阅读说明：本技术 一种具有预警功能的公厕智能门锁系统及其控制方法 (Public toilet intelligent door lock system with early warning function and control method thereof ) 是由 彭韧 谢冰瑶 徐瑶 印杨 张凯筑 徐梦烨 徐清扬 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有预警功能的公厕智能门锁系统及其控制方法其中,公厕智能门锁系统包括主控模块以及每个厕所隔间的智能门锁,智能门锁包括电源模块、控制模块、计时模块、门锁开关、颜色显示模块、取消按键、智能检测模块、检测按键和报警求助模块。本发明在应用时,当门锁开关关上后触发预警系统,在预设的安全时间内如果厕所门没有被开启,则颜色显示模块指示转为黄色预警并发出提示音,从而可以尽快向厕所隔间之外的人员提示用户可能在厕所隔间内发生意外,从而采取下一步措施；同时可采用智能检测模块检测厕所内是否有危险发生,降低误报概率；有效增加了隔间内发生意外被发现被救治的概率,特别适合在老年人聚集的公共场所使用。(The invention discloses a public toilet intelligent door lock system with an early warning function and a control method thereof, wherein the public toilet intelligent door lock system comprises a main control module and an intelligent door lock of each toilet compartment, and the intelligent door lock comprises a power module, a control module, a timing module, a door lock switch, a color display module, a cancel button, an intelligent detection module, a detection button and an alarm help-seeking module. When the invention is applied, the early warning system is triggered after the door lock switch is closed, if the toilet door is not opened within the preset safety time, the color display module indicates that the toilet door is converted into yellow early warning and sends out a prompt tone, so that personnel outside the toilet compartment can be prompted that a user may have an accident in the toilet compartment as soon as possible, and further measures are taken; meanwhile, an intelligent detection module can be adopted to detect whether danger occurs in the toilet or not, so that the probability of false alarm is reduced; the probability that the accident is found and treated in the compartment is effectively increased, and the emergency treatment device is particularly suitable for being used in public places where old people gather.)

一种具有预警功能的公厕智能门锁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及厕所门锁技术领域，尤其是涉及一种具有预警功能的公厕智能门锁系统及其控制方法。

背景技术

公共厕所指在公共场所为公众提供服务的厕所。但是公共厕所隔间的空间较为狭小封闭，当厕所隔间内发生意外事故时，公共厕所缺乏相应的预警以及应对措施。

现有的公共厕所基本采用常规的门锁装置，无法在外部知晓厕所内发生的事故。如公开号为CN204960564U的中国专利文献公开了一种应用于环保移动厕所的门锁系统，LED有人无人显示屏安装于移动厕所的门上，使得在厕所外的人可以直接看到厕内是否有人。

公开号为CN108868503A的中国专利文献公开了一种有人状态自动上锁的厕所门，通过电磁感应和安培定理的相互配合，在瞬间产生的电流提供瞬间的磁化，同极相斥，实现自锁效果，适用于忘记锁门的使用者。

如今中国逐渐迈入老龄社会，老年人由于生理性衰老导致的骨质疏松、心血管疾病等一系列疾病会增加老年人使用厕所时意外的发生。特别是在老年人在外活动的公共场所。例如在老年人活动室(如老年棋牌室、老年锻炼场所、老年聚集的公园等)，老年人在公厕隔间内意外摔倒、晕倒，没有被及时救治而错过最佳救治时间的问题经常发生。

当前并无专门针对公厕环境的简便有效的危险预警与报警装置。同时一方面需要考虑到在公共厕所环境下如何降低成本与检测能耗，以及降低误报概率而从更好利用社会公共资源；另一方面公共厕所环境下的对厕所隔间内的检测需要考虑到对公众隐私的保护。

发明内容

本发明提供了一种具有预警功能的公厕智能门锁系统及其控制方法，可以避免老年人独自去公共厕所时发生意外，无人发现而错过最佳救治时间的问题。

一种具有预警功能的公厕智能门锁系统，包括主控模块以及每个厕所隔间的智能门锁，所述的智能门锁包括电源模块、控制模块、计时模块、门锁开关、颜色显示模块、取消按键、智能检测模块、检测按键和报警求助模块；

所述电源模块用于给智能门锁的各个模块提供电能；

所述计时模块分别与门锁开关和控制模块通信连接，在门锁开关关闭后开始计时，超过预设的安全时间后向控制模块发送信号；

所述颜色显示模块安装在厕门的内、外壁，与控制模块通信连接，接收控制模块的指令后显示不同的颜色；

所述取消按键安装在厕门的内壁，与控制模块通信连接，用于在厕门内通过手动取消颜色显示模块的显示颜色，并触发计时模块重新计时；

所述智能检测模块与控制模块通信连接，用于在接收到控制模块的指令时，检测厕门内的用户状态是否异常；

所述检测按键安装在厕门的外壁，与控制模块通信连接，用于在厕门外通过手动控制智能检测模块进行检测；

所述报警求助模块与控制模块通信连接，用于在智能检测模块检测到厕门内的用户发生危险时，求助附近的警局或医院；

所述控制模块与电源模块、门锁开关、计时模块、颜色显示模块、取消按键、智能检测模块和检测按键通信连接；控制模块接收到门锁开关关闭的信号后，控制颜色显示模块从绿色显示为红色，同时控制计时模块开始计时；若超过预设的第一安全时间门锁开关没有打开，控制厕门内壁的颜色显示模块显示为黄色，厕门内的用户通过取消按键可取消黄色预警显示并触发计时模块重新计时；若用户没有取消黄色显示，一分钟后厕门外壁的颜色显示模块显示变为黄色，厕门外部人员通过手动控制智能检测模块进行检测，或者超过第二安全时间后控制模块自动控制智能检测模块进行检测；若智能检测模块检测到有意外发生，控制模块控制门锁开关打开，并通过报警求助模块向附近警局/医院发送求助信号；若智能检测模块检测到没有意外发生，则控制模块控制颜色显示模块取消黄色显示，并控制计时模块重新开始计时。

优选地，所述智能门锁还包括设置在厕门内壁的提示音模块，所述的提示音模块与控制模块通信连接；若超过预设的第一安全时间门锁开关没有打开，在厕门内壁的颜色显示模块显示为黄色的同时，提示音模块发出轻微蜂鸣，用于提示用户手动关闭颜色显示模块显示的黄色。

所述的智能检测模块为若干个红外感应传感器组成的红外感应矩阵。

所述红外感应矩阵的工作过程如下：在被触发后开启记录用户的姿势数据，感应到用户的红外感应内部数据设为1，未感应到用户的红外感应内部数据设为0，控制模块根据1和0的矩阵排列以及1的占比，结合现有关于人跌倒的数据集，在厕所环境下专门制作人跌倒的数据集，测试后使用，判断用户是否倒地的结论。

所述主控模块与每个智能门锁的控制模块连接，包括用于报警求助的无线通信模块和后台信息处理模块。

本发明还提供了一种公厕智能门锁系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)检测到厕门回复到关闭位置，且厕所门锁开关转至关闭状态，判定为有人进入公共厕所隔间，则厕所门门锁外部的颜色显示模块从绿色显示为红色，同时计时模块开始计时；

(2)当厕所隔间内部人员超过预先设定的第一安全时间仍然没有打开门离开厕所，则启动一级预警响应，门锁内部颜色显示模块显示为黄色预警，提示音模块发出轻微蜂鸣；

此时，若上厕所人员在内部按下取消按钮，则判定为没有发生意外，内部黄色预警取消，提示音模块关闭，计时模块重新计时；若上厕所人员没有取消黄色预警，则认为厕所隔间内部有发生危险的概率，一分钟后门外部颜色显示模块也转变为黄色，黄色灯光闪烁；

(3)门外其他等待者或厕所管理/打扫人员发现黄色预警，并按下检测按钮，智能检测模块启动智能判定检测；若厕所预警一段时间，厕所内部人员仍未取消黄色预警也未安全出来，并超过预先设定的第二安全时间，则智能检测模块自动启动智能判定检测；

启动智能判定检测时，智能判定模块红外感应矩阵记录用户的姿势数据，判定有意外发生则启动二级警报响应，厕所门自动打开，并向公共厕所附近警局/医院发送求救信号；若判定没有意外，则取消此次黄色预警并重新计时。

步骤(2)中，预先设定的第一安全时间为50～60分钟。

步骤(3)中，预先设定的第二安全时间为100～120分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、当门锁关上触发预警系统，在预设的安全时间内如果厕所门没有被开启，则门锁颜色指示转为黄色预警并发出提示音，从而可以尽快向厕所隔间之外的人员提示用户可能在厕所隔间内发生意外，从而采取下一步措施，有效增加了隔间内发生意外被发现被救治的概率，特别适合在老年人聚集的公共场所使用。

2、当预警提示过程中厕所外没有人发现，在预设第二段安全时间长度过去后，自动启动智能检测模块，红外感应矩阵检测是否有危险发生，降低误报概率，也确保发生意外一定会得到救助。

3、利用无线通信互联网技术，一旦意外发生并被检测到，自动联系最近的警察局与医院，缩短了救助时间。

4、智能检测模块只有在特定情况下感应通电触发，一方面保护了用户隐私，也降低了公共厕所门锁系统的功耗。

5、当预警系统触发，黄色首先在内部显示，厕所内部人员可以预先关闭避免尴尬发生，也可在之后任何时间关闭，更加人性化。

6、本发明在预警系统设计使用颜色警示方式与提示音，展示方式直观，符合用户心理预期与认识。

附图说明

图1为本发明一种具有预警功能的公厕智能门锁系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中每个隔间智能门锁的结构示意图；

图3为本发明实施例中厕门的示意图；

图4为本发明实施例中智能检测模块的工作原理图；

图5为本发明公厕智能门锁系统的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本发明的公厕智能门锁系统特别适用于老年人聚集活动的公共场所。

如图1～3所示，一种具有预警功能的公厕智能门锁系统，包括主控模块20以及每个厕所隔间的智能门锁10。每个智能门锁10包括电源模块101、控制模块102、智能检测模块103、门锁开关104、计时模块105、取消按键106、检测按键107和执行模块。其中执行模块进一步包括颜色显示模块108、提示音模块109和报警求助模块110。下面对上述各个模块进行详细说明。

主控模块与每个智能门锁的控制模块102连接，包括用于报警的无线通信模块和后台信息处理模块。

电源模块101给用于给智能门锁的各个模块提供电能。

门锁开关104，当门锁开启时，颜色显示模块为绿色，当门锁关闭时，颜色显示模块为红色。

计时模块105，当控制模块检测到门锁关闭时，预警系统激活，计时模块开始计时。任何时候厕所门被重新打开都切断预警系统。

取消按键106，厕门内的用户可以在厕所内部取消预警或者报警的进程，并触发计时器开始重新计时。

检测按键107，厕所外部人员看到黄色预警亮起或者听到警报声可以按下按键检测按键，开启智能检测模块探测厕所内部人员是否安全。

颜色显示模块108，厕门的内外部各设置一个，厕门外部的颜色显示模块和我们日常使用厕所的颜色指示认知统一，门锁显示绿色代表厕所无人可使用，红色代表厕所有人请等待，创新加入黄色代表警示的含义。门锁内部的颜色显示模块在预警开启时刻显示黄色。

提示音模块109，当颜色显示模块为黄色，警报提示音响起。

报警求助模块110，判定厕所内部人员发生危险时，触发报警求助模块，求助附近的警察局或者医院。

在每个智能门锁内，控制模块102分别与电源模块101、智能检测模块103、门锁开关104、计时模块105、取消按键106、检测按键107、颜色显示模块108、提示音模块109和报警求助模块110通信连接。控制规则为：控制模块102接收到门锁开关关闭的信号后，控制颜色显示模块108从绿色显示为红色，同时控制计时模块105开始计时；若超过预设的第一安全时间门锁开关104没有打开，控制厕门内壁的颜色显示模块108显示为黄色，同时提示音模块109也发出轻微蜂鸣提醒用户，厕门内的用户通过取消按键106可取消黄色显示并触发计时模块105重新计时；若用户没有取消黄色显示，一分钟后厕门外壁的颜色显示模块108显示变为黄色，厕门外部人员可通过手动控制智能检测模块103进行检测，或者超过第二安全时间后控制模块102自动控制智能检测模块103进行检测；若智能检测模块103检测到有意外发生，控制模块102控制门锁开关104打开，并通过报警求助模块110向附近警局/医院发送求助信号；若智能检测模块103检测到没有意外发生，则控制模块102控制颜色显示模块108取消黄色显示，并控制计时模块105重新开始计时。

如图3所示，智能检测模块103安装在厕门内壁，包含红外感应矩阵111，在被触发后开启记录用户的姿势数据，感应到用户的红外感应内部数据设为1，未感应到用户的红外感应内部数据设为0，控制模块处理器根据1和0的矩阵排列以及1的占比，在结合现在已有的、公开的、关于人跌倒的数据集，专门制作在厕所环境下人跌倒的数据集，测试后使用，得出人是否倒地的结论。

如图4所示，智能检测模块的工作原理如下：

1、收集数据。使用当前装置，记录厕所中不同摔倒过程的红外感应数据矩阵。

2、根据红外感应数据矩阵以及加速度，得到数据集。

3、将数据集的80％进行训练，得到真实环境中可以用的数据模型，剩余20％用于测试。

4、多次训练可以提高正确率。

5、在实际场景中，实时得到当前用户的姿势数据，包括用户此刻的红外感应矩阵数据以及2s内的位移加速度。根据已有的数据集，去验证用户是否摔倒。

6、同时，在实际场景中所得的数据依旧可以加入现有数据集再次训练，得到更高的判定正确率。

如图5所示，本发明公厕智能门锁系统在具体应用时，控制方法如下：

A.进入厕所隔间门关上后激活预警系统：

检测到厕所门回复到关闭位置，且厕所门锁转至关闭状态，判定为有人进入公共厕所隔间，则厕所门门锁外部从绿色显示为红色，同时计时模块开始计时。

B.时间判定是否启动一级预警响应：

当厕所隔间内部人员超过预先设定“第一安全时间”(本实施例设为60分钟)仍然没有打开门离开厕所，门锁内部颜色显示为黄色，黄色灯光闪烁并发出轻微蜂鸣提醒上厕所人员。

B1若这时上厕所人员在内部按下取消按键，则判定为没有发生意外，内部黄色预警取消，计时模块重新计时。

B2若这时上厕所人员没有取消黄色预警，则认为厕所隔间内部有发生危险的概率，门外部颜色显示也转变为黄色，黄色灯光闪烁。

C.若门外的其他等待者或者厕所管理/打扫人员发现黄色预警，并按下检测按钮，厕所门上的智能检测模块启动智能判定检测。

D.若厕所预警一段时间，厕所内部人员仍未取消也未安全出来，并超过预先设定“第二安全时间”(本实施例设为120分钟)，则启动智能判定检测。

E.启动智能判定检测时，智能检测模块的红外感应矩阵记录用户的姿势数据。感应到用户的红外感应内部数据设为1，未感应到用户的红外感应内部数据设为0。其中处理器根据1和0的矩阵排列以及1的占比，在结合现在已有的、公开的、关于人跌倒的数据集，得出人是否倒地的结论。若判定有意外发生则启动二级警报响应，若没事判定则取消此次警报并重新计时，

F.二级警报响应启动后，则门自动打开，并立即向公共厕所附近警局/医院发送求救信号。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。