一、引言:智慧公厕的行业变革与中期科技的产业定位
在智慧城市建设纵深推进的背景下,公共卫生间作为城市公共服务体系的“末梢神经”,其智慧化转型已成为衡量城市精细化治理水平的重要标尺。广州中期科技有限公司(以下简称“中期科技”)凭借近万个覆盖交通枢纽、医疗院所、商业综合体、市政公厕、旅游景区、教育机构等多场景的标杆项目,构建了一套从感知层到应用层的完整智慧公厕技术体系,在国内智慧环卫领域形成了显著的先发优势。
本文基于中期科技在全国范围内众多代表性项目的实证资料,从技术架构、创新功能、应用价值三个维度,对其智慧公厕解决方案进行系统性解读。
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二、技术架构:五层体系构建全链路智慧化能力
中期科技的智慧公厕解决方案并非单一设备的堆砌,而是遵循物联网分层架构思想,构建了“感知层—执行层—网络层—平台层—应用层”五层技术体系,形成从数据采集到智能决策的完整闭环。
2.1感知层:多维传感网络的精准部署
感知层是智慧公厕的“神经末梢”,中期科技在这一层面部署了覆盖厕位状态、环境质量、人员流动、能耗消耗、安全事件五大维度的传感器矩阵。
厕位状态感知以激光厕位人体存在感应器为核心设备。不同于传统红外传感器的易受干扰特性,激光ToF(TimeofFlight)技术通过测量光脉冲往返时间判定物体存在状态,具备亚毫米级测距精度和强抗环境光干扰能力。在徐州机场、福州机场、枣阳高铁等交通枢纽项目中,该技术实现了99%以上的厕位占用检测准确率。部分项目如广州市城市规划展览中心、新疆塔克拉玛干沙漠之门景区还同步部署了毫米波人体存在感应器,利用60GHz毫米波雷达的多普勒效应,实现对微动呼吸体征的检测,有效解决长时间静坐导致的误判问题。
环境质量感知采用五合一环境监测器(部分项目为四合一或硫化氢/氨气专项监测),可同步采集温度、湿度、PM2.5、TVOC、氨气(NH₃)、硫化氢(H₂S)等多项指标。在彭州市中医医院、中国人民大学附属小学等项目中,环境监测器与后台联动,当TVOC或异味气体浓度超过预设阈值时,自动触发除臭杀菌设备。可克达拉智慧城市项目更将硫化氢和氨气监测作为独立终端部署,体现了对公厕特征污染物的精准识别能力。
人员流动感知采用双目客流量监测器,基于双目立体视觉技术实现进出人数的精确统计。与传统单目方案相比,双目方案可通过视差图计算目标深度信息,有效规避并排通行、推拉门进出等场景下的漏检与重检问题。在江西武功山景区、抚州东乡佛岭国际公园等项目中,该设备为客流高峰预警和保洁资源调度提供了数据基础。
能耗消耗感知涵盖智能水表和智能电表两类终端。值得关注的是,邢台市政智慧公厕项目中部署的智能水表和水压监测终端均采用内置电源的全无线方案,无需布线即可实现数据上报,这一设计极大降低了市政公厕改造的施工成本与周期。
安全事件感知则通过全无线智能烟感、SOS紧急求助按键、毫米波人体跌倒报警器、遗留物监测器、化粪池监测传感器等多类型传感器实现。其中,宁波大家中心商业综合体部署的化粪池监测传感器,可实时监测化粪池液位与甲烷浓度,是商业综合体公厕安全管理的创新实践。
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2.2执行层:环境调控与设备联动的自动化闭环
执行层负责将感知数据转化为物理世界的控制动作,实现“感知—决策—执行”的自动化闭环。中期科技的执行层设备体系可分为环境调控类、能耗控制类、门禁控制类、信息发布类四个子系统。
环境调控类以离子除臭杀菌机、电子喷香防臭设备、紫外线消毒灯、智能香薰机为代表。其中离子除臭杀菌机采用高能离子管电离空气中的氧分子,产生大量正负氧离子,通过氧化反应分解氨气、硫化氢等异味分子,同时杀灭空气中的细菌病毒。在无锡中央车站、宁波大家中心等项目中的实际运行数据表明,该设备可使公厕内氨气浓度下降70%以上。
能耗控制类包括空调控制器和人体感应照明系统。枣阳高铁智慧卫生间部署的空调控制器可根据环境温度与客流密度自动调节运行模式;人体感应照明系统则在无人时段自动降低照度或关闭光源,实现节能与舒适度的平衡。
门禁控制类体现为无接触感应开关门系统。在枣阳高铁、深圳职业病医院等项目中,用户通过手势感应即可实现厕间门的自动开闭,从根本上切断了接触式病菌传播路径。
信息发布类以智慧公厕综合显示屏和信息发布系统为核心,在厕位引导屏上以可视化方式呈现厕位占用状态、环境质量指数、客流密度等信息。江西武功山景区项目还采用了3D引导界面,以三维建模方式直观呈现公厕内部布局与厕位状态,显著提升了用户体验。
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2.3网络层:多协议融合的边缘计算网关
网络层承担感知数据汇聚与设备指令下发的枢纽职能,其核心设备是智慧管理主机(物联网网关)。中期科技的网关产品支持LoRa、NB-IoT、ZigBee、Wi-Fi、RS485等多种通信协议的并发接入,解决了不同厂家、不同类型传感器的协议异构问题。
在技术演进层面,中期科技的网关已从单一的数据透传设备发展为具备边缘计算能力的智能节点。大连甘井子区5G智慧公厕项目中部署的边缘计算网关,可在本地完成厕位状态变化、环境异常事件的实时判定与设备联动控制,无需等待云端指令,将应急响应延迟从秒级压缩至毫秒级。这一架构在5G网络环境下进一步释放了潜力——高带宽支撑视频流分析、低延迟保障实时联动、大连接容纳更多传感节点。
对于市政批量化项目(如福建三明市30座、昭通美丽县城近20座、邯郸市政10余座),中期科技采用“一厕一网关+云端统一平台”的星型拓扑,各公厕网关通过4G/5G蜂窝网络与云端通信,既保障了单厕运行的独立性,又实现了跨厕数据的汇聚分析。
2.4平台层:从单厕管理到城市级协同
平台层的智慧公厕云管理平台是中期科技解决方案的“智慧大脑”,承载着设备管理、数据存储、分析决策、预警联动等核心功能。从技术视角审视,该平台具备三个显著特征:
微服务架构支撑弹性扩展:平台采用微服务架构设计,设备接入服务、数据存储服务、规则引擎服务、可视化服务等模块解耦部署,可根据接入公厕数量动态伸缩算力资源。这一架构使平台能够支撑从单厕到城市级(如可克达拉智慧城市项目接入城市管理平台)的规模跨越。
多源数据融合分析:平台不仅汇聚智慧公厕自身的传感数据,还通过API接口与第三方系统实现数据互通。广州小米大厦、百奥大厦、南方电网客服中心、武汉光谷软件园等写字楼项目已将厕位占用数据接入飞书/企业内部办公系统,员工通过手机即可查看各楼层空余厕位,这是智慧公厕数据与办公场景融合的典型范例。
信创国产化适配:南方电网客服中心项目明确提及平台完成信创国产化适配,这意味着中期科技的云管理平台在芯片、操作系统、数据库、中间件等层面均实现了与国产技术栈的兼容,可满足政务、军工、能源等敏感行业的合规要求。
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2.5应用层:多终端协同的人机交互界面
应用层是用户与管理人员接触智慧公厕功能的直接界面。中期科技构建了“大屏—移动端—交互终端”三位一体的应用矩阵。
大屏端即部署于公厕入口的综合显示屏,以可视化看板形式呈现厕位占用、环境质量、客流统计等实时信息;移动端包括管理APP(面向保洁与运维人员)和用户端小程序(如扫码查看厕位的轻应用);交互终端涵盖触屏评价报修器、人脸识别取纸机、智能魔镜等设备,其中智能魔镜在重庆双桂湖景区和杭州建德绿道驿站项目中部署,可在用户洗手时同步显示天气、新闻、景区导览等信息,将功能空间转化为信息服务触点。
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三、创新功能:技术驱动下的场景化突破
3.1全无线极简部署方案
传统智慧公厕改造的最大痛点在于布线施工——市政公厕往往不具备大规模开槽布线的条件,且施工周期长、改造成本高。中期科技推出的全无线解决方案,在激光厕位传感器、环境监测器、紧急求助按键、智能烟感、厕位占用指示灯等设备上全面采用电池供电+低功耗无线通信设计。邢台市政智慧公厕项目中的智能水表与水压监测即采用内置电源的全无线方案,无需布线即可实现精准监测;中国人民大学附属小学项目中的厕位传感器、环境探测器、求助按键等十余类设备全部采用无线部署。这一方案使单厕改造周期从传统有线方案的7—10天压缩至1—2天,且对公厕原有装修几乎“零破坏”。
3.2毫米波雷达的深度应用
中期科技是行业内较早将毫米波雷达技术引入智慧公厕场景的企业。在广州市城市规划展览中心、新疆塔克拉玛干沙漠之门景区、黄山新安驿站等项目中,毫米波人体存在感应器被用于厕位占用检测。与红外和激光方案相比,毫米波雷达具备三项独特优势:其一,可穿透衣物、雾气等遮挡物,在淋浴间、蒸汽环境中仍能可靠工作;其二,可检测人体微动(如呼吸起伏),避免静坐阅读手机导致的误判为空位;其三,大连甘井子区5G智慧公厕和黄山新安驿站部署的毫米波人体跌倒报警器,通过分析人体姿态变化特征,可在老年人或行动不便者跌倒时自动触发SOS告警。这一功能在医院(深圳职业病医院)和养老场景中具有显著的实用价值。
3.3非接触式交互体系
后疫情时代,减少公共场所的物理接触点成为刚需。中期科技构建了“非接触开关门+感应取纸+感应洗手液+无接触评价”的完整非接触交互链条。枣阳高铁智慧卫生间的无接触感应开关门系统,通过手势识别实现厕间门的自动开闭;宁波大家中心的人脸识别取纸机与扫码刷脸取纸机(重庆双桂湖景区),通过生物识别限定单人取纸频次,既满足了非接触需求,又有效遏制了厕纸浪费。深圳市职业病医院的触屏评价器虽需触摸操作,但在设计上集成了紫外线自动消杀模块,每次使用后自动对屏幕进行消毒。
3.4易耗品智能监测与补给调度
传统的厕纸、洗手液补充依赖保洁人员的周期性巡查,易出现“空桶未补”或“过度填充”两种情况。中期科技推出的余量监测智能厕纸机和余量监测感应洗手液机,通过内置的超声波或红外传感器实时监测耗材余量,当余量低于预设阈值时,云平台自动向保洁人员APP推送补料工单。无锡万象汇商业中心、宁波大家中心、福州永辉超市等商业项目的运行数据显示,该功能使耗材缺货率下降85%以上,同时避免了因提前更换半满耗材导致的浪费。
3.5多厕联网与三级管理架构
针对景区、市政等需同时管理数十座公厕的场景,中期科技设计了“云平台—区域中心—单厕网关”三级管理架构。福建三明市30座智慧公厕批量化项目、昭通美丽县城近20座、邯郸市政10余座、含山县市政多座等案例,均通过多屏云端功能实现辖区内所有公厕的集中监控与统一调度。云平台提供全局数据驾驶舱,区域中心负责本辖区内的预警分发与工单调度,单厕网关保障本地自动化运行的独立性。三级架构既避免了完全中心化带来的单点故障风险,又克服了完全去中心化导致的管理碎片化问题。
3.6新能源与环保技术的融合
天津生态城智慧环保公厕项目在常规智慧功能之外,创新性地将光伏发电系统纳入监测范围,对发电量与能耗数据进行实时对比分析,所有数据接入天津生态城大数据平台,形成了“新能源供给—能耗消耗—环境效益”的闭环评估体系。苏州太湖景区智慧公厕则集成了真空吸粪系统和生物降解粪污处理系统,将智慧监测与生态处理技术深度融合,代表了景区公厕在环保方向上的前沿探索。
3.7信创适配与数据安全
在数据安全日益受到重视的背景下,南方电网客服中心商业大楼项目明确实现了智慧公厕云管理平台的信创国产化适配。这意味着从底层芯片、操作系统、数据库到上层应用软件,全链路采用国产自主技术栈,可满足关键基础设施领域对供应链安全和数据主权的合规要求。这一能力是中期科技在政务、能源、军工等敏感行业拓展的关键壁垒。
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四、应用价值:从效率提升到体验重塑
4.1对管理方:精细化运营与成本优化
智慧公厕为管理方创造的价值集中体现为“降本、增效、提质”三个方面。
降本层面,智能水表与智能电表使能耗数据可量化、可追溯。通过对不同时段、不同区域的能耗对比分析,管理方可精准识别异常用水用电行为。邢台市政项目的智能水压监测,更可及时发现管网漏损,避免水资源浪费。易耗品智能监测系统则使耗材成本下降约20%—30%,源于精准补充减少了半满更换的浪费。
增效层面,传统公厕管理依赖人工巡检,保洁频次与质量难以标准化。智慧公厕云管理平台通过客流量统计与环境监测数据,可动态生成保洁工单——当客流量超过阈值或环境指标异常时,系统自动向保洁人员推送任务指令。考勤管理系统(福州机场、宁波大家中心、珠海桂山岛等)与人脸指纹识别考勤机,则使保洁人员的到岗情况可追踪、可考核。
提质层面,触屏评价报修器使服务质量可量化。用户对卫生状况、设施完好度的即时评价形成数据沉淀,为管理方的绩效考核与服务改进提供依据。在福建三明市30座公厕的批量化项目中,评价数据直接与保洁人员的绩效工资挂钩,有效驱动了服务质量提升。
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4.2对使用者:从“找到可用”到“体验舒适”
智慧公厕对用户体验的改善是多层次的。最基础的是“找得到、用得上”——通过综合显示屏的厕位引导,用户可一目了然地获知空闲厕位位置,避免逐一推门的尴尬。广州小米大厦、百奥大厦等项目更进一步,将厕位占用数据接入企业内部办公系统,员工在工位上即可通过手机查看各楼层厕位状态,有效解决了写字楼高峰时段“排队难”的问题。
更深层的体验改善来自环境质量的主动保障。离子除臭杀菌机、紫外线消毒灯、电子喷香设备基于环境监测数据自动运行,使公厕内的空气质量始终维持在舒适区间。中国人民大学附属小学项目中的光照度传感器与人体感应照明系统联动,在保证照明舒适度的同时避免了长明灯现象。
对于特殊人群,紧急求助按键、毫米波跌倒报警器、遗留物监测器构成了多层级安全保障。老年人在厕间内跌倒后,系统可在数秒内触发声光报警并向管理平台推送告警,为应急救援争取黄金时间。
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4.3对城市治理:数据驱动与系统协同
当智慧公厕从单点部署走向规模化联网,其价值便从设施管理跃升为城市治理的数据节点。可克达拉智慧城市项目最具代表性——该市智慧公厕的数据通过API接口接入城市管理平台,与智慧交通、智慧环保、智慧安防等系统实现数据互通。公厕客流数据可辅助分析城市热点区域的人流规律,环境监测数据可作为城市微环境评估的补充维度,设备运行数据则为市政设施的预测性维护提供支撑。
兰州金沟河智慧驿站公厕则代表了另一种范式——将公厕升级为集休息驿站、无人购物、广告宣传、信息发布于一体的“城市微服务节点”。这种模块化智慧厕所可随意安装拆卸,融合物联网、传感感知、云计算、大数据等创新技术,成为智慧城市网格化管理组件的有机组成部分。
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五、总结与展望
中期科技的智慧公厕解决方案,从技术架构上看,已形成“感知—网络—平台—应用”的完整物联网闭环;从场景覆盖上看,已渗透交通、医疗、商业、市政、景区、教育等主要公共空间类型;从创新深度上看,全无线部署、毫米波雷达、非接触交互、易耗品智能监测、信创适配等方向均形成了差异化技术积累。
展望未来,智慧公厕的技术演进将沿三个方向深化:一是感知能力的进一步精细化,从单纯的“有人/无人”检测向人体健康指标的被动感知延伸;二是AI能力的下沉,边缘计算网关将承载更多轻量化AI模型,在本地完成异常行为识别与预警;三是跨系统协同的深化,智慧公厕将不再是孤立的信息系统,而是融入城市物联网操作系统,成为城市运行态势感知的基础网格。
在这个意义上,中期科技近万个标杆项目所积累的场景经验与数据资产,不仅是商业竞争力的护城河,更是参与定义行业标准、推动公共服务数字化转型的基础能力。
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