廁所革命：智慧公廁臭味氣體監測系統的組成
一、背景
廁所問題非小事，小廁所關系大民生。2017年11月，國家就旅游系統推進“廁所革命”工作取得的成效做出重要指示，強調抓“廁所革命”是提升旅游業品質的務實之舉。“冰凍三尺，非一日之寒。”“廁所革命”關系民生，景區要抓，城市要抓，農村也要抓，要將其作為鄉村振興戰略的一項具體工作來推進，努力補齊這塊影響群眾生活品質的短板。為全面提升公廁管理水平，建立管理*機制，實現現代化，信息化，自動化，智能化的“智慧廁所”。響應號召全面建設現代新都市、打造“智慧城市”的智能化公廁為當前亟待解決的問題。
當前的公共廁所管理存在如下問題：
1、人員管理粗放，廁所的清潔、維修管理人員的管理比較困難，更無法建立起*的管理體制。每天的衛生打掃是否按時、是否到位、清潔效果如何，都沒有有效的管理手段。造成群眾對廁所的衛生感覺就是臟亂差。
2、考評體系缺失，廁所標準制定缺位。公共廁所的衛生標準，都是采用原有的標準，基本處于定性的分析階段，沒法具體量化。標準的無法量化會導致考評就無法到位。
3、衛生狀況無法獲取，公共廁所的清潔狀況，包括味道、地面清潔等都無法有效采集，主要采用主觀性的評估方式。
公共廁所的問題存在了很多年，一般都無法得到有效的解決，通過人為監督，加強管理的方式有一定的效果，但是會陷入因人而異的困境。因此，解放思想、實事求是，廁所也需要革命。在新的時期采用移動互聯網和物聯網的手段是提升廁所信息化和管理水平的必有之路。
智慧公廁得建設目標：
1、方便群眾，營造衛生、和諧的環境，增加對吸煙等有違群眾身心健康的行為進行管理和監控。
2、加強管理，增效降費，在不增加額外人員編制等情況下，通過應用信息化的手段，對廁所的日常清潔、水、電、維修等行為進行有效管理。
二、構成
2.1 系統組成
廁所革命：智慧公廁臭味氣體監測系統的組成的總體分成四部分：
應用層，通過云平臺管理界面、手機APP、微xin公眾號、LED現場屏幕來向管理人員和市民展示內容，介紹當前廁所的各種狀況，包括衛生打掃狀況、空氣質量、當前占用情況等信息。
采集層，包括各種數據采集傳感器、水電計量、通風和人員管理采集設備，對當前公共廁所的衛生狀況、能耗狀況進行數據實時采集，對云端平臺平臺的指令比如通風換氣、斷水斷電等進行處理
傳輸層，通過部署在廁所的無線數據采集網絡進行數據采集，無線制式包括WIFI、433、LoRa等，也包括采用運營商的無線網絡，比如LTE、NB-IOT等。進行云端系統和智慧廁所數據采集設備進行交互和數據傳輸。
平臺層，所有的采集傳感器和儀表的采集數據都是通過傳輸通道傳輸到云端平臺，云端平臺對大數據進行存儲和分析，并基于AI人工智能的判斷，進行智能廁所的you化管理和控制。
2.2、網絡結構
三、實現的功能
包括了很多功能，主要是根據現場的實際情況和行業特性來決定采用什么樣的產品組合，進而實現智慧廁所需要的功能，智慧公廁的整體解決方案主要是分成傳感器和對傳感器進行管理，根據對全國大部分的智慧廁所的解決方案的案例進行分析，主要的實現的功能如下：
3.1、平臺管理功能
將數據通過網關匯集至云平臺，進行分析、處理、反饋給公廁顯示屏、公廁APP或者公廁掃描小程序。平臺管理是智慧廁所解決方案的大腦，管理著智慧廁所所有的傳感器，并接受傳感器的數據，對可能的故障進行分析和告警。
3.2、一鍵報警功能
人們在廁所中，如身體發生不適或者遭到意外的侵害，可以按下領普無源無線呼叫器，發出求救信號。這種功能主要是適用在旅游景區中比較偏僻的地方，因為可能有些時候人員比較少，導致一定的危險，所以需要報警。在有條件的地方，這種報警聯動可以接入平安城市的報警體系中。
3.3、流量監測功能
人流量的方法主要分成兩種：
1）攝像頭監測，有單目攝像投和雙目攝像頭兩種模式，成本有差異，使用上各有優缺點。通過攝像頭檢測，上傳至服務器，從而合理分配人員對公廁進行打掃，減少人員成本；平臺將占坑情況及時告知APP用戶，疏導人流量，緩解公廁壓力。
2）紅外感應監測，通過紅外感應的方式，進行對射，對進入公廁的人員進行計數，這樣的方案相對比較便宜，但是上傳的數據量不太多。適合大規模的使用。
3.4、自動門鎖功能
每個蹲位間，加入紅外門磁，人體通過紅外感應，門磁自動上鎖；在人員進入和出去的時候對門進行控制。
3.5、環境監測功能
環境采集系統，是整個智能廁所中關鍵的考評環節，是考核廁所的清潔度的關鍵指標。智慧公廁環節監測儀，對整個廁所溫度，濕度，NH3、H2S等刺激性氣體進行實時采集，上傳至服務器，然后下派任務給維護人員。在有條件的地方可以聯動新風系統，抽風機，自動除臭機等設備來進行臭味排除。
3.6、多網智能切換備份功能
網絡異常或者斷網，整個無線網絡會自動切換到備用網絡WIFI或者4G，保證整體網絡數據正常有效工作。
3.7、節能系統
智能水電表能夠采集整個廁所的用電量和用水量，并將數據回傳給服務器，對每天的水、電等用量進行監控和管理，對能耗的趨勢進行分析，從而監測廁所用水或用電量是否過大。對人流量有峰谷效應的公廁進行遠程管理和設置，達到節能增效的作用
引入智能開關控制系統，控制廁所的電燈，在環境光線比較昏暗的時候能夠自動開燈，在環境燈光合適的時候能夠自動關燈，對長時間沒有人的情況能夠自動感應燈光的開關。
3.8、臭味排除系統
主要是包括了新風系統和除臭系統兩部分，適合是在火車站、汽車站等人流密集的地方，自然的排除和定期的人工清潔已經沒有辦法高效的降低廁所的味道，所以動用新風系統和自動除臭機對廁所的味道進行人工抑制和消除
3.9、信息看板
采用大屏顯示和APP數據顯示的方式，對目前廁所的使用情況，PM2.5和臭味的各種指標進行顯示，同時也可以對區域內緊急發生的事情進行宣傳和展示。
3.10、節約系統
包括自動的出紙機和自動洗手液盒，能夠根據人流的情況進行控制出紙，能夠在紙張數量不夠的情況下進行自動告警，提示加紙。在有條件的地方可以考慮用人臉識別的自動出紙機器，避免有人惡意的用紙導致供紙來不及，影響后續用戶的使用。自動洗手液盒能夠根據用戶的人流來給出洗手液，并在洗手液不夠的情況下提示加液。
氨氣NH3、硫化氫H2S氣體探測傳感裝置介紹
產品特點
10年產品設計生產經驗，強大實力保證
采用日本進口氣體傳感器，實時探測公廁室內環境氨氣NH3、硫化氫H2S的值
數字RS485輸出、4-20ma模擬量信號
內置高精度溫濕度傳感器，監測空氣環境中的溫濕度值
LCD三色背光（綠/黃/紅）液晶顯示屏
提供多路開關輸出可控制通風設備
采用進口元器件保證探測器的穩定性及可靠性
內置風扇，解決空氣流動問題，達到快速響應的效果；
工業級外殼結構設計，牢固耐用
選配參數表 | |||
溫濕度 | 顯示 | 傳輸方式 | 供電方式 |
有 | LCD屏顯示 | 4芯電纜線 | 24V電源 |
無 | 無顯示 | 無線傳輸 | 鋰電池 |
檢測參數可選：CO，H2S，NH3，CO2，TVOC，CH2O及溫濕度等...... | |||
技術參數
數字集成溫濕度傳感器使用壽命超過 10 年
三色(綠/黃/紅) 背光 LCD 屏顯示室內空氣質量狀態： jia/良好/欠佳
兩種報敬方式： 蜂鳴器報警和背光燈顏色變換報警
提供 1 路繼電器輸出用于控制一個通風設備（可選）
100~240VAC, 24VAC/VDC 電源可選; 電源適配器可選; 桌面安裝型和墻面安裝型可選
感應原件：采用進口氣體傳感器
測量范圍：0-1000PPM
使用壽命：5年/質保1年
檢測原理：電化學原理
分辨率：1PPM
示值誤差：≦±5%
電源：12-24V
功耗：1.2W
預熱：<30s
外殼：阻燃 PC/ABS 塑料外殼
工作條件：-20℃~60℃ (-4℉~140℉)/ 0~ 95% RH
輸出信號：RS485 0 10V/4-20mA
溫度和濕度：0~50℃ 0 -95%RH無冷凝
安裝方式：墻面安裝
尺寸：85*130* 55.5mm（寬* 高* 厚）
重量：150g
尺寸及安裝如下圖：
