公厕自动化控制系统的制作方法

1.本实用新型属于公共卫生设施的自动控制装置。特别是涉及一种公厕的自动控制装置。


背景技术：

2.现有公厕自动控制系统只是针对公厕中某一方面的研究，并未涉及公厕计数系统、厕位显示设备以及电流电量统计系统。在现代化的管理方面，还应该包括公厕室内环境监测变送器来调节环境设备、公厕人流量计数系统来统计每天的人流量信息、厕位门上安装微动开关设备通过大屏幕展示给使用者厕位有无人、通过智能电表来统计每天的电流和用电量等信息采集与综合管理等功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种公厕自动化控制系统，以解决公厕如厕高峰期异味大的技术问题；同时解决利用大屏幕给使用者提供直观判断减少使用者等待如厕时间和增加厕位使用频次的技术问题；还解决为管理者提供公厕的基本信息，有助于提高公厕的管理水平等技术问题。
4.为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
5.公厕自动化控制系统，包括plc控制模块、数据采集单元、控制端单元、显示装置和供电电源；数据采集单元包括co2采集模块、光照采集模块、温度采集模块、湿度采集模块、室内空气质量采集模块、红外人流计数器模块和厕位占用开关量模块，数据采集单元各个模块与plc控制单元的rs485串行通讯接口连接；控制端单元包括照明控制开关、通风除臭设备的电源控制继电器、控制电暖气电源继电器、各个控制水阀的电磁阀，控制端单元的各个终端与plc控制器的输出do端口连接；显示装置通过驱动电路与plc控制模块的rs232通讯接口连接。
6.所述红外人流计数器模块采用红外反射式客流计数器。
7.厕位占用开关量模块，采用厕间门上的微动开关来判断厕间有人无人，该信号通过modbus-自由口协议传输到plc。
8.照明控制开关分为室内照明和室外照明开关，通过plc控制模块根据当前时间、公厕光照强度控制开关。
9.co2采集模块、光照采集模块、温度采集模块、湿度采集模块采用4合1集成变送器，室内空气质量采集模块为监测室内空气环境浓度的pm1、pm2.5和pm10的激光粉尘变送器，两个变送器通过rs485接口将信号输出至plc控制模块。
10.本实用新型的优点与积极效果如下：
11.通过门厅的大屏幕可以为如厕人群提供当前坑位使用信息，为使用者如厕提供参考。通过公厕智能化系统的应用，节约了约20％的用电量，有效解决了公厕如厕高峰期的异味大问题，公厕室内环境改善明显。有效的提高了公共厕所的管理水平。在以下测试中本实
用新型的性能稳定。
12.1、控制功能测试
13.在实验室进行了1000次系统连续输出控制信号测试，成功率100％；测试系统在昌平区马池口公共厕进行了300次连续出处控制信号测试，成功率100％。
14.2、系统通信测试
15.目前系统采用rs485总线采集的数据的通信周期为2秒，根据实验室和现场测试系统的24小时连续总线数据监测，系统通信数据传输稳定，通信超时数据包比率为3％，通信中断几率为0％。
16.3、传感器数据准确性评估
17.目前系统传感器有人流量采集、温度、湿度、co2浓度、pm2.5浓度、pm10浓度、电能计量等类型，各项数据均正常，都能够在系统环境变化后及时响应，数据范围合理，系统采集速度相对较高，能够非常及时的获取环境参数，延迟时间约为2秒。
18.4、模块环境温度适应性
19.所有传感器、设备、模块的工作温度范围为-40℃～85℃。夏季在实验室进行了工作温度测试，在30℃左右的环境下工作正常；冬季在昌平区马池口公厕进行了低温测试，在低温环境下系统工作正常。
附图说明
20.图1是本实用新型的电路组成原理框图。
具体实施方式
21.本实用新型所述的公厕自动化控制系统，包括plc控制模块、数据采集单元、控制端单元、显示装置和供电电源；数据采集单元包括co2采集模块、光照采集模块、温度采集模块、湿度采集模块、pm2.5颗粒物采集模块、pm10颗粒物采集模块、红外人流计数器模块和厕位占用开关量模块，数据采集单元各个模块与plc控制单元的rs485串行通讯接口连接；控制端单元包括照明控制开关、通风除臭设备的电源控制继电器、各个控制水阀的电磁阀，控制端单元的各个终端与plc控制器的输出do端口连接；显示装置通过驱动电路与plc控制模块的rs232通讯接口连接。
22.本实用新型的工作原理如下：
23.1.厕位占用开关量模块
24.本研究男女厕间各放置一个厕位占用开关量模块，通过与厕间门上的微动开关来判断厕间有人无人，然后通过modbus-自由口协议传输到plc里。经过画面的不同颜色(红色为有人，绿色为无人)来显示。给如厕人群提供便利。
25.2.人流量统计
26.选用一款经济型质量可靠的红外反射式客流计数器，工作电压为dc24v；工作电流：小于50ma；计数最大位数为99999999；该统计的客流数据可通过rs485接口输出，支持modbus-rtu协议。实现男女厕间人流量分别统计，每日自动将前一天的统计数据清零。当人流传感器记录的人数不合理时(离开人数大于进入人数、进入人数长期未归零等)，系统会通过当前时间、厕位占用情况、公厕内温度、co2浓度等其它辅助信息自动进行数据修正。
27.3.照明自动控制
28.照明分为室内照明和室外照明，全部使用led灯。照明通过中央控制系统plc根据当前时间、公厕光照强度等信息综合判断分别控制男女厕间当前是否需要开关灯。以节约用电，减少人力，实现照明自动控制。
29.4.室内环境自调
30.室内环境传感器采用4合1集成变送器(温度、湿度、光照强度、co2浓度)，室内空气质量采集模块为监测室内空气环境浓度的pm1、pm2.5和pm10的激光粉尘变送器，两个变送器通过rs485接口将信号输出至plc控制模块。两个变送器的工作电压为dc24v；工作电流小于120ma；通过rs485接口输出；支持modbus-rtu协议。为了达到室内环境自调，在自动模式下中央控制系统(plc)会根据公厕内的温度、湿度、co2浓度、人流量传感器等传感器数据自动对环境舒适度进行评级，进而控制通风除臭设备。当室内温度小于等于公厕标准值时自动打开加热设备进行温度调节。当在手动情况下手动可以打开通风除臭设备和加热设备来自行改善室内环境。
31.5.空气清新技术的自动控制
32.空气清新技术是通过先进的气流组织思路，配合高能离子净化技术和化学吸附技术，实现了对公厕异味的有效治理和控制。本研究通过传感器信号采集温度、二氧化碳浓度、pm2.5、pm10浓度和当前的人流量，通过rs485通讯接口传输到中央处理器中进行数据运算，当以上某个值超出标准值(可人为设定)范围后，plc中央处理器发出一个输出信号，控制输出继电器打开新风除臭设备，进行公厕室内快速除臭。当以上传感器数值未超出标准值时，plc中央处理机关闭新风除臭系统。通过以上控制方式来实现空气清新技术的自动控制。
33.6.信息展示与数据处理
34.使用组态软件通过液晶屏幕实现公厕环境监测情况、厕位占用情况、信息引导等数据的直观展示，同时根据管理者定制格式自动生成日、月数据报表并导出，为管理者提供数据查阅与研究。