一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构的制作方法

1.本发明涉及智慧公厕设备领域，具体为一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构。


背景技术：

2.生态环境是人类生存和发展的根基，生态环境的变化直接影响了文明的兴衰演替。其中，厕所问题是关乎生态的世界性问题，同时也是衡量一个地域文明的重要标志，其卫生状况直接关系到人们的健康、环境的状况、城乡发展等一系列问题。为此，世界各组织、各国家对于厕所问题一直都十分重视，针对厕所问题在全球掀起了“厕所革命”。
3.现有的智慧公厕设备网络拓扑结构，不能够通过智能化管理平台对智慧公厕设备的内部进行实时的监测与控制，从而管理起来比较费时费力，并且不能够对粪便进行集中的处理，使得能耗增大。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，解决了不能够通过智能化管理平台对智慧公厕设备的内部进行实时的监测与控制，从而管理起来比较费时费力，并且不能够对粪便进行集中的处理，使得能耗增大的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，包括：
8.中央控制模块：用于协调控制各模块；
9.环境监测模块：用于监测智慧公厕设备内部的空气环境；
10.资源消耗监测模块：用于监测智慧公厕设备的各个部分的资源消耗情况；
11.设施使用监测模块：用于监测智慧公厕设备内部设施使用的情况；
12.客流量监测模块：用于监测进出入智慧公厕设备的人流量情况；
13.考勤管理模块：用于监测智慧公厕设备工作人员的考勤状况；
14.安防监控模块：用于监测智慧公厕设备使用时的安全状况；
15.所述中央控制模块和环境监测模块双向电性连接，所述资源消耗监测模块和中央控制模块双向电性连接，所述设施使用监测模块和中央控制模块双向电性连接，所述客流量监测模块的输出端与中央控制模块的输入端电性连接，所述考勤管理模块的输出端与中央控制模块的输入端电性连接，所述安防监控模块的输出端与中央控制模块的输入端电性连接，通过中央控制模块对各个模块之间进行监测与控制，通过中央控制模块对其进行发号司令并接收各个模块传输过来的信号。
16.优选的，所述环境监测模块包括温湿度监测模块、臭味监测模块、综合气味监测模块、pm2.5监测模块、控烟监测模块和病菌监测模块，所述温湿度监测模块与中央控制模块双向电性连接，所述臭味监测模块与中央控制模块双向电性连接，所述综合气味监测模块与中央控制模块双向电性连接，所述pm2.5监测模块与中央控制模块双向电性连接，所述控烟监测模块的输出端与中央控制模块的输入端电性连接，所述病菌监测模块与中央控制模块双向电性连接。
17.优选的，所述资源消耗监测模块包括用水量监测、用电量监测、蹲位满空监测、厕纸满空监测和洗手液满空监测，所述用水量监测、用电量监测、蹲位满空监测、厕纸满空监测和洗手液满空监测的输出端均与中央控制模块的输入端双向电性连接。
18.优选的，所述设施使用监测模块包括厕位水溢出监测、水压不足监测、厕位满出监测、小便池使用监测和垃圾桶满浅监测，所述厕位水溢出监测、水压不足监测、厕位满出监测、小便池使用监测和垃圾桶满浅监测的输出端均与中央控制模块的输入端电性连接。
19.一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备，包括墙体，所述墙体的一侧开设有进门，所述墙体的一侧固定连接有阶梯，且所述阶梯位于进门的一侧，所述墙体的内部固定连接有隔板，所述墙体的内部一侧固定连接有洗手池，所述墙体的内部放置有垃圾篓，所述垃圾篓位于洗手池的一侧，所述墙体的内部固定连接有卫生间，所述卫生间的数量设置为四个，其中一个所述卫生间的内部固定安装有坐便池，其他所述卫生间的内部固定安装有蹲便池，所述卫生间的外壁固定连接有烘手机，所述烘手机位于洗手池的一侧。
20.优选的，所述墙体的内部固定连接有化粪池，且所述化粪池位于隔板的一侧，所述墙体的一侧转动连接有设备门，且所述设备门位于化粪池的一侧，通过化粪池对粪便进行集中的处理与利用，通过设备门将发酵的沼气进行运输出去并利用，通过粪水分离器，然后经多级处理过滤，实现粪尿分离。
21.优选的，所述卫生间的正面转动连接有门板，所述卫生间的内壁固定连接有紫外线灯，所述卫生间的内壁固定连接有厕纸收卷机构，所述卫生间的内壁固定安装有排气扇，所述卫生间的内壁固定安装有百叶窗，所述百叶窗位于排气扇的一侧。
22.优选的，所述厕纸收卷机构包括壳体，所述壳体固定连接于卫生间的侧壁，所述壳体的顶部转动连接有盖体，所述壳体的内部转动连接有卷纸，所述壳体的正面固定连接有红外线感应装置。
23.优选的，所述壳体的正面两侧固定连接有安装板，所述安装板的一侧固定连接有电机，所述电机的一侧转动连接有驱动辊，所述驱动辊的两端转动连接于安装板的表面，所述安装板的底部转动连接有从动辊。
24.优选的，所述驱动辊的表面转动连接有驱动齿轮，所述从动辊的表面转动连接有从动齿轮，所述驱动齿轮的表面与从动齿轮的表面啮合连接，通过启动安装板一侧的电机，电机带动驱动辊以及驱动齿轮进行转动，从而驱动齿轮带动从动齿轮进行转动，从动齿轮带动从动辊进行转动，从而使得壳体内部的卷纸在驱动辊与从动辊之间滚动出来，当人们扯下时不易于使得纸巾倾斜斜破碎，从而能够将纸巾快速的完整的扯下来，增加了使用者的体验感。
25.(三)有益效果
26.本发明提供了一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构。具
备以下有益效果：
27.(一)、该基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，及时检测智慧公厕内环境质量，人流量、空气质量、温度等数据，实时显示公厕的内外温度，统计公厕的水电耗损量，公厕使用评价，实现大数据上传处理等功能。当公厕内的空气污染超过标准时，自动打开除臭和新风换气系统，实现更加“人性化”的如厕体验，能够随时了解智慧公厕的使用情况，实现更加“透明、便捷”的管理方式。
28.(一)、该基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，通过环境监测模块中的温湿度检测模块对智慧公厕内部的温度以及适度进行监测并调节，通过臭味监测模块对智慧公厕内部的臭味进行监测并除臭，通过pm2.5监测模块对智慧公厕内部的颗粒指数进行监测，通过控烟监测模块对设备内部的烟雾状况进行监测，通过病菌监测模块对智慧公厕内部的病菌数量进行监测并进行实时的灭菌处理，防止病菌的滋生，通过环境监测设备的使用能够对智慧公厕内部的使用环境进行实时的监测，保障的其内部环境的整洁与安全。
29.(二)、该基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，通过资源消耗监测模块和设施使用监测模块，通过用水量监测能够对洗手池，坐便池以及蹲便池内部的用水情况进行监测，通过用电量监测对智慧公厕内部的用电情况进行监测，通过蹲位满空监测、厕纸满空监测和洗手液满空监测能够分别对是否有蹲位、是否有厕纸以及是否有洗手液的情况进行监测，能够保障了用户的体验，通过设施使用监测模块中的厕位水溢出监测对厕位水是否溢出进行监测，以便工作人员进行勘察维修，通过水压不足监测对厕位水的水压进行监测，通过厕位满出监测、小便池使用监测和垃圾桶满浅监测分别对厕位上的大便是否满出情况、小便是否满出情况和垃圾桶是否满出情况进行监测，并且便于工作人员进行精准打扫。
30.(三)、该基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，通过化粪池对粪便进行集中的处理与利用，通过设备门将发酵的沼气进行运输出去并利用，通过打开门板进入到卫生间的内部，使用过后通过紫外线灯对卫生间的内部进行杀菌处理，通过排气扇以及百叶窗将卫生间内部的空气进行更换，保证内部空气的清新度，通过厕纸收卷机构能够方便人们不会将纸巾抽断，实现了节能环保的理念，并且能够对智慧公厕内部的环境进行改善。
31.(四)、该基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，通过启动安装板一侧的电机，电机带动驱动辊以及驱动齿轮进行转动，从而驱动齿轮带动从动齿轮进行转动，从动齿轮带动从动辊进行转动，从而使得壳体内部的卷纸在驱动辊与从动辊之间滚动出来，当人们扯下时不易于使得纸巾倾斜斜破碎，从而能够将纸巾快速的完整的扯下来，增加了使用者的体验感。
附图说明
32.图1为本发明整体系统框架图；
33.图2为本发明环境监测模块框架图；
34.图3为本发明资源消耗监测模块框架图；
35.图4为本发明设施使用监测模块框架图；
36.图5为本发明智慧公厕设备平面布局图；
37.图6为本发明智慧公厕设备整体结构示意图；
38.图7为本发明智慧公厕设备俯视结构示意图；
39.图8为本发明卫生间内部结构示意图；
40.图9为本发明厕纸收卷机构结构示意图。
41.图中：1、中央控制模块；2、环境监测模块；201、温湿度监测模块；202、臭味监测模块；203、综合气味监测模块；204、pm2.5监测模块；205、控烟监测模块；206、病菌监测模块；3、资源消耗监测模块；301、用水量监测；302、用电量监测；303、蹲位满空监测；304、厕纸满空监测；305、洗手液满空监测；4、设施使用监测模块；401、厕位水溢出监测；402、水压不足监测；403、厕位满出监测；404、小便池使用监测；405、垃圾桶满浅监测；5、客流量监测模块；6、考勤管理模块；7、安防监控模块；8、墙体；9、进门；10、阶梯；11、隔板；12、洗手池；13、垃圾篓；14、卫生间；15、坐便池；16、蹲便池；17、烘手机；18、化粪池；19、设备门；20、紫外线灯；21、厕纸收卷机构；2101、壳体；2102、卷纸；2103、红外线感应装置；2104、安装板；2105、电机；2106、驱动辊；2107、从动辊；2108、驱动齿轮；2109、从动齿轮；22、排气扇；23、百叶窗；24、门板。
具体实施方式
42.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
43.参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备网络拓扑结构，包括：
44.中央控制模块1：用于协调控制各模块；
45.环境监测模块2：用于监测智慧公厕设备内部的空气环境；
46.资源消耗监测模块3：用于监测智慧公厕设备的各个部分的资源消耗情况；
47.设施使用监测模块4：用于监测智慧公厕设备内部设施使用的情况；
48.客流量监测模块5：用于监测进出入智慧公厕设备的人流量情况；
49.考勤管理模块6：用于监测智慧公厕设备工作人员的考勤状况；
50.安防监控模块7：用于监测智慧公厕设备使用时的安全状况；
51.中央控制模块1和环境监测模块2双向电性连接，资源消耗监测模块3和中央控制模块1双向电性连接，设施使用监测模块4和中央控制模块1双向电性连接，客流量监测模块5的输出端与中央控制模块1的输入端电性连接，考勤管理模块6的输出端与中央控制模块1的输入端电性连接，安防监控模块7的输出端与中央控制模块1的输入端电性连接，通过中央控制模块1对各个模块之间进行监测与控制，通过中央控制模块1对其进行发号司令并接收各个模块传输过来的信号。
52.其中，环境监测模块2包括温湿度监测模块201、臭味监测模块202、综合气味监测模块203、pm2.5监测模块204、控烟监测模块205和病菌监测模块206，温湿度监测模块201与中央控制模块1双向电性连接，臭味监测模块202与中央控制模块1双向电性连接，综合气味
监测模块203与中央控制模块1双向电性连接，pm2.5监测模块204与中央控制模块1双向电性连接，控烟监测模块205的输出端与中央控制模块1的输入端电性连接，病菌监测模块206与中央控制模块1双向电性连接，通过环境监测模块2中的温湿度检测模块对智慧公厕内部的温度以及适度进行监测并调节，通过臭味监测模块202对智慧公厕内部的臭味进行监测并除臭，通过pm2.5监测模块204对智慧公厕内部的颗粒指数进行监测，通过控烟监测模块205对设备内部的烟雾状况进行监测，通过病菌监测模块206对智慧公厕内部的病菌数量进行监测并进行实时的灭菌处理，防止病菌的滋生，通过环境监测设备的使用能够对智慧公厕内部的使用环境进行实时的监测，保障的其内部环境的整洁与安全。
53.其中，资源消耗监测模块3包括用水量监测301、用电量监测302、蹲位满空监测303、厕纸满空监测304和洗手液满空监测305，用水量监测301、用电量监测302、蹲位满空监测303、厕纸满空监测304和洗手液满空监测305的输出端均与中央控制模块1的输入端双向电性连接，通过用水量监测301能够对洗手池12，坐便池15以及蹲便池16内部的用水情况进行监测，通过用电量监测302对智慧公厕内部的用电情况进行监测，通过蹲位满空监测303、厕纸满空监测304和洗手液满空监测305能够分别对是否有蹲位、是否有厕纸以及是否有洗手液的情况进行监测，能够保障了用户的体验。
54.其中，设施使用监测模块4包括厕位水溢出监测401、水压不足监测402、厕位满出监测403、小便池使用监测404和垃圾桶满浅监测405，厕位水溢出监测401、水压不足监测402、厕位满出监测403、小便池使用监测404和垃圾桶满浅监测405的输出端均与中央控制模块1的输入端电性连接，通过设施使用监测模块4中的厕位水溢出监测401对厕位水是否溢出进行监测，以便工作人员进行勘察维修，通过水压不足监测402对厕位水的水压进行监测，通过厕位满出监测403、小便池使用监测404和垃圾桶满浅监测405分别对厕位上的大便是否满出情况、小便是否满出情况和垃圾桶是否满出情况进行监测，并且便于工作人员进行精准打扫。
55.一种基于物联网、大数据、云计算的智慧公厕设备，包括墙体8，墙体8的一侧开设有进门9，墙体8的一侧固定连接有阶梯10，且阶梯10位于进门9的一侧，墙体8的内部固定连接有隔板11，墙体8的内部一侧固定连接有洗手池12，墙体8的内部放置有垃圾篓13，垃圾篓13位于洗手池12的一侧，墙体8的内部固定连接有卫生间14，卫生间14的数量设置为四个，其中一个卫生间14的内部固定安装有坐便池15，其他卫生间14的内部固定安装有蹲便池16，卫生间14的外壁固定连接有烘手机17，烘手机17位于洗手池12的一侧，人们通过阶梯10并且通过进门9进入到智慧公厕的内部，选择带有蹲便池16或者坐便池15的卫生间14进行使用，出来后通过洗手池12进行洗手，使用后的纸巾可直接扔向旁边的垃圾篓13中，然后通过烘手机17对手进行烘干，在公厕入口安装有嵌入式led展示屏，能将公厕内的人流量、空气质量、温度等数据进行显示，随时了解公厕的使用情况；在公厕的外部安装了大型户外led广告屏，可以播放社会公益广告宣传，提高了现场群众的娱乐水平，可以作为城市的一个景色亮点，又因为户外广告屏可以承揽商业广告业务，广告业务的收入可以抵消公厕的运营费用。
56.其中，墙体8的内部固定连接有化粪池18，且化粪池18位于隔板11的一侧，墙体8的一侧转动连接有设备门19，且设备门19位于化粪池18的一侧。通过化粪池18对粪便进行集中的处理与利用，通过设备门19将发酵的沼气进行运输出去并利用，通过粪水分离器，然后
经多级处理过滤，实现粪尿分离。公厕内的粪水经过处理设备后，粪便直接排入底部的储粪箱，通过初级氧化装置、二级氧化装置、超级氧化装置、氧化消除装置、一级过滤装置及超级过滤装置，99％的粪便经设备处理后降解成中水，只存留1％的固体，约1到1.5年左右更换一次过滤材料及催化剂。处理后的中水能够循环做为厕所冲水水源，也可以引出用作花草树木的浇灌，将粪尿进行无害化资源化处理，实现资源的高效利用。
57.其中，卫生间14的正面转动连接有门板24，卫生间14的内壁固定连接有紫外线灯20，卫生间14的内壁固定连接有厕纸收卷机构21，卫生间14的内壁固定安装有排气扇22，卫生间14的内壁固定安装有百叶窗23，百叶窗23位于排气扇22的一侧，通过打开门板24进入到卫生间14的内部，使用过后通过紫外线灯20对卫生间14的内部进行杀菌处理，通过排气扇22以及百叶窗23将卫生间14内部的空气进行更换，保证内部空气的清新度，通过厕纸收卷机构21能够方便人们不会将纸巾抽断。
58.其中，厕纸收卷机构21包括壳体2101，壳体2101固定连接于卫生间14的侧壁，壳体2101的顶部转动连接有盖体，壳体2101的内部转动连接有卷纸2102，壳体2101的正面固定连接有红外线感应装置2103。
59.其中，壳体2101的正面两侧固定连接有安装板2104，安装板2104的一侧固定连接有电机2105，电机2105的一侧转动连接有驱动辊2106，驱动辊2106的两端转动连接于安装板2104的表面，安装板2104的底部转动连接有从动辊2107。
60.其中，驱动辊2106的表面转动连接有驱动齿轮2108，从动辊2107的表面转动连接有从动齿轮2109，驱动齿轮2108的表面与从动齿轮2109的表面啮合连接，通过启动安装板2104一侧的电机2105，电机2105带动驱动辊2106以及驱动齿轮2108进行转动，从而驱动齿轮2108带动从动齿轮2109进行转动，从动齿轮2109带动从动辊2107进行转动，从而使得壳体2101内部的卷纸2102在驱动辊2106与从动辊2107之间滚动出来，当人们扯下时不易于使得纸巾倾斜斜破碎，从而能够将纸巾快速的完整的扯下来，增加了使用者的体验感。
61.工作时，通过中央控制模块1对各个模块之间进行监测与控制，通过中央控制模块1对其进行发号司令并接收各个模块传输过来的信号，通过环境监测模块2中的温湿度检测模块对智慧公厕内部的温度以及适度进行监测并调节，通过臭味监测模块202对智慧公厕内部的臭味进行监测并除臭，通过pm2.5监测模块204对智慧公厕内部的颗粒指数进行监测，通过控烟监测模块205对设备内部的烟雾状况进行监测，通过病菌监测模块206对智慧公厕内部的病菌数量进行监测并进行实时的灭菌处理，防止病菌的滋生，通过环境监测设备的使用能够对智慧公厕内部的使用环境进行实时的监测，保障的其内部环境的整洁与安全，通过用水量监测301能够对洗手池12，坐便池15以及蹲便池16内部的用水情况进行监测，通过用电量监测302对智慧公厕内部的用电情况进行监测，通过蹲位满空监测303、厕纸满空监测304和洗手液满空监测305能够分别对是否有蹲位、是否有厕纸以及是否有洗手液的情况进行监测，能够保障了用户的体验，通过设施使用监测模块4中的厕位水溢出监测401对厕位水是否溢出进行监测，以便工作人员进行勘察维修，通过水压不足监测402对厕位水的水压进行监测，通过厕位满出监测403、小便池使用监测404和垃圾桶满浅监测405分别对厕位上的大便是否满出情况、小便是否满出情况和垃圾桶是否满出情况进行监测，并且便于工作人员进行精准打扫，人们通过阶梯10并且通过进门9进入到智慧公厕的内部，选择带有蹲便池16或者坐便池15的卫生间14进行使用，出来后通过洗手池12进行洗手，使用
后的纸巾可直接扔向旁边的垃圾篓13中，然后通过烘手机17对手进行烘干，通过化粪池18对粪便进行集中的处理与利用，通过设备门19将发酵的沼气进行运输出去并利用，通过打开门板24进入到卫生间14的内部，使用过后通过紫外线灯20对卫生间14的内部进行杀菌处理，通过排气扇22以及百叶窗23将卫生间14内部的空气进行更换，保证内部空气的清新度，通过厕纸收卷机构21能够方便人们不会将纸巾抽断，通过启动安装板2104一侧的电机2105，电机2105带动驱动辊2106以及驱动齿轮2108进行转动，从而驱动齿轮2108带动从动齿轮2109进行转动，从动齿轮2109带动从动辊2107进行转动，从而使得壳体2101内部的卷纸2102在驱动辊2106与从动辊2107之间滚动出来，当人们扯下时不易于使得纸巾倾斜斜破碎，从而能够将纸巾快速的完整的扯下来，增加了使用者的体验感，整体结构采用吊脚楼式架空式地面的重钢结构，室内地面采用钢混式预制梁板一体楼层板，利用节点技术实现公厕地面架空，地下空间用来行走各种水电路管线，可以方便人员进出，安装无臭系统、以及后期洁具系统维护，可以满足吊装移动需要，具体为：(1)装配式轻钢结构房屋体系构建，装配式轻钢结构房体其承载采用轻钢龙骨(由热镀锌钢带经冷轧技术合成)和复合墙板相互搭配，先通过焊接的方式把钢材焊接在一起组成框架型结构。其底部的焊接方式一般采用工字钢焊接或者是槽钢焊接。在墙体8的基础上安装轻钢装配式复合墙板。可以在工厂装配好运输到使用现场或者现场装配，搭建较快，也可以根据当地的地理条件进行定制，其风格和造型多样化；(2)无害化水资源循环利用技术的研究，通过粪尿分离技术和尿液处理技术的研究，将粪尿分离无害化处理，实现资源的循环再利用。驿站公厕内的粪便经过处理设备多集过滤处理后，99％的粪便经设备处理后降解成中水，再进行循环利用；(3)智慧公厕智能化节能节水、智能化排风以及独立的排水、供水系统研究，实现节能减排，改善如厕环境，无需接入城市的污水管网和给水管网，只需要接上电源就可以满足使用；(4)智慧管理系统的设计研究，通过智慧管理的方式，采用物联网+云平台，对公厕内部环境质量以及公厕使用状况和设施运行状况进行监测管理，以保证公厕公共设施完整性、高效化和人性化的如厕体验；(5)独特时尚的外观设计研究，使其能够与周围的环境巧妙的达到融合的整体性，同时又具有科技感和时尚感，成为城市的一道风景线，将厕所变成一个明亮的城市智慧驿站地标。
62.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。