物联网技术进入洗手间会怎样？德国最新科技告诉你！
导读
洗手间的清洁和维护，对于一栋大楼来说，是一项十分艰巨而复杂的任务。然而，「物联网技术」让这一切变得简单而智能。最近，德国科学家利用传感器和无线传输技术，设计了一套智能物联网系统：「洗手间信息服务系统」，以打造全自动管理和信息化的洗手间。
物联网技术进入洗手间
图片来源：CWS-boco International GmbH
“第三层楼第17号洗手间的纯棉纸巾即将耗尽，第四层楼第21号洗手间的洗手液几乎耗尽，26号洗手间快没有厕纸了。”
也许，现在不少的大厦中的保洁员，还是通过口头通知或者定期巡检的方法获取这些信息。可是，当物联网技术进入到洗手间后，未来这些信息的发送和管理将会变得更加的「实时、智能、信息化、系统化」。
今天，我们就以德国科学家的一个创新技术方案为示例，讲讲其中的关键技术，以及对于洗手间管理的影响。来自德国弗劳恩霍夫协会的消息称，他们的技术方案可完全自动化地监测洗手间的洗手液、纯棉纸巾、厕纸卷纸架，并通知保洁人员进行管理。
科研人员通过传感器和无线传输技术，让这些物品成为“物联网”的一员。当这些物品缺乏时，系统可以及时通知保洁人员。保洁人员掌握这些信息后，便可以更加高效地规划和管理他们的工作。
方案简介
这套「CWS 洗手间信息服务」系统由德国弗劳恩霍夫协会集成电路研究所和全方位服务提供商海特斯洗涤服务国际有限公司（CWS-boco International GmbH）一起合作设计，它显著提升了洗手间的保洁效率，减少了洗手间的维护要求。
该项目的负责人是Thomas Wieland 教授，他是位于科堡的弗劳恩霍夫应用中心的负责人。海特斯公司主要负责各种容器和分配器系统的设计。
关键技术
该系统的关键核心技术就是：「传感器以及无线网络传输技术」。
图片来源：CWS-boco International GmbH
传感器
传感器负责数据采集，对于物联网来说，扮演的角色很关键。这套系统也不例外，传感器仍然是关键主角之一。这些传感器由电池供电，负责监测洗手液分配器、纯棉纸巾卷、厕纸。
具体使用哪种传感器进行测量，取决于不同的任务。例如，对于洗手液分配器来说，可用光学传感器监测目前的剩余量。传感器模块会采集来自洗手液分配器的数据信息。同样，光学传感器也可以用于监测厕纸的用量。
无线网络传输技术
对于物联网来说，数据的传输很多时候都借助于无线，例如我们之间介绍过的Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、LoRa、NB-IoT 等等，有兴趣的朋友可以参考我之前的文章。然而，这套系统用到的无线传输技术，关键特征就是「无线网络自我配置」。
我先介绍一下该系统无线传输的基本过程。传感器采集的数据，将会通过一个复杂的无线传输系统发送。首先，分配器的信息会通过蓝牙4.0 LE（低功耗）协议，传输到最近的“洗手间控制模块”（WCU）。
下面，就是关键的“无线网络自我配置”的实现。每个 WCU 即是一个数据采集点，又是一个通信节点。他们分布于整个建筑并且相互联网。然而，德国弗劳恩霍夫协会集成电路研究所开发的 s-net® 无线技术，在其中起到了关键作用，它让无线网络能够自我配置。网络中的每个WCU，都能「自主」决定将给哪个设备发送数据。
对此，弗劳恩霍夫协会的专家 Wieland 解释道：
“如果特定的模块发生故障，或者由于一些原因无法访问，WCU会将它的数据发送到另外一个模块。”
所以，这个无线网络可以自动补偿缺陷的设备或者传输路径上的任何干扰。一旦所有的数据采集完毕，传输链上最终的WCU将整个数据包（再次通过s-net®技术）发送至大楼外部的网关。
然后，每个洗手间的运营信息，将通过蜂窝网络发送至海特斯的服务器，可视化的显示在用户界面显示器。值班主管可以根据值班计划，打印出洗手间的信息，或者将信息发送至员工的平板电脑。或者，在洗手间入口处的显示屏上，显示洗手间目前的需求。
图片来源：CWS-boco International GmbH
商用测试
“CWS 洗手间信息服务”系统的开发阶段已接近完成，对于一些试点客户的实地测试工作在2017年第一季度展开。CWS-boco 将向市场投放这套系统。这套系统最大的优势在于它的灵活性。
对此， 海特斯国际的数字化业务主管 Jens Einsiedler 评论说：
“我们将新设备和他们自己的传感器系统集成。很多产品，从洗手液分配器到厕纸架和垃圾桶，都可以嵌入传感器并且集成进系统。”
技术优势
这种低功耗的s-net®具有自组织性，所以可靠性很高。不仅如此，它的传输频率是868 MHz，具有很好的传输特性，它可以轻易地穿墙，这对于复杂的大厦十分管用。
市场应用
科研人员们不仅考虑洗手间服务，也将会让基于传感器的 s-net® 技术推广到更多的应用领域。Wieland 解释道，“系统适用于任何使用传感器采集和传输数据的情况。”
作为物联网技术的一部分，这种无线传感器网络技术，应用前景十分广阔。对于农村来说，它可以十分高效的监测农田。对于城市来说，它可以用于监测水质，也可以监测建筑物和桥梁的稳定性。对于健康领域来说，它可以集成到纺织品中，监测病人在物理治疗过程中的运动情况。
所以，它可以用于「智慧农业、智慧城市、智能家居、医疗电子、可穿戴」等各个领域。同样，未来这项技术也有望成为「工业4.0」的一个选择。无线传感器可用于监测生产企业、机器和车间的状态，并且在这个基础上，利用这些数据来解决生产过程中遇到的问题。
与此同时，Wieland 和他的团队也正在致力于一个更加切合实际、更加有效的项目：「罗伊特林根市步行街的垃圾桶中垃圾状况的监测」。
参考资料
【1】https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2017/march/wireless-sensor-systems-prevent-soap-etc--topped-up.html
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