雖然很多地方也在公廁的管理方面投入大量人力物力，做了大量改善性的工作，然而受諸多因素制約，公廁設置總量不足，數(shù)量不能滿足實際需求，總體布局不盡合理，再加上客流量統(tǒng)計不科學，部分管理人員業(yè)務水平較低，工作強度大，增加了精細化管理作業(yè)難度，出現(xiàn)設施損壞、更新不及時、異味較大等問題，尤其是景區(qū)公園、商業(yè)中心以及高速公路服務區(qū)的公廁已經(jīng)無法滿足人們的需求，造成了如廁環(huán)境差的現(xiàn)象大量存在，嚴重影響了人們的如廁感受。因此，推進公廁管理的智能化建設尤為重要。

研發(fā)智能化公廁的目的是實現(xiàn)對公廁的精細化管理，有效節(jié)約辦公經(jīng)費，提升公共服務質量，促進公共服務均等化，實現(xiàn)社會和諧與可持續(xù)發(fā)展。智慧公廁的打造加上對管理人員和保潔員的智能化管理，能確保公廁得到及時維護，例如自動通知清潔打掃、自動通知添加手紙、補充洗水液等。對廁所使用狀態(tài)信息實時管理體現(xiàn)在如廁人員可以利用移動互聯(lián)網(wǎng)App 或微信公眾號自動查找和定位廁所，并查看廁所使用情況，避免找不到廁所和在廁所前著急排隊的尷尬。利用手機微信、App進行廁所定位以及對廁所使用情況及時查看，避免找?guī)y和排隊的麻煩。智慧公廁是服務的品質體現(xiàn)，以景區(qū)為例，如游客到景區(qū)旅游時，用手機即可查找附近廁所、實時了解廁所繁忙狀態(tài)、廁所坑位占用情況，對廁所臟亂差問題可通過手機進行投訴和提出建議。所以說對公廁客流量的統(tǒng)計是很重要的，對如廁客流量進行統(tǒng)計，依據(jù)準確的數(shù)據(jù)，對城市公廁設施布置、公廁保潔作業(yè)模式、公廁管理資金投入方向進行預測、分析、優(yōu)化以及再規(guī)劃，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務。

1.系統(tǒng)總體設計

每一個廁所通過無線收發(fā)裝置將蹲位使用情況發(fā)送至服務器。服務器對數(shù)進行處理之后可在App 上查看蹲位使用情況。廁所管理者可在管理后臺查看和修改數(shù)據(jù)，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體設計

2.硬件設計

硬件總體主要由STM32F103 單片機主控、ESP8266 數(shù)據(jù)傳輸、閉合判斷門鎖、舵機、LCD 顯示屏電路組成，如圖2 所示。

圖2 硬件總體圖

2.1 無線傳輸電路

無線傳輸電路采用的是ESP8266 模塊，與STM32F103 單片機連接，如圖3 所示。主要功能是單片機將采集到的蹲位使用情況通過ESP8266 模塊上傳至服務器中，如圖3 所示。

圖3 無線傳輸電路

2.2 閉合判斷門鎖設計

當需要使用廁所時，負極門把手向下扭動，與正極端導通，單片機IO 口為低電平，可判斷廁所蹲位已被使用。當廁所不被使用時，負極門把手向上扭動，與正極端斷開，單片機IO口為高電平，可判斷廁所蹲位不被使用，如圖4 所示。

圖4 閉合判斷門鎖內(nèi)部結構圖

2.3 地面清潔、消毒裝置設計

使用完廁所蹲位后，蹲位兩側的電機帶動清潔桿來回擺動，將地面粘連的泥土等不易被水沖走的物質進行除松，然后通過噴水口用水將其沖走，最后將消毒液通過噴水口噴灑到地面實現(xiàn)消毒，如圖5 所示。

圖5 地面清潔消毒裝置

3.軟件設計

主流程：檢測廁所蹲位使用情況，當不使用廁所蹲位時，則繼續(xù)檢測；當使用廁所蹲位時，STM32F103 主控芯片將廁所蹲位已被使用信息通過ESP8266 上傳至網(wǎng)絡服務器，在網(wǎng)絡服務器上將接收到的信息進行處理后推送至手機APP 以及管理平臺，如圖6 所示。

圖6 系統(tǒng)總體主流程圖

子流程：將網(wǎng)絡服務器接收的信息存放在創(chuàng)建的數(shù)組當中，數(shù)組的標號表示廁所蹲位的序號（如a[0]中0 表示廁所蹲位序號為0），數(shù)組當中的內(nèi)容為0、1 或其他數(shù)，0 表示未使用，則1 表示使用，其他數(shù)表示特殊情況。比如當廁所需要維修時，可在管理后臺改變數(shù)組中的值為2，表示廁所正在維修中。最后將數(shù)組中的值推送至手機App，如圖7 所示。

圖7 系統(tǒng)子流程圖

4.結語

本文通過硬件設計、軟件設計研發(fā)了廁所智能化管理系統(tǒng)，還實現(xiàn)了廁所的清潔與消毒等實用性功能，成功解決廁所臟亂差的問題，為大家提供一個干凈整潔如廁環(huán)境。