система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах

Формула изобретения

1. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах, содержащая беспроводной радиопульт-накопитель, многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик, устанавливаемый по месту учета, связанный при помощи двужильного провода с сетевым блоком питания или батарейным отсеком, с реле открывания/закрывания двери, с кнопкой активации радиомодуля и связанный при помощи беспроводной связи с радиопультом-накопителем, и центр обработки данных, выполненный с возможностью обработки и анализа содержания архивов, причем радиопульт-накопитель содержит микропроцессор, радиомодуль для беспроводного обмена информацией с многофункциональным беспроводным инфракрасным датчиком, узел измерения уровня разряда батареи, батарею типа «КРОНА», сверхбыструю память для временного хранения данных, энергонезависимую память, предназначенную для записи архивов, считываемых с датчиков, часы реального времени, предназначенные для точной синхронизации даты и времени всех датчиков, находящихся в зоне видимости радиопульта-накопителя, звуковой генератор, четыре светодиода, клавиатуру, USB-интерфейс для подключения к персональному компьютеру центра обработки данных, все вышеперечисленные узлы связаны с микропроцессором, предназначенным для управления всеми узлами радиопульта-накопителя, и радиоантенну, связанную с радиомодулем, а многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик содержит микропроцессор, инфракрасный генератор с излучателем сигналов в инфракрасном диапазоне, приемник инфракрасных сигналов, радиомодуль для беспроводного обмена информацией с радиопультом-накопителем, первый архив, предназначенный для записи информации, поступающей от приемника инфракрасных сигналов, второй архив, предназначенный для регистрации нештатных ситуаций, часы реального времени, предназначенные для управления записью в архивы, узел обработки состояния реле открывания/закрывания двери и кнопки активации радиомодуля, узел контроля уровня питающего напряжения источника питания, последовательный интерфейс RS-232 для непосредственного подключения многофункционального беспроводного инфракрасного датчика к персональному компьютеру и все вышеперечисленные узлы соединены с микропроцессором, предназначенным для управления всеми узлами многофункционального беспроводного инфракрасного датчика.

2. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что центром обработки данных является персональный компьютер.

3. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.2, отличающаяся тем, что компьютер снабжен по меньшей мере одним программным продуктом.

4. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик может эксплуатироваться как от батарейного питания, так и от внешнего сетевого блока питания напряжением ~220 В.

5. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик использует один инфракрасный генератор.

6. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что реализована автоматизированная настройка мощности инфракрасного генератора и других узлов многофункционального беспроводного инфракрасного датчика при помощи персонального компьютера во время производства через собственный последовательный интерфейс RS-232.

7. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что радиопульт-накопитель снабжен интерфейсом USB для соединения с персональным компьютером.

8. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что радиопульт-накопитель при подключении к персональному компьютеру отключает собственное батарейное питание и переключается на питание с порта USB, тем самым сохраняя ресурс батареи.

9. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что радиопульт-накопитель имеет не менее 2 Мегабайт основной энергонезависимой памяти для архива, выполненной с возможностью увеличения до 32 Мегабайт.

10. Система учета и анализа количества посетителей в биотуалетах по п.1, отличающаяся тем, что радиопульт-накопитель имеет режим самотестирования и режим определения количества считанных архивов в последнем цикле опроса.

Описание изобретения к патенту

Система предназначена преимущественно для использования в биотуалетах, расположенных на улице, для определения количества посетителей, прошедших за смену, прогнозирования и планирования количества устанавливаемых биотуалетов на предмет загруженности по часам и суткам с целью эффективного использования необходимого количества биотуалетов на данном участке. Предлагаемая система также может быть использована в платных туалетах, расположенных в помещениях и в других кабинах, посещаемых людьми.

По функциональному назначению известна подобная система учета и анализа потока пассажиров и посетителей по патенту № 2304809, от 20.08.2007 г., содержащая счетчик-регистратор, инфракрасные датчики, устанавливаемые по одному над каждым местом учета и связанные при помощи кабельной системы со счетчиком-регистратором, блок питания и центр обработки данных.

Недостатками этой системы являются невозможность использования этой системы в биотуалетах, так как она фиксирует проходящих через дверь посетителей, а не задерживающихся посетителей под датчиком после закрытия двери, неудобный съем информации - для считывания информации из архива счетчика-регистратора его необходимо снять и доставить в центр обработки данных, а также система учета и анализа потока пассажиров и посетителей работает только от сетевого питания ~220В или мощного аккумулятора автотранспорта и не предназначена для работы от батарейного питания, что приводит к большим затратам на подводку сетевого кабеля 220В к биотуалетам и невозможность непрерывного обслуживания системы, то есть система не работает в тот период времени, когда производится считывание архивов из счетчика-регистратора, что приводит к многократному увеличению погрешности. Кроме этого, нецелесообразно использовать легкосъемное оборудование в таких заведениях, как биотуалеты.

Наиболее близкой к заявляемой является система подсчета посетителей CountMax по патенту № 39418 от 26.03.04, содержащая передатчик и приемник с общим блоком питания, конвертор и персональный компьютер с программным обеспечением. Согласно техническим данным система CountMax спроектирована для подсчета посетителей как в небольших магазинах, так и в крупных торговых центрах, т.е. в стационарных помещениях, и основана на принципе отражения инфракрасных лучей. Длина луча регулируется индивидуально для каждого датчика по месту установки.

Недостатком данной системы является невозможность ее использования в биотуалетах для подсчета количества посетителей по следующим причинам:

- система CountMax работает только в жестком комплекте с персональным компьютером, который практически невозможно установить в биотуалетах и также нецелесообразно использовать в платных туалетах, расположенных в помещениях;

- система CountMax фиксирует проходящих через дверь посетителей, а незадерживающихся посетителей под датчиком после закрытия двери;

- система CountMax не обладает функцией контроля открытия и закрытия двери;

- система CountMax работает только от сетевого питания ~220В и не предназначена для работы от батарейного питания.

Техническим результатом заявляемой системы является:

- компактное исполнение системы: множество функций реализованы в едином корпусе многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, отсутствие кабельной системы, что позволяет осуществлять быстрый, легкий и дешевый монтаж;

- определение количества посетителей в биотуалетах с высокой точностью, а также возможность безошибочного подсчета посетителей, как проходящих под датчиком, так и длительно находящихся под датчиком с учетом анализа состояния двери кабины биотуалета;

- контроль и регистрация в архиве состояния двери - открыта или закрыта;

- определение интенсивности потока посетителей по часам и суткам;

- наличие автономного питания и возможность использования сетевого питания;

- удобство в использовании - дистанционно из одной точки одним нажатием на кнопку «СТАРТ» радиопульта-накопителя считываются архивы со всех многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, расположенных в зоне видимости радиопульта-накопителя с радиусом до 300 метров, при этом количество объектов, находящихся в зоне видимости, может достигать 512;

- наращиваемость объема памяти радиопульта-накопителя от 2 Мегабайт до 32 Мегабайт;

- универсальность радиопульта-накопителя, т.е. возможность использования его с другими приборами, имеющими архив, используя при этом интерфейсный согласователь беспроводной связи, подключаемый к считываемому прибору и учитывающий особенности интерфейса считываемого прибора.

Вышеуказанный технический результат достигается в системе учета и анализа количества посетителей в биотуалетах, содержащей радиопульт-накопитель, многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик, устанавливаемый по месту учета, связанный при помощи двужильного провода с сетевым блоком питания или батарейным отсеком, с реле открывания/закрывания двери, с кнопкой активации радиомодуля и связанный при помощи беспроводной связи с радиопультом-накопителем, и центр обработки данных, выполненный с возможностью обработки и анализа содержания архивов, причем радиопульт-накопитель содержит микропроцессор, радиомодуль для беспроводного обмена информацией с многофункциональным беспроводным инфракрасным датчиком, узел измерения уровня разряда батареи, батарею типа «КРОНА», сверхбыструю память для временного хранения данных, энергонезависимую память, предназначенную для записи архивов, считываемых с датчиков, часы реального времени, предназначенные для точной синхронизации даты и времени всех датчиков, находящихся в зоне видимости радиопульта-накопителя, звуковой генератор, четыре светодиода, клавиатуру, USB интерфейс для подключения к персональному компьютеру центра обработки данных, все вышеперечисленные узлы связаны с микропроцессором, предназначенным для управления всеми узлами радиопульта-накопителя, и радиоантенну, связанную с радиомодулем, а многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик содержит микропроцессор, инфракрасный генератор с излучателем сигналов в инфракрасном диапазоне, приемник инфракрасных сигналов, радиомодуль для беспроводного обмена информацией с радиопультом-накопителем, первый архив, предназначенный для записи информации, поступающей от приемника инфракрасных сигналов, второй архив, предназначенный для регистрации нештатных ситуаций, часы реального времени, предназначенные для управления записью в архивы, узел обработки состояния реле открывания/закрывания двери и кнопки активации радиомодуля, узел контроля уровня питающего напряжения источника питания, последовательный интерфейс RS-232 для непосредственного подключения многофункционального беспроводного инфракрасного датчика к персональному компьютеру и все вышеперечисленные узлы соединены с микропроцессором, предназначенным для управления всеми узлами многофункционального беспроводного инфракрасного датчика.

Функциями микропроцессора радиопульта-накопителя являются управление радиомодулем для приема архивов от многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, находящихся в зоне видимости радиопульта-накопителя, записью принятых архивов в основную энергонезависимую память, передачей содержимого архива радиопульта-накопителя в компьютер, являющийся центром обработки данных, четырьмя светодиодами, узлом контроля батареи и синхронизацией текущего времени всех многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, находящихся в зоне видимости радиопульта-накопителя, с использованием собственных часов реального времени, а также обработка сигналов клавиш клавиатуры.

Функциями микропроцессора многофункционального беспроводного инфракрасного датчика являются формирование сигналов инфракрасного диапазона и излучение этих сигналов с фиксированной мощностью согласно месту установки; контроль двери с помощью реле; контроль ресурса батареи; сканирование посетителя, проходящего или находящегося под датчиком, при помощи инфракрасного сигнала; запись данных, получаемых от приемника инфракрасных сигналов, привязанная к дате и времени, запись нештатных ситуаций соответственно в первый и второй архивы и их хранение; управление радиомодулем для ввода его в спящий режим и для вывода из спящего режима и передачи содержимого архивов на беспроводной радиопульт-накопитель; автоматизированная настройка мощности инфракрасного генератора и других узлов при помощи персонального компьютера во время производства.

Центром обработки данных является персональный компьютер, снабженный по меньшей мере одним программным продуктом.

Радиопульт-накопитель для соединения с персональным компьютером снабжен интерфейсом USB, при этом при подключении к персональному компьютеру радиопульт-накопитель отключает собственное батарейное питание и переключается на питание с порта USB персонального компьютера, тем самым сохраняя ресурс батареи.

Архив, считываемый с многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, на лету записывается в сверхбыструю память для временного хранения данных, затем, после анализа достоверности информации, полученный архив переписывается в основную энергонезависимую память. После этого радиопульт-накопитель осуществляет считывание архива следующего многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, находящегося в зоне видимости радиопульта-накопителя с радиусом 300 м.

Радиопульт-накопитель имеет не менее 2 Мегабайт основной энергонезависимой памяти для архива, объем которой может быть увеличен по желанию до 32 Мегабайт.

Клавиатура радиопульта-накопителя имеет три управляющие клавиши: «СТАРТ», «СЧЕТ», «ТЕСТ» и четыре светодиода, которые индицируют режимы работы радиопульта-накопителя.

Узел измерения уровня разряда батареи после каждого нажатия на клавишу «СТАРТ» перед началом считывания архива тестирует степень разряда батареи. Если батарея разряжена, загорается соответствующий светодиод с сопровождением звуковой сигнализации при помощи звукового генератора и считывание архива запрещается.

Часы реального времени радиопульта-накопителя предназначены для точной синхронизации даты и времени всех многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, находящихся в зоне видимости радиопульта-накопителя: после считывания архива с датчика в него устанавливается дата и время с радиопульта-накопителя, т.к. значения собственных часов реального времени, содержащихся в каждом датчике, могут со временем отличаться друг от друга, поэтому периодически целесообразно корректировать время во всех датчиках. В свою очередь, часы реального времени радиопульта-накопителя корректируются во время считывания архива радиопульта-накопителя на персональный компьютер.

При эксплуатации системы учета и анализа посетителей в биотуалетах многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик использует батарейное питание. Батарейный отсек, в котором находятся четыре батарейки типоразмера АА, подключается к многофункциональному беспроводному инфракрасному датчику при помощи двужильного провода. При использовании системы в платных туалетах, находящихся в помещениях, вместо батарейного отсека можно использовать сетевой блок питания от 220В.

В процессе производства настройка многофункционального беспроводного инфракрасного датчика осуществляется автоматизированным способом при помощи персонального компьютера через собственный последовательный интерфейс RS-232, вследствие чего уменьшается себестоимость и возрастает производительность труда настройщика, т.к. значительно сокращается время настройки, минимизируется человеческий фактор, что приводит к исключению ошибок при настройке. Во время настройки в энергонезависимую память микропроцессора многофункционального беспроводного инфракрасного датчика через персональный компьютер заносится заводской номер, сетевой номер, версия программного обеспечения, в часы реального времени записывается точная дата и время и устанавливается мощность инфракрасного генератора.

Алгоритм работы многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, который реализуется с помощью микропроцессора, заключается в том, что микропроцессор отслеживает состояние двери: если дверь открыта, начинается процесс сканирования наличия посетителя в кабине биотуалета при помощи инфракрасного генератора с излучателем сигналов и приемника инфракрасных сигналов, соединенных с микропроцессором. В случае фиксации посетителя микропроцессор запоминает это в счетчике и переходит на отслеживание состояния двери на предмет закрывания. Далее микропроцессор ожидает момент открывания двери и фиксацию выходящего посетителя. Открывание и закрывание двери определяется при помощи реле открывания/закрывания двери, соединенных с микропроцессором. В первый архив, предназначенный для записи информации, по истечении часа заносится текущая дата и время и содержимое счетчика, который после этого сразу обнуляется. Во второй архив вместе с текущей датой и временем с точностью до секунды заносится информация о нештатных ситуациях: дверь остается открытой более 10 минут; батарея разрядилась ниже предела допустимого; батарея отключена полностью от многофункционального беспроводного инфракрасного датчика; перекрыт многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик; отключено или не работает реле открывания/закрывания двери. Радиомодуль многофункционального беспроводного инфракрасного датчика служит для обмена информацией между датчиком и радиопультом-накопителем. Радиомодуль постоянно находится в спящем режиме с целью экономии ресурса батареи. Вывод из спящего режима происходит нажатием на кнопку активации радиомодуля перед считыванием архива из многофункционального беспроводного инфракрасного датчика.

Конструктивная особенность многофункционального беспроводного инфракрасного датчика заключается в том, что он имеет только один инфракрасный генератор, длина луча которого регулируется во время производства согласно размерам кабины биотуалета.

На фиг.1 представлена блок-схема системы учета и анализа количества посетителей в биотуалетах, где 1 - реле открывания/закрывания двери, 2 - кнопка активации радиомодуля, 3 - батарейный отсек или сетевой блок питания, 4 - многофункциональный беспроводной инфракрасный датчик, 5 - антенна многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, 6 - антенна радиопульта-накопителя, 7 - радиопульт-накопитель, 8 - разъем USB, 9 - персональный компьютер.

На фиг.2 представлена блок-схема многофункционального беспроводного инфракрасного датчика, где 10 - узел обработки состояния реле открывания/закрывания двери и кнопки активации радиомодуля, 11 - последовательный интерфейс RS-232, 12 - микропроцессор, 13 - узел контроля уровня питающего напряжения источника питания, 14 - инфракрасный генератор с излучателем сигналов в инфракрасном диапазоне, 15 - приемник инфракрасных сигналов, 16 - первый архив, 17 - второй архив, 18 - радиомодуль, 19 - часы реального времени.

На фиг.3 представлена блок-схема радиопульта-накопителя, где 20 - радиомодуль, 21 - микропроцессор, 22 - клавиатура, 23, 24, 25, 26 - светодиоды, 27 - сверхбыстрая память для временного хранения данных, 28 - энергонезависимая память, 29 - часы реального времени, 30 - звуковой генератор, 31 - USB-интерфейс, 32 - батарея типа «КРОНА», 33 - узел измерения уровня разряда батареи.

На фиг.4 изображен внешний вид радиопульта-накопителя.

Принцип работы системы: до считывания архивов необходимо проверить состояние радиопульта-накопителя. Для этого необходимо нажать на кнопку «ТЕСТ» радиопульта-накопителя. Частота мигания красных светодиодов 23 и 24 будет прямо пропорциональна степени разряда батареи пульта и степени заполнения архива пульта соответственно. Если красные светодиоды 23 и 24 горят постоянно без мигания, это означает, что необходимо заменить батарею и/или перенести архив с радиопульта-накопителя на персональный компьютер, после чего обнулить этот архив.

Для считывания архивов с многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, расположенных в зоне видимости радиопульта-накопителя радиусом 300 м, необходимо нажать на кнопки активации радиомодулей тех многофункциональных беспроводных инфракрасных датчиков, с которых требуется получить архив. После этого надо нажать на кнопку «СТАРТ» радиопульта-накопителя. Радиопульт-накопитель опросит все многофункциональные беспроводные инфракрасные датчики с активизированными радиомодулями и получит с них архивы. После считывания очередного архива после анализа достоверности данных радиопульт-накопитель обнуляет архив многофункционального беспроводного инфракрасного датчика и передает в него текущую дату и время для синхронизации часов. После этого микропроцессор многофункционального беспроводного инфракрасного датчика вводит в спящий режим свой радиомодуль. В любом случае, даже если не был передан на радиопульт-накопитель архив с какого-либо многофункционального беспроводного инфракрасного датчика после активации радиомодуля, этот радиомодуль будет переведен в спящий режим через 10 минут. Период считывания архивов датчиков сопровождается постоянным свечением зеленого светодиода 25. После окончания процесса считывания зеленый светодиод 25 гаснет со звуковым сопровождением. Для определения количества считанных архивов надо нажать на кнопку «СЧЕТ» радиопульта-накопителя: с частотой раз в секунду будет мигать зеленый светодиод 26 столько раз, сколько архивов было получено в последнем цикле опроса.

После получения архивов с датчиков радиопульт-накопитель необходимо доставить в центр обработки данных, подключить к персональному компьютеру через разъем USB и перенести архив радиопульта-накопителя на компьютер для дальнейшей обработки и анализа содержимого архивов при помощи специального программного обеспечения, после чего выполнить процедуру обнуления архива, после которой автоматически в радиопульт-накопитель заносится дата и время с персонального компьютера.

К достоинствам радиопульта-накопителя относится и то, что его можно использовать для считывания архивов из других приборов, используя интерфейсный согласователь беспроводной связи, подключаемый к считываемому прибору, учитывающий особенности интерфейса считываемого прибора.