智能化卫生间设计.doc

浙江工业大学博士学位论文毕业设计说明书课题名称： 智能化卫生间设计 起讫时间：2015 年4 月1 日2015 年4 月20 日27智能化卫生间设计摘要：本文设计了一种“智能厕所”，利用现在能够使用的设备和装置，加以完善我们的公共厕所，以实现结构简单，使用方便，节水节电效果更好，适应于学校、车站、医院、大型单位等人流量较大的公共场所。也让我们的厕所有了更多的用处。关键词：厕所、智能、传感器目 录摘 要I第1章 绪论11.1 引言11.2 项目背景3第2章 需求分析52.1 各国的厕所52.2 现状62.3 危害62.4 关注72.5 厕所的重要性72.6 传感器112.7 特性112.8 主要作用112.9 传感器的组成122.10 传感器的主要功能132.11 传感器的重要性14第3章 设计概要与材料163.1 智能马桶盖163.2 智能马桶盖的好处163.3 智能马桶盖的优点183.4 自动冲水器183.5 声控灯193.6 自动水龙头19第4章 设备选购与造价核算204.1 智能马桶盖的选购204.2 自动冲水器的选购204.3 声控灯的选购214.4 自动水龙头的选购214.5 坐便器的选购214.6 男厕小便器的选购214.7 男厕蹲式大便器的选购224.8 本设计选购产品汇总表格22第5章 结论23参 考 文 献24致 谢24第1章 绪 论1.1 引言随着近百年来人类科技的进步史可以看到，机器是人类改造世界的工具，而观察和认识世界则是改造世界的前提和基础。著名化学家门捷列夫曾指出，“科学是从测量开始的”。人类认识世界，探索自然规律，现代科学技术利用传感器对外界的各种信息进行采集，并且可以按照计算机指令进行操作。而传感器则是依据不同的物理、化学、生物的原理，有了多种不同形式个不同名称的测量传感器。例如位移、速度、压力、流量传感器以及化学、物理和生物特性测量用分析元件等。传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。厕所泛指由人类建造专供人类（或其他特指生物，如家畜）进行生理排泄和放置（处理）排泄物的地方。 人类使用的厕所大多有男厕女厕之分，不过随着科技的发展，男女共用的厕所，也问世了。厕所的名称有很多，有的地方叫窖，有的叫茅房，文雅一点的叫洗手间、盥洗室。随着时代的发展，人民生活水平的提高，我们对生活舒适度的要求是越来越高了，厕所作为我们生活中必不可少的一个存在，我们要更加的完善和增加它的舒适度、便利性和功能性。1.2 项目背景2013年7月24日，在第67届联合国大会上，“世界厕所日”提案由新加坡、印度尼西亚、中国、俄罗斯等近100个国家共同提出，并获得联大全体成员的一致赞同。会议决定，每年的11月19日为“世界厕所日”。该节日由世界厕所组织（WTO）于2001年提出，在2013年7月24日确立 。主要是为了凸显穷人面对的环境卫生危机而设立，以推动安全饮用水和基本卫生设施的建设，倡导人人享有清洁、舒适及卫生的环境。希望通过全世界人民的努力，共同改善世界环境卫生问题。联大在决议中指出，根据联合国儿童基金会和世界卫生组织2012年发布的一份最新报告，全球目仍有25亿人缺乏厕所等基本环境卫生服务，11亿人随地大小便，对公共卫生构成严重威胁。决议敦促所有会员国、联合国各组织机构和所有其他利益攸关方制定政策，扩大贫困人口获得良好环境卫生的机会。同时呼吁杜绝对公共卫生极为有害的随地大小便行为，并提倡以更广阔视角处理环境卫生问题，包括提供基本环境卫生服务，建立排污系统以及在水资源综合管理框架内开展废水处理和循环利用。决议还倡议各国政府、联合国机构和民间团体在“世界厕所日”举办教育和宣传活动，以推动实现可持续的环境卫生。良好的如厕环境不仅为人们日常生活所必需，也是一个国家经济实力强弱，文明程度甚至是价值取向的一个重要标志。根据世界厕所组织一项最新调查显示，全球人口仍有高达约42%人得不到基本如厕之便，包括厕所不足及相关环境卫生欠佳，造成连上厕所的隐私也被侵犯。全球40%的居民(26亿)从未使用过冲水厕所。为了获得足够的、健康卫生如厕条件以及能得到良好的收益，必须唤起人们要求使用良好条件的厕所的意识，为地球上所有公民争取使用较好厕所权，改善厕所环境质量。2010年的一项独立调查声明显示，全世界有25亿人口，每天处在环境卫生十分恶劣的状况下，成为传染性疾病散布的温床，而这25亿人口中大约有10亿是儿童。她并呼吁有能力的国家应合力进行捐赠及投资，协助改善现况，消弥危机，维护这些人的基本尊严。马桶等卫生设备是许多人公认自1840年以来最重要的医学贡献，比抗生素、疫苗及麻醉法的贡献还大。许多可信的证据显示，这项投资能制造极高的效益，每投资1美元大约可获得9美元的成效。投资在改善卫生的成效来自改善健康状况及生活品质后所节省的医疗费用，以及其所增加的生产力，并降低学生经常性生病缺课，所造成的教育水准落差。全球每天约有5000个儿童因下痢而死亡，几乎每20秒就有一名儿童死于相关疾病，而治疗相关疾病所花的费用大约占下沙哈拉非洲国家12%的国家卫生经费；婴幼儿死亡，学生及劳工因学校及工作环境卫生条件不良，导致疾病散播而缺课及请假，每年造成的全球经济损失大约是380亿美元；更根本的是，卫生设备的不足迫使民众在大庭广众下排便，损个人尊严。第2章 需求分析2.1 各国的厕所 在台北，很多厕所的指示牌上写着“化妆室”。台湾把厕所称为“化妆室”，源于日本。在日本，经常见到厕所的指示牌上写着“化妆室”。这小小的细节，反映出日本统治台湾五十年所留下的深刻影响。不过，在台湾的机场或者火车站，指示牌上没有写“化妆室”，而是按照国际常规写作“厕所”或者“盥洗室”。在日本，为什么会把厕所叫做“化妆室”呢？那是因为日本的许多厕所里都有洗脸盆、镜子，进入厕所之后，可以整理一下自己的衣衫，梳理一下头发，女士还可以搽一下粉、抹一下口红。日本人非常爱干净，养成一进屋就换拖鞋的习惯。在日本，一进客房就要换拖鞋，而进客房的厕所时还要再换另一双拖鞋，那双拖鞋上写着“御手洗用”，意即厕所间专用。日本宾馆的抽水马桶非常考究：马桶坐圈是用电预热的。大便之后，可以摁动马桶右侧的电钮，便有一股细小而压力颇大的温水水柱喷了出来，把便处冲洗得干干净净。这水柱的压力大小、水温高低都可以调节。连公共厕所里也是这样的马桶，只是马桶坐圈没有用电预热而已。在美国，总是把厕所称为“休息室”（restroom）。美国人所说的“休息室”，跟日本人所说的“化妆室”，有着异曲同工之妙。干净、宽敞。而且免费提供洗手液和手纸。有的还免费提供铺在马桶圈上的纸圈。厕所的入口处，通常用“MEN”（男）和“WOMEN”（女）来区别性别。在日本，有的厕所则以“绅士”和“妇人”区别男女。在法国的厕所，则风趣地以艾菲尔铁塔的图像和凯旋门的图像分别表示男性与女性。最奇特的是，在海南岛琼海市的“红色娘子军纪念园”，那里厕所区别男女的标志，居然是手持短枪的男战士与女战士图像。在澳大利亚的公共厕所里，发现挂了一个黄色的铁盒子，专门收集注射毒品的针筒。据说，这是因为澳大利亚充分尊重人权，其中甚至包括吸毒的权利。一旦吸毒者犯了毒瘾，可以到公共厕所里注射毒品，注射完了，就把注射器扔进黄色的铁盒子。世界上形形色色的厕所，折射了形形色色的观念和文化，形成了不同的“厕所文化”。世界上居然有一个专门的“WorldToiletOrganiza-tion”“世界厕所协会”。这个协会在各国从事厕所以及厕所文化的研究。其实，改善世界各国的厕所环境，也是一个关系民生的重要问题，值得加以研究和探讨。正因为这样，“世界厕所协会”在世界各国设立分会，各分会设立主席。“世界厕所协会”每年还举行年会，组织各会员国互相参观，以改善和提高各国的厕所设备与环境。2.2 现状 全球数十亿人如厕难根据世界厕所组织一项最新调查显示，全球人口仍有高达约42%的人得不到基本如厕之便，这其中包括厕所不足、相关环境卫生欠佳等问题，甚至是由于卫生设备的不足迫使民众在大庭广众下排便，造成连上厕所的隐私也被侵犯。据联合国数据显示，全球有超过40%的居民（约26亿）从未使用过冲水厕所。同时有11亿人没有厕所可用，正在随地大小便。每个人的一生中，平均有3年的是在厕所中度过的，而平均一年就要“光顾”厕所2000余次。对于许多家里、公司均有厕所，甚至是路上随处可见公厕的人来说，或许没有感受到厕所的重要，但殊不知，在许多贫穷国家，厕所已成为人民奢望，如在阿富汗只有7%的家庭配备冲水马桶，在非洲许多国家的人甚至从没见过冲水马桶。2.3 危害助长疾病传播一些国家没有良好的如厕环境以及缺少合理的排放途径，导致人类粪便直接排向大自然或进入河道，对大气和水源造成严重污染，粪便中所携带的细菌、病毒随空气和水扩散，威胁着人类的健康。世界卫生组织一项独立调查声明显示，全世界有26亿人口，每天处在环境卫生十分恶劣的状况下，成为传染性疾病散布的温床，而这26亿人口中大约有10亿是儿童。全球每天约有5000个儿童因下痢而死亡，几乎每20秒就有一名儿童死于相关疾病，而治疗相关疾病所花的费用大约占下沙哈拉非洲国家12%的国家卫生经费。婴幼儿死亡，学生及劳工因学校及工作环境卫生条件不良，导致疾病散播而缺课及请假，每年造成的全球经济损失大约是380亿美元。有数据显示，对厕所每投资1美元大约可获得9美元的成效，表现为改善健康状况及生活品质后所节省的医疗费用，以及其所增加的生产力，并降低学生经常性生病缺课，所造成的教育水准落差。因此，呼吁有能力的国家应合力进行捐赠及投资，协助改善现况，消弥危机，变得格外重要。2.4 关注被世界各国列为发展之重要部分2001年，来自中国、美国、英国、芬兰、印度、日本、韩国、澳大利亚和马来西亚等30多个国家的500多名代表参加了第一届厕所峰会，厕所问题受到全世界的关注，大会提出设立“世界厕所日”。第67届联合国大会2013年7月24日通过决议，将每年的11月19日设立为“世界厕所日”，以推动安全饮用水和基本卫生设施的建设，倡导人人享有清洁、舒适及卫生的环境。马桶等卫生设备是许多人公认自1840年以来最重要的医学贡献，比抗生素、疫苗及麻醉法的贡献还大。如厕环境的好坏，不仅决定了人们日常生活的质量，也是一个国家经济实力强弱、文明程度甚至是价值取向的一个重要标志。在中国，近年来大力发展“厕所”建设，包括对农村厕所的普及、对城镇排污管道的升级，尤其是对公共厕所的投资不断加大。近5年来，中国城市普遍万人公厕拥有量在不断增加，现如今，在许多城市已实现公厕普及和免费公厕。2.5 厕所的重要性人们常说，吃饭是个大问题。那么如厕呢？理所当然也非同小可，但是很少有人能够说得理直气壮，或者认为不可登大雅之堂。今年地方“两会”上，厕所再次成为热门话题。在媒体上，它多少糅杂以八卦的趣味出现，“男委员关注女性如厕难”，“有点不好意思”。不过有人关注就是好事，因为这实在是一个需要严肃讨论的话题。厕所，有人不以为然，甚至冷嘲热讽。是不是厕所真的就不重要了呢？当然不是这样。公厕能反映一个城市的文明程度。一个城市里公厕数量太少或者太隐蔽，那是对外地人的歧视；公厕里女性的位置不够，那是对女人的歧视。排长队上厕所，既会带来心理负担，也会威胁身体健康。根据一些妇女组织和医疗机构的调查，跟海口的人大代表调查的在校女生情况一样，很多女性应对上厕所难的办法，就是少喝水、强忍住，结果导致膀胱炎、肾功能受损、尿中毒等疾病。心理专家还说，不少女人为此产生自我认同缺失，认为自己的身体就是麻烦和负担。据介绍，美国纽约议会在上世纪40年代就出台过“厕所平等法案”，要求公共建筑内女厕的数量必须与男厕一样。到了2005年，该法案得到修正，规定以后纽约市新建或改建的公共大楼内，女厕马桶数量必须至少是男厕的两倍。香港已经把男女公厕厕位数量比从原先定的11.5，调整至12。去年年底，台湾要求“同时使用类型”的建筑如学校、车站、电影院等男女厕比例不得低于一比五；“分散使用类型”建筑如办公厅、工厂、商场等则为一比三，实施效力溯及既往。旧建筑物则最迟在五年内必须改善完成。对于不达成规定比例的机关、公共场所负责人可处以“玩忽职守”。在中国的国家行业标准城市公共厕所设计标准中规定：公共厕所应适当增加女厕的建筑面积和厕位数量。厕所男蹲（坐、站）位与女蹲（坐）位的比例宜为1123商业区域内公共厕所宜为23。 厕所平等并不意味着数量上的相同，而是权利上的对等。也就是说，男女老少、本地人外地人，在如厕时都应该享有同样的方便、卫生和安全。图2-1 全球有25亿人缺少完善的厕所和卫生设施；11亿人（全球人口的15%）只能在露天解决问题。（来源：路透社）图2-2 全球三分之一的女性没有安全的厕所可用。其中5.26亿只能在露天解决问题。（来源：路透社）图2-3 全球约有四分之一的城市居民的如厕条件亟待改善，有4.97亿人只能使用公共厕所。（来源：路透社）图2-4 全球儿童死亡总数的88%是由较差的厕所卫生条件和不安全的水造成的，由此导致的腹泻是全球第二大儿童杀手。（来源：路透社）图2-5 是否能使用卫生的厕所往往和财富的多少相关。在撒哈拉以南非洲最贫穷的国家中，21%的人在露天解决问题，而最富有的国家只有9%。（来源：路透社）2.6 传感器传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。”“传感器”在新韦式大词典中定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。2.7 特性传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。2.8 主要作用 人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。2.9 传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图2-6 所示。图2-6 传感器的组成敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。2.10 传感器的主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器视觉声敏传感器听觉气敏传感器嗅觉化学传感器味觉压敏、温敏、流体传感器触觉图2-6 各类传感器敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。化学类，基于化学反应的原理。生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。2.11 传感器的重要性传感器技术在现代科学技术中具有十分重要的地位，被称为现代信息技术的三大支柱(传感技术、计算机技术、通信技术)之一。微电子技术的大力发展与进步，极大地促进了通信技术和计算机技术的快速发展。与此形成鲜明对照的是，传感器技术发展十分缓慢，制约了信息技术的发展，被称为技术发展的瓶颈。这种发展不协调的状况以及由此带来的负面影响，在近几年科学技术的快速发展过程中表现的尤为突出，甚至局部领域出现了由于传感器技术发展的滞后，反过来影响、制约了其他相关科学技术的发展与进步的情况。所以传感器技术又被认为是现代信息技术的关键技术和智能技术的先导。许多国家都把传感器技术列为重点发展的关键技术之一。美国曾把20世纪80年代看成是传感器技术时代，并列为20世纪90年代22项关键技术之一；日本把传感器技术列为20世纪80年代10大技术之首；从20世纪80年代中后期开始，我国也把传感器技术列为国家优先发展的技术之一。可见，传感器技术是一项与现代技术密切相关的尖端技术。一个国家、一项工程设计中传感器应用的数量和水平直接标志着其技术先进的程度。当今传感器技术被广泛地应用在各种先进的设备和系统中。例如，“阿波罗”运载火箭采用的传感器达2077个；宇宙飞船部分的传感器达1218个；一架波音飞机所用的传感器达上千只可以说，任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。从生产技术的发展角度看，人类社会已经或正在经历着由手工化向机械化向自动化到信息化的发展历程。在这个发展历程中的每一历史时代，都有其代表性的生产方式作为标志，它们是：手工化人与简单工具；机械化动力与机械；自动化自动测量与控制；信息化智能机械与装置(智能机器人)。而每一种生产方式，又要以相应的科学技术水平作支柱。很显然，科学技术的重要作用在于，不断用机(仪)器来代替和扩充人的体力劳动(第一次产业革命)和脑力劳动(第二次产业革命)，以大大提高社会生产力。为此目的，人们在不懈地探索着机器与人之间的机能模拟人工智能，并不断地创造出拟人装置自动化机械，以至智能机器人(第三次产业革命的象征)。由前述可知，作为模拟人体感官的“电五官”(传感器)是猎取所研究对象信息的“窗口”；如果对象也视为系统，从广义上讲传感器是系统之间实现信息交流的“接口”，它为系统提供着赖以进行处理和决策所必须的对象信息，它是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的关键组成部分。例如：仪器仪表是科学研究和工业技术的“耳目”。在基础科学和尖端技术的研究中，大到上千光年的茫茫宇宙，小到10-13cm的粒子世界；长到数十亿年的天体演变，短到10-24s的瞬间反应；高达5104108的超高温、或3108Pa的超高压，低到0.01K的超低温，或10-13Pa的超真空；强到25T以上的超强磁场，弱到10-13T的超弱磁场要检测如此极端巨微的信息，单靠人的感官或一般电子设备远已无能为力，必须借助配有相应传感器的高精度或大型检测系统才能奏效。因此，某些传感器的发展，是一些边缘科学研究和高、新技术开发的先驱。在工业和国防领域，传感器更有用武之地。高度自动化的工厂、设备、装置或系统，可以说是传感器的大集合地。例如：工厂自动化中的柔性制造系统(FMS)，或计算机集成制造系统(CIMS)；几十万千瓦的大型发电机组；连续生产的轧钢生产线；无人驾驶的自动化汽车；多功能装备指挥系统；直至宇宙飞船或星际、航海、海洋探测器等等，均需配置数以千计的传感器，用以检测各种各样的工况参数，以达到运行监控的目的。当传感器技术在工业自动化、军事国防和以宇宙开发为代表的尖端科学与工程等重要领域广泛应用的同时，它正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的方面渗透；生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器等方面的传感器已层出不穷，并在日新月异地发展。可见，从茫茫太空，到浩瀚海洋；从各种复杂的工程系统，到日常生活的衣食住行，几乎每一个现代化项目都离不开各种各样的传感器，可以毫不夸张地说，未来的社会将是充满传感器的世界。第3章 设计概要与材料3.1 智能马桶盖智能马桶盖起源于美国，用于医疗和老年保健，最初设置有温水洗净功能。美国最早开始制造智能马桶盖。后经韩国，日本的卫浴公司逐渐引进技术开始制造。3.2 智能马桶盖的好处普通马桶座垫上都有我们肉眼无法看见的非常小的微生物：引发传染性疾病的病毒、细菌、真菌或寄生虫。最常见的有痢疾杆菌、大肠杆菌、普通变型杆菌、伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、粪链球菌、化脓性链球菌、白色念珠菌等等致病性病菌，可能传播SARS、艾滋病、性病、皮肤病、肝病等传染病，甚至导致死亡。智能马桶盖只需要在使用前轻按一下按钮开关，通过内置的微电脑控制器自动的更换马桶坐垫圈上的便洁套膜(便洁膜准确旋转一周)，使用过的便洁套膜在卷走前划破，与未用过的便洁套膜区分明显，强调薄膜使用的一次性。让使用者更为放心！适用于酒店宾馆、餐饮、娱乐、休闲、美容、办公、医院、商场、机场、会展等公共场所。图2-6 马桶安装在普通马桶上智能马桶盖概括智能马桶盖引有如下几点好处：1、清洁生活每天用温水清洗三次以上肛门，肛门外括约肌由于水柱的刺激按摩和温水滋润，改善静脉血流循环有利于健康。并且可以洗净卫生纸擦拭不了的褶皱间的污物 。2、预防细菌感染肛门周围一千多个褶皱中繁殖着各种肛门疾患的细菌，我国有 40% 以上的人都因肛门疾患受痛苦，这种现象在冲洗器使用普及的先进国家里是根本找不到的。临床实验证明在日本智能马桶的使用普及率增长的同时女性子宫癌的发病率也减少了。40 岁以上的男女，易发各种性病、妇科病是跟不洁的生活习惯有关。中国也是肛门疾患率比较高的国家，这表明缺乏对肛门清洁意识。农村女性比城市女性发生妇科疾病率高，更是说明清洁卫生习惯及意识直接跟发病率有着密切的关系。温水冲洗不仅有清洗肛门的功能还有女士专用冲洗功能，能有效预防各种细菌感染，而且使用温水冲洗后的清爽感觉有利于缓解因疾病困扰的烦恼。3、预防痔疮、便秘可想而知，使用卫生纸是不能擦干净肛门周围褶皱里污垢的。每天使用温水冲洗和暖风烘干不仅刺激周围的毛细血管促进肌肉松弛和血液循环，使之预防痔疮、便秘，更可以摆脱痔疮手术的痛苦。长时间坐着工作的公司职员、职业司机、长时间站着教课的教师都是易患便秘、痔疮的人群。有以上症状时可以先用温水和暖风做清洗和烘干按摩，刺激毛细血管促进血液循环，这样可以轻松排便。冲洗器不仅水温、座温、烘干温度可调，水压也有四档调节，而且可以设置按摩状态（水压大小变化冲洗）并同步执行前后移动冲洗功能。4、清洁，预防癌变女性需要维持清洁的身体。在生理期前后、白带多时因异味使人心烦的时候 ,可以每次用冲洗器来清洗 ,解决烦恼并预防各种妇科疾病，而且在房事前后使用清洗器冲洗，更好的预防子宫颈癌。5、呵护孕妇怀孕中或产后肛门、阴部周围的清洁是很重要的，因此很多医院为了帮助孕妇的清洁和促进血液循环都开始使用电子冲洗器。使用冲洗器不仅能感觉清爽，而且帮助产后康复。6、保护肥胖者、老人老年人的身体抵抗力比较弱，而智能座便器有一键自动运行功能。温水清洗、暖风烘干离座自动冲水自动运行。强大的功能可是身体不便的人不在担心如厕难题，保持良好洁净的身体有利于身体健康。特别是中风、高血压、肥胖症患者无需其他帮助也可以解决各种问题。7、预防儿童便秘儿童对冷得便座和卫生纸擦拭时的隐隐的痛具有恐惧感，因此时常出现及时入厕，能忍则忍，久而久之形成儿童习惯性便秘。而智能座便器可彻底解决这样的问题，使儿童乐于及时入厕。3.3 智能马桶盖的优点从功能上看，智能马桶盖与智能马桶的功能相差无几。因此在清洁生活，预防细菌感染，预防痔疮、便秘，预防癌变，呵护孕妇，保护肥胖者、老人，预防儿童便秘等问题上，具有普通马桶无法比拟的优势。而智能马桶盖除了拥有与智能马桶同样的优势之外，它还有着智能马桶所没有的优点。智能马桶盖的优势：1、安装比智能马桶方便。单独的马桶盖，在安装方面并不繁琐。专业的安装人员只要几分钟即可完成安装工作。同时易拆卸，免除死角部位清洁的烦恼。2、性价比高。同样功能的智能马桶盖比智能马桶可便宜1000至2000元不等。具有明显的价格优势。以九牧智能马桶盖为例，其产品价格最低在1000元左右。3、适合二次装修使用。在用户二次装修的使用过程中，选择智能桶盖可以节约成本，避免了原有材料的浪费。3.4 自动冲水器自动冲水器：又称感应冲水器。应用红外光反射原理，人站在尿盆前，红外发射管发出的红外光经过人体反射到红外接收管，然后信号经过后续处理控制电磁阀打开放水。人离开尿盆，自然红外光就没有反射了，接着电磁阀自动关闭你注意观察一下尿盆上方那个金属盒，里面会有一个红色的发光二极管，人移动时，会有变化。功能和特点1、智能节水：采用单段冲水方式，人体离开感应范围后4秒自动冲水7秒，更有效的避免水资源的浪费。2、防臭设计：设置24小时无人使用时自动冲水一次，防止存水湾中存水干涸，导致臭气回窜。3、方便卫生：免接触使用，避免公共卫生间的细菌交叉感染，洁净卫生。4、灵敏可调：可根据不同的使用环境调整感应灵敏度（范围）。5、制作工艺：采用不锈钢材料制成，有效地避免锈蚀，简洁大方，经久耐用。6、智能省电：采用数字技术，超低能耗（直流型产品使用4节5号碱性电池，静态电流60A）。7、弱电提示：直流型产品设有电池更换提示功能，当电池电能不足时指标灯常亮，提示及时更换电池。8、适用场所：酒店、宾馆、写字楼、机场等公共场所。3.5 声控灯声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。3.6 自动水龙头自动水龙头属于水龙头中的一种，其特点是：将手或盛水容器、洗涤物品伸入感应范围内，水龙头即自动出水，离开后即停止出水，能有效达到节水功能。第4章 设备选购与造价核算4.1 智能马桶盖的选购通过网上询价，性能参数比较，智能马桶盖最终选定佛山市南海区蓝转卫生洁具有限公司的自动发热马桶盖板，本产品一次性购买低于20个价格为350元/个，购买超过20个价格为280元/个，此次设计一个厕所内需要4个自动发热马桶盖，总价为350元*4=1400元。 自动发热马桶盖的性能参数：1、 自动感应环境温度，当环境控测温度低于23度时自动接通开关工作, 盖板表面开始升温,恒定温度为37度。环境控温温度低于26度时, 自动关闭盖板电源,停止工作。2、 电源参数 输入电压：100-240VAC 50HZ；调整范围： 90-265VAC；输出电压:12V DC3、 发热温度(连接温控开关电源)输出电流: 1.5A；输出功率: 18W4、 温控开关参数:输入电压: 12V DC；开关状态: 传感器温度低于23度接通,高于26度关闭。传感器温度用于控测环境温度,误差1.5度。5、 发热盖板参数:输入电压: 12V DC输入电流: 0.85A输出功率:10W6、 产品特点：卫生洁净，薄膜强劲的隔菌绝缘，避免了使用者与座圈的直接接触，从而有力的隔离了细菌，避免了细菌的交叉感染；使用方便，使用坐便器前，只需轻轻触按换套器按钮，便可实现自动换套，坐便器上即可覆盖全新的隔菌薄膜；维护方便，此产品易于安装，便于维护。4.2 自动冲水器的选购 1、大便感应冲水器的选购：大便感应冲水器选择水作坊；型号，5.22009；适用水压，3-12Mpa；冲水时间，2-5秒；出水，2-16寸；材质，铝合金。 功能特点：智能节水，采用智能选择单双段冲水方式，感应器可根据小便斗的使用频率高低进行智能化冲水控制，更有效的避免水资源的浪费；防臭设计，设置24小时无人使用时自动冲水一次，防止存水弯中存水干涸，导致臭气回窜；方便卫生，斗内冲洗由感应器完成，无需人为操作，冲洗彻底，不留异味，确保室内空气清洁，预防细菌传播；制作工艺，黄铜精铸，表面镀铬处理，永保光泽；流畅曲线设计，美观大方；安装特性，明墙式安装设计，特别适合于改造工程或薄墙壁的安装；灵敏可调，可根据不同的使用环境调整感应灵敏度（范围）；智能省电，采用数字技术，超低能耗（使用4节5号碱性电池，静态电流60A）；维护方便，外置水流量调节器与过滤器（非专业人员可轻松定期清洗过滤网）；弱电提示，设有电池更换提示功能，电池电能不足时指标灯常亮，提示更换电池。 此次智能厕所设计需要；两个大便感应冲水器，价格为183.75*2=367.5元。4.3 声控灯的选购 1、声控灯选择温特孚感应灯，温特孚感应灯的参数如下：灯罩辅材质，玻璃；灯身辅材质，ABS+五金底盘；型号，wtfgyd005；包装体积，0.05；毛重，1；灯身主材质，ABS+五金底盘；灯身主材质，ABS+五金底盘；工艺，吹塑；照射面积，10-15；电压，90V-260V；功率，6W(含)-10W(含)；风格，简约现代；灯罩形状，圆形 。 特点功能：白天光线比较强时，光敏电阻关闭电路，只有到傍晚，光敏电阻打开电路，这时人在20M左右感应范围内一巴掌的声音，声音大于50分贝，感应灯上的话筒接收到声音使控制器上的继电器打开电路使灯打开，没有声音1分钟左右之后灯自动关闭。 价格：单个声控灯需要58.8元，需要6个，所以总价为58.8元*6=352.8元。4.4 自动水龙头的选购 自动水龙头选择富瑞达的感应水龙头，型号为6102；安装形式为坐立式；材质铜；阀座直径4cm；工作温度为0-60度；公称压力为5；进出水管直径为4cm。 产品特点：高级起泡器，出水更加流畅，不会四处飞溅；电镀表层，色泽光亮如镜，更耐腐蚀；感应器，采用高灵敏度、高性能感应头，方便省水；智能控制器，交直流控制器，采用交流为主直流为辅，使用无间断。 此设计需要6个自动水龙头，单个价格为120元，总价为120元*6=720元。4.5 坐便器的选购 坐便器选择蒙娜丽莎牌的坐便器，此坐便器的规格参数如下：材质为PP