專利名稱：用于測量并監視盥洗室中溢出或濕潤情況的系統和方法
相關申請本申請作為繼續部分申請(Continuation-In-Part，CIP)要求于2004年12月17日提交的，題目為“System and Method for Measuring，Monitoring and Controlling Washroom Dispensers and Products(用于測量、監視和控制盥洗室分配器和產品的系統和方法)”的美國專利申請序號11/015346的優先權，并且作為繼續部分申請(Continuation-In-Part，CIP)要求于2003年12月31日提交的，題目為“Dispenser withElectronic Sensing Device to Control Delivered Sheet Length(帶有電子感測設備以控制被遞送薄紙長度的分配器)”的美國專利申請號10/750238的優先權。為了各種目的，申請號為11/015,346和10/750,238的申請在此被全文引用以供參考。
背景技術：
在各種公共建筑或設施中，盥洗室馬桶和水池的溢出是一個主要問題，其原因在于這種情況可能會導致盥洗室關閉以及昂貴的清理費用，更不用說對顧客和建筑物內的住戶所造成的的不便了。建筑物管理者和看管人/維護人員根據寄希望于檢測溢出情況所導致損害和停工時間并使之最小化的周期性調度，打掃并監視盥洗室設施是繁重、費時且常常是無效的任務。在具有多個公共盥洗室的相對較大的建筑設施中，需要相當數量的人力來監視所有設施。看管人和維護人員可能花費他們工作日中的相當一部分來簡單地巡邏盥洗室設施，但是即便以相對較高的頻率進行訪問(即，每小時一次)，也可能由于干擾以及未檢測出的溢出情況而導致顯著的損害。
情況常常是，盥洗室設施中的積水可能會從除溢出的馬桶或水池之外的來源蓄積。例如，固定供水線路的泄漏或斷開，或者損壞或破壞的固定設備可能會導致這種情況。任何公共設施特別是盥洗室地板上的積水會產生明顯的健康和安全問題。在這方面，盡管可以進行顯著的努力來防止或檢測到將從馬桶或水池中出現溢出情況，然而水依舊可能會不可避免地蓄積在盥洗室中，特別是在諸如馬桶底座周圍或水池下面之類的偏僻或隱藏位置中。如果留有未發現的水，那么可能會導致損壞盥洗室并且使其停工，并且對工作人員和顧客來說存在潛在的危險或不健康的環境。
損壞以及其它不希望的環境通常還可能由于設施內自然出現的潮氣或凝結情況而導致，特別是在沒有足夠通風的相對潮濕的情況下。潮氣和凝結累積通常可能長時間都不會被發現，但是可能產生顯著的發霉、生霉和發臭問題，也會產生安全和健康問題。
為了允許其他系統在商業和居住地產中高效運行，已發現實時信息的遠程收集和使用是理想的。例如，為了提供安全、高產的環境并在商業和居住房產中維持居住者的滿意度，已經開發了安全系統、消防系統以及加熱通風和空調系統(heating ventilation and airconditioning systems HVAC)的實時測量、監視以及控制。然而，這種進展通常并未以可接受而現實的方式被應用于盥洗室設施，特別是用于遠程檢測并監視公共設施尤其是盥洗室中的溢出情況、積水、潮氣和凝結情況。

發明內容
本發明的各個特征和優點將在隨后的描述中部分地進行闡述，或者根據所述描述是顯而易見的，或者可以通過實施本發明學習到。
本申請是一并待決且共同擁有的題目為“System and Method forMeasuring，Monitoring and Controlling Washroom Dispensers andProducts”的美國專利申請序號11/015,346的CIP申請。所述’346申請(為了各種目的，其內容被引入于此以供參考)描述了用于檢測并遠程監視休息室內的各種情況的各種系統和方法，所述各種情況諸如由各自的傳感器單元所檢測的產品使用、產品短缺情況等。所述傳感器單元經由數據通信單元與遠程盥洗室監視站(有線或無線)通信。所述盥洗室監視站可以包括任何種類的視頻和音頻顯示器，用于從傳感器單元接收并傳送所檢測的參數。所述盥洗室監視站還可以被配置為經由數據通信單元與傳感器單元通信，以遠程控制或調節傳感參數或操作功能。
所述’346申請還描述了示例性實施例，其中所述傳感器單元包括用于根據例如來自馬桶或水池的溢出來檢測并監視盥洗室中水的存在的傳感器。應當理解，“馬桶”意指包含任何常規的便桶或小便池，包括墻壁上安裝的和在地上安裝的小便池。數據通信單元可以與溢出傳感器無線通信。此外，可以包括盥洗室監視站并且其可以與數據通信單元無線通信并且經由所述數據通信單元與溢出傳感器無線通信。所述盥洗室監視站可以被配置成當溢出傳感器檢測到存在水時指示水的存在，包括產生警報信號。溢出傳感器可以從各種傳感器中進行選擇，所述傳感器包括潮氣檢測器、壓力傳感器和/或浮控開關(floatswitch)，但并不局限于此。
本申請涉及各種獨特的傳感設備和系統，可以用于檢測盥洗室或任何其它設施中的溢出情況，其中來自馬桶、水池等的溢出是問題所在。本申請的傳感設備可以特別用于’346申請中所描述的遠程監視系統中，但并不局限于在這種系統中使用。本發明包含單獨使用溢出傳感器，或將其作為任何類型的更加復雜的監視系統的組件。
在本發明的特定實施例中，提供了一種用于從諸如馬桶或水池之類的盥洗室固定設備檢測實際出現或逼近的溢出情況的系統。所述系統包括溢出傳感器，與所述固定設備一起配置在一位置，用于在水溢出所述固定設備之前檢測所述固定設備內水位的異常上升；數據通信單元與溢出傳感器通信，并且盥洗室監視站與所述數據通信單元無線通信并且經由所述數據通信單元與所述溢出傳感器通信。依照這種方式，所述盥洗室監視站可以被配置成當溢出傳感器檢測到存在水時指示水的存在。所述盥洗室監視站可以是被配置成監視多個不同盥洗室的遠程集中站。
溢出傳感器可以被配置成與數據通信單元無線或有線通信。關于各個組件位置，無線通信提供了各種好處，但是傳感器要求獨立的電源。
在特定實施例中，盥洗室包括多個馬桶和水池固定設備，每個馬桶和水池至少與一個溢出傳感器相關聯。每個傳感器由盥洗室監視站的唯一標識或位置標簽來標識，從而可以容易地識別并定位報警傳感器。此標簽例如可以是電子簽名等。
溢出傳感器可以依照各種方式來配置，并且通常包括檢測器、電源和控制電子器件。可以在緊密封裝中提供這些組件，包括檢測器，或者所述檢測器可以放置于遠離控制電子器件封裝(即，處理器，電源電路、通信電路等)之處。由于在電子器件封裝能夠被置于保護空間中，所以此實施例可能是所希望的的。所述檢測器可以與電子器件封裝無線或有線通信，并且可以包括專用的電源或經由所述電子器件封裝來提供電力。任意數目的適當配置均處于本發明的范圍之內。
在特定實施例中，溢出傳感器與馬桶配置在一起并且包括遠程檢測器，所述遠程檢測器被定位來檢測便盆內水位的異常上升。控制電子器件被作為與馬桶座圈一起配置的封裝來提供。例如，所述封裝可以被嵌入在馬桶座圈內。例如，可以通過可拆卸蓋板等來提供對所嵌入封裝的完整或部分訪問。在候選實施例中，可使用包括粘合劑、掛鉤和回形(hook-and-loop)材料、機械夾子或扣件等的任何常規手段，來把控制電子器件附著到馬桶座圈的下側。
為了提供在固定設備之間的設計差異，檢測器在固定設備容器內的高度是可調整的，所述固定設備容器諸如便盆或腔。此特征可以借助各種手段來實現，包括借助可拆卸及可再用裝置來安裝檢測器，所述裝置諸如可松開且可再用的粘合劑。在候選實施例中，可以使用機械配置，諸如滑動導軌或凹槽，其中沿著所述滑動導軌或凹槽來調節檢測器。在這方面可以使用各種機械配置。
可能希望這樣安裝溢出傳感器的檢測器組件以使得它不會被盥洗室顧客看見。例如，所述檢測器可以具有一定大小和安裝能力以便被安裝在便盆邊的下側上。
在本發明的范圍和精神內，各種發電方案都是可以的。相對于溢出傳感器，主要電源可以包括電池、到建筑物主電源系統的連接等。在特別獨特的配置中，至少一個太陽能(光致電壓)面板被配置為向溢出傳感器傳送電力。這些面板在本領域中是公知的，并且在各個應用中響應從任意數目的光源所接收的光來發電，所述光源諸如盥洗室內的光照情況。太陽能面板可以提供電力來為溢出傳感器中的主要電池再次充電，或者可以直接為所述傳感器操作提供的主要電源。在盥洗室內光照低的情況下，調整器可以把電源切換到諸如電池之類的備用電源。太陽能面板可以設置于盥洗室內任何便利的位置，以便根據現有的光照明情況來高效地發電。
在候選系統中，可以由一個或多個運動發電機來向溢出傳感器提供主要或備用電源，所述運動發電機可操作地與盥洗室內的部件配置在一起，所述部件被盥洗室的顧客規律地從一個位置移動到另一個位置，諸如隔間門、馬桶座圈或蓋板、柜門等。所述運動發電機可以是在本領域中已知用于根據設備移動來產生電力的任何一個設備或其組合，并且可以包括直流發電機、動力發電機等。運動發電機設備可以用來向主要可充電電池提供點滴式充電(trickle charge)。
在本發明的范圍和精神內，各種類型的液位檢測器都可以被用為溢出傳感器，包括常規的壓力檢測器、電容式檢測器、電感式檢測器、溫度傳感器、諸如浮控開關之類的機械裝置等。在特定實施例中，所述溢出傳感器包括超寬帶(UWB)檢測器，其能夠穿過固定墻壁或容器來“看見”。例如，檢測器可以被看不見地安裝在便盆后部外表面或在水池柜下面的水池上，并且能夠檢測到便盆或水池內水位的異常上升。
在又一實施例中，溢出傳感器可以包括調諧頻率振蕩線路，用于在達到固定設備內的預定水位時產生可檢測的頻移。此頻移可以被監視并檢測為逼近溢出情況的警報條件。
在又一實施例中，溢出傳感器可以包括超聲波液位檢測器，其被配置用于發送和接收從固定設備容器的上升的水所反射的超聲波能束。
溢出傳感器還可以是激光設備，被定位來把光束發送到盥洗室固定設備容器中，諸如水池或便盆。可以根據在發送和接收所反射光束之間的時間延遲或根據在發送和接收光之間的相移來確定容器內的水的高度。為此可以使用各種商業激光傳感器。激光發送器/接收器可以被安裝在各自盥洗室固定設備上的天花板或墻壁上，或者安裝在其它任何方便的位置。
預計在依照本發明的系統中所使用的各種溢出傳感器是用于發送諸如超聲波、UWB之類的信號或波束的有源器件以及上述激光傳感器。所有這些設備可以以連續的脈沖頻率進行發送，或者保持休眠直到被盥洗室中的事件所觸發，諸如沖馬桶或使用水池，打開隔間或盥洗室門，或者檢測到所述盥洗室內的移動或人。此配置的結果是非常少的能量消耗并且延長了各個組件的壽命。
許多現代的盥洗室設施利用自動觸發的固定設備。例如，許多公廁現在利用紅外線(或其它傳感技術)來在檢測到顧客并且在其隨后離開檢測區域之后自動沖洗馬桶。同樣，當在檢測區域內檢測到顧客的手時可以自動地啟動水池龍頭。配置具有這些自動固定設備的盥洗室監視系統使得可以在休息室內檢測到溢出或積水的情況下隔離所述固定設備或使其無效，均處于本發明的范圍和精神內。例如，溢出傳感器可以指示特定的馬桶或水池即將溢出或者已經溢出。由盥洗室監視站綜合控制固定設備可以允許手動或自動使目標(subject)固定設備失效從而停止溢出情況以防惡化。為此，盥洗室也可以裝備有遠程控制的絕緣或供給閥，所述絕緣或供給閥由盥洗室監視站控制。可以向每個固定設備提供可控制的閥，或者可以向多個固定設備分配單個閥。
如所提及，盡管最大努力地監視溢出情況，然而它們仍然可能會未被檢測到并且導致水流到盥洗室設施的地板上。水或潮濕還可能由于泄漏、供應管線破裂、破壞行為、凝結以及任何其它來源所產生。在這方面，把傳感器集成到盥洗室監視系統中以便檢測并警告這種情況的存在也處于本發明的范圍和精神內。應當理解，術語“水”或“潮濕”可交換地使用，并且旨在包含任何可檢測的液體量而不考慮其來源。
用于檢測在設施地板上潮濕的一個實施例利用溫度傳感器，用于對由于把潮濕引入被監視區域的結果所導致的所述區域熱特征的變化而作出反應。在這方面可以利用各種溫度傳感器。在特定實施例中，所述傳感器是紅外傳感器，用于監視在一個或多個盥洗室固定設備周圍的溫度。如果所測量的溫度在所定義時段期間內波動于閾值以上，則由盥洗室監視站產生用于表明在被監視區域中可能有水存在的警報信號。優選地，利用所預期的變化情況來自動校準傳感器，所述變化情況可能會導致溫度波動，諸如HVAC系統。還校準傳感器以免在正常工作情況下發出警報，諸如顧客在洗手之后甩落他們手上的水。
在另一實施例中，所述傳感器被配置為檢測在盥洗室地板上的導電被監視區域中由于地板上的水而導致的電特性變化。所述被監視區域包括導電部件陣列或圖案，所述部件對水的存在作出反應并且產生可檢測的電特性，所述電特性由相關聯的傳感器單元來監視。例如，在一個實施例中，如果水或潮氣橋接在部件之間，那么導電部件可以定義閉合的開路。傳感器單元檢測到閉合回路并且與盥洗室監視站通信。作為選擇，導電部件可以定義由于把水或潮氣引入被監視區域中而短接或改變的閉合回路。傳感器單元檢測到所改變的電特性，例如電路的電阻抗或電阻，并且向監視站傳送警報信號。
可以使用各種配置的導電部件來構建被監視區域。例如，導電材料回路可以在固定設備基座周圍或在水池區域附近定義被監視區域的邊界。所述回路可以被暴露在地板表面上，使得跨過在所述回路上任何兩個點之間的水產生可檢測的回路。在候選實施例中，所述回路可以被電絕緣，并且可以在所述回路內處置暴露導電部件的任意所需圖案。導電部件可以被直接形成到地板材料中，或位于墊子、襯墊(pad)中，或者地板上任何所需位置的其它可移動部件中。可以使用所述部件來構建有吸引力的地板設計，或者把所述部件布置到現有的地板設計中以便使之難以從那里區分。所述襯墊可以包括電絕緣基礎材料，其上處置有導電部件的網格或圖案。
襯墊或其它導電部件布置包括傳感器控制封裝，其也以連續或周期速率向所述部件提供電力。傳感器單元被配置為根據所使用的感測原理來監視并檢測電特性的變化。例如，控制封裝可以檢測穿過所述部件的電路閉合，或者在閉合電路中的導電變化(例如，電阻或電阻抗變化)。每個襯墊或被監視區域可以具有專用的傳感器控制封裝，或者單個控制封裝可以被配置為通過多個襯墊或區域循環。所述控制封裝都與盥洗室監視站通信。
可以利用控制邏輯電路或算法根據警告襯墊或區域的序列和計時來檢測水在地板上的位置、流速或者水的移動方向。
在特定實施例中，被監視區域包括依照對稱圖案布置的暴露導電聚合珠子的圖案或者作為任何所需表面圖案的一部分，包括徽標或徽章。所述珠子可以沿著電路的不同開路引線被電鏈接或連接，使得在相鄰引線的珠子之間的水閉合電路，所述閉合電路由傳感器單元進行檢測。為此可以使用各種圖案或設計的珠子。在候選實施例中，可以在其中珠子彼此電絕緣但是均電連接到公用電路(諸如帶電板)的圖案中布置所述珠子的圖案。橋接任何暴露珠子的水會改變可檢測的電路特性，所述特性由傳感器單元進行檢測。
如同其它實施例的情況一樣，與導電部件或襯墊相關聯的傳感器單元的檢測閾值是可調整的且可被校準以免在正常操作環境下發出警報，包括標準溫度和濕度情況。
如同溢出傳感器的情況一樣，水或潮濕傳感器還可以通過盥洗室監視站與自動固定設備控制器或隔離閥集成。
下面參考在附圖中所表示的實施例來更加詳細地論述本發明的各個方面。


在說明書的其余部分中，參考附圖更為詳細地為一個本領域普通技術人員闡明了本發明的完整且可行的公開內容，包括其最佳方式，其中圖1是依照本發明示例性實施例的在盥洗室傳感器單元、數據通信單元和盥洗室監視站之間邏輯關系的示意圖。
圖2是依照示例性實施例的數據通信單元的內部布置的示意圖。
圖3是依照本發明示例性實施例的在馬桶和水池溢出傳感器單元、數據通信單元、盥洗室監視站及其它組件之間的示例性關系的示意圖。
圖4是依照本發明的監視系統可以使用的溢出傳感器單元的示例性內部布置的示意圖。
圖5是依照結合依照本發明的溢出傳感器的系統的示例性實施例，用于監視、報告并分析各個盥洗室組件和情況的系統的示意圖，所述情況包括溢出情況。
圖6A和6B是在結合溢出傳感器的被監視盥洗室內的馬桶的概念插圖。
圖7是在結合溢出溢出傳感器的被監視盥洗室內的水池或梳妝臺的概念插圖。
圖8是用于圖6A和6B的馬桶的供電方案的概念插圖。
圖9是用于在依照本發明的被監視盥洗室中監視馬桶和水池的溢出情況的候選實施例的概念插圖。
圖10是用于監視在依照本發明的被監視盥洗室的地板上水或潮氣的實施例的概念插圖。
圖11是依照本發明示例性實施例的在馬桶和水池溢出或水傳感器單元、數據通信單元、盥洗室監視站及其它組件之間的示例性關系的示意圖。
圖12是用于監視在依照本發明的被監視盥洗室的地板上水或潮氣的實施例的概念插圖。
圖13是在圖12所示的水監視系統中可以使用的水傳感器襯墊的透視圖。
圖14是水傳感器襯墊的候選實施例的透視圖。
圖15是水傳感器襯墊的候選實施例的透視圖。
在本說明書和附圖中附圖標記的重復使用意指表示本發明相同或類似的特征或元件。
具體實施例方式
現在將詳細地參考本發明的實施例，在附圖中圖示了其中的一個或多個示例。每個示例用來解釋本發明，而并不意味著對本發明的限制。例如，被作為一個實施例的一部分而圖示或描述的特征可以與另一實施例一起使用以便再產生第三實施例。本發明旨在包括這些及其它修改和變化。
圖1是盥洗室監視系統的示意圖，其可以使用任何方式和組合的傳感器，用來監視并測量盥洗室內的各個參數，包括可能由備用馬桶或水池所引起的溢出情況。應當理解，術語“盥洗室”意指包括其中提供有水池或馬桶的任何設施、房間等，并且例如可以包括廚房或休息室區域、看管室、公共或私人休息室、實驗室，以及通常要防止或迅速發現其中溢出情況的任何位置。在圖1中，整個系統包括多個傳感器單元(SU)1014、數據通信單元(DCU)1038和盥洗室監視站(WMS)1040。相同或不同的SU 1014的任何數目和組合可以唯一地位于各自的盥洗室1042、1044內以檢測潛在的溢出情況。下面將更為詳細地描述溢出SU 1014。
在圖1的示例性布置中，六個SU 1014中的每個與一對DCU 1038中的任一個通信。典型情況下，一個盥洗室1042、1044內的SU 1014與相同的DCU通信。然而，應當理解，此布置可以取決于DCU 1038與SU 1014的接近度，特別是為了無線通信。使得盥洗室可以跨過一個或多個DCU 1038的其它布置也是可以的。作為選擇，依照各個示例性實施例，多個盥洗室可以與單個DCU 1038通信。
DCU 1038可以使用在本領域中已知的標準通信機制和協議來互相通信。所述系統可以從與DCU 1038通信的遠程盥洗室監視站(WMS)1040來監視。WMS 1040顯示關于每個SU 1014和DCU 1038的狀態的信息，包括工作狀態、功率級、警報情況、位置、傳感器標識等，但并不局限于此。WMS 1040可以是在個人計算機(PC)(具有包括但不限于依照各種格式打印報告并輸出數據的功能)上運行的專用應用程序。WMS 1040還可以立基于運行web瀏覽器的PC周圍，在所述web瀏覽器中，系統中的每個DCU 1038供應包含有關于所述系統中SU 1014和DCU 1038的信息的網頁。另外，WMS 1040的全部或部分功能可以包括在專用的顯示單元內。
圖2是DCU 1038的內部布置的示例性實施例。DCU 1038的電子設備可以由任何適當的電源1048進行供電。DCU 1038包括可以被連接到各個通信元件的處理器1050。處理器1050執行控制功能和程序，在此實施例中，所述控制功能和程序可以被存儲在芯片中，并且用來經由適當的第一通信元件1046來控制和處理用于各個SU 1014的數據，其中所述芯片嵌入在所述處理器1050內的印刷電路板上。通信元件1046是具有有線和無線能力的收發器。通信元件1046所采用的標準與SU 1014通信相匹配。
第二通信元件1052可以專用于與其它DCU 1038和WMS 1040通信。第二通信元件1052是基于以下一個或多個標準的，包括IEEE802.3i(Ethernet 10BaseT)和IEEE 802.11b(11Mhz WiFi)，但并不局限于此。依照這種方式，可以使用標準的聯網技術來連接DCU1038。DCU 1038通信經由諸如TCP/IP之類的適當網絡協議運行。這允許在每個DCU 1038內結合HTTP網絡服務器，使得可以向位于網絡中的web瀏覽器供應網頁。DCU 1038可以經由標準的RJ45插口連接到局域網(local area network，LAN)。使用web瀏覽器使用戶能夠導航通過在DCU 1038中所包含的信息。為了確保只有授權用戶可以訪問DCU 1038中的信息，可以在網絡服務器中實現口令保護。可以使用PDA以便顧及有關用戶可以訪問DCU中信息的位置的靈活性。
第三通信元件1054專用于使DCU 1038能夠被配置以便操作的通信。第三通信元件1054基于包括EIA RS232的一個或多個標準，但并不局限于此。使用非易失性存儲器1056來存儲配置信息，使得DCU1038在斷電期間保持配置及其它有用信息。DCU 1038具有唯一識別器1058從而允許DCU 1038被定位并標識。
應當理解，在盥洗室監視系統內的任何組件組合之間的無線通信可以使用任何已知的通信技術，諸如Wi-Fi(無線保真)和Bluetooth(藍牙)。
在圖3中所示出的盥洗室監視系統的操作的示例性實施例被配置成用于監視第一盥洗室1042和第二盥洗室1044中的各種潛在溢出情況。第一盥洗室1042配置有馬桶溢出傳感器1090、1092和水池溢出傳感器1094。同樣，第二盥洗室1044配置有馬桶溢出傳感器1096、1098和水池溢出傳感器1100。可以為盥洗室內的每個馬桶和水池定位適當的傳感器。每個傳感器被配置為具有相同或不同的檢測機制、無線發送器和電源的SU 1014。發送器以最大輸出電平1mW在范圍是902MHz到920MHz之間的FM頻率操作。
來自每個盥洗室1042和1044的SU向獨立的DCU 1102和1104進行發送。每個DCU 1102和1104具有相應的無線接收器。圖3示出了設施管理套件，其一部分包括WMS 1040。WMS 1040與DCU 1102和1104通過交換設備或集線器102經由10BaseT以太網通信。WMS1040還被連接到標準的電話網絡1110，使得可以向由看管人或維護人員所攜帶的蜂窩電話1112發出相關警報。
在此實施例中，DCU 1102和1104的功能是接收并處理來自SU1090、1092、1094、1096、1098和1100的信號。每個DCU 1102和1104把用于表明所檢測到的實際或潛在溢出情況或傳感器故障(即，電源供應不足)的警報中繼到WMS 1040。另外，每個DCU 1102和1104包括網絡服務器，從而可以從在附于網絡的計算機1106上運行的web瀏覽器中觀看信息。如果所述網絡被連接到因特網，則可以遠程觀看所述信息。
如所提及，WMS 1040的功能包括依照其配置來接收并處理來自SU 1090、1092、1094、1096、1098和1100的警告或警報情況。警告或警報被顯示并可以由WMS 1040來可聽見地通告。另外，可以把一些或所有警告發送到蜂窩電話1112。用于向蜂窩電話1112通告的優選方法是經由短消息發送服務(short message service，SMS)，其通常是可從大部分蜂窩電話服務供應商處獲得的功能。然而，所述系統不局限于此通告方法并且可以包括經由電子郵件、無線電尋呼的警告以及可由電話聽見的警告。
圖30的通信系統可以是雙向的，這是因為SU 1090、1092、1094、1096、1098和1100可以被PC和web瀏覽器1106、DCU 1102、1104、WMS 1040或蜂窩電話1112重新編程或控制。例如，用戶可以通過WMS 1040來調節SU的檢測頻率、范圍或其它操作參數。雙向控制可能是有益的，這是因為可以在看管人或維護人員不用實際地訪問盥洗室的情況下就遠程進行調節。
應當理解，依照各個示例性實施例，WMS 1040可以在不需要存在DCU 1038的情況下與SU 1014直接進行通信。
圖4示出了被配置為溢出傳感器的SU 1014的示例性內部布置。SU 1014包括被連接到通信電子器件1024的處理器1022，所述通信電子器件1024使SU 1014能夠有線或無線地進行外部通信。通信電子器件1024可以包括發送器或收發器。另外，依照某些示例性實施例，可以使用雙向通信。無線通信可以是基于一個或多個許可豁免標準的，包括符合FCC部分15要求的2.4GHz或915MHz的IEEE 802.15.4，但并不局限于此。有線布置可以是基于電力總線標準的，包括EIARS485，但并不局限于此。
SU 1014配置有電源1029，其可以包含電源1026和調整器1028。電源1026例如可以是電池、太陽能面板、來自設施主電源系統的AC或DC電源、機械電源并且通常可以是任何的常規電源。如果主電源出現故障，則所述電源還可以包括備用電源。例如，調整器1028可以包括電池電平傳感器，用于監視主電池1026以便確定何時要求替換掉電池。所述電池電量傳感器可以采取簡單的電壓基準的形式。如果電池電平低于所規定的電壓電平，那么調整器1028或處理器1022可以促使切換到候選電源。作為選擇，SU 1014可以由適當的外部電源來供電，或者在有線配置的情況下，所述SU 1014可以從通信總線來供電。根據所利用的檢測原理，SU 1014可以包含與處理器1022通信的發送器1030和接收器1032。SU 1014可以包括在整個系統內用來定位每個特定SU 1014的唯一識別器信號1034。處理器1022可以通過諸如在本領域中通常已知的頻率振蕩器計時電路之類的激活計時器1036來被間歇地激活。在每個SU 1014激活之后還檢查電源1026(即，電池)。如果電池電平為低，則使用通信設施來發送此狀態。在激活周期完成之后，SU 1014可以被置于低功率狀態中并且等待激活計時器再次激活處理器1022。
圖5描繪了用于檢測并監視各種情況和參數的盥洗室監視系統。在此系統或類似的系統中可以使用依照本發明的溢出傳感器。例如，用于單個水池、馬桶、小便池和/或與其相鄰的地板區域的溢出傳感器1118用來提供水溢出或泛濫情況的提前警告。溢出傳感器1118能夠被考慮周到地裝配到水池、馬桶或小便池以用于檢測水的存在。溢出傳感器可以具有與如前所述的SU 1014類似的內部結構，以便與DCU1038通信。
溢出傳感器1118可以依照任何原理組合來操作，包括潮氣或液體檢測器、壓力傳感器、機械浮控開關等。潮氣檢測器可以包括電阻橋，其中與水的接觸形成橋的一邊。所述橋能夠檢測在開路和所規定阻抗值之間的差異。壓力傳感器可以包括抗水橫隔膜，其能夠檢測在無水和浸入水中達標稱高度以上(例如2cm或近似0.2kPa)之間微小的壓力差。浮控開關可以包括附著到機械臂上的小浮標，當水位到達預定水平時，所述機械臂啟動開關。下面更加詳細地描述了附加的溢出傳感器118。
SU 1014可以被容納于防水外殼中以便保護電子器件和電池1026。在使用中，溢出傳感器1118檢測水的存在或不存在。如果水的存在持續長達所定義的、超過通常沖水期的時段，那么向與溢出傳感器1118通信的SU 1014或其它組件發信號警告。由WMS 1040向WMS1040管理員警告溢出情況并且如果出現警告，那么所述WMS 1040管理員會采取行動。這種警告可以由WMS 1040經由任意數目的便攜源1112發送，諸如PDA、蜂窩電話、尋呼機、電話等，從而看管人或維護人員不必直接監視WMS 1040。音頻設備1116(或視覺顯示設備)可以存在于盥洗室中并且與DCU 1038通信，以便在盥洗室內提供已經檢測到溢出情況的指示。
另外，可以包括用于監視和控制水流量的設備，以便確定正在聽任運轉的水龍頭、馬桶和/或小便池是否正使用過量的水。如圖5所示，DCU 1038可以與流量傳感器1130通信。此外，可以包括WMS 1040并且其可以與數據通信單元1038通信并且經由所述數據通信單元1038與流量傳感器(一個或多個)1130通信。WMS 1040可以被配置為當流量傳感器(一個或多個)1130檢測到水的流量時指示水的流量。可以從各種傳感器中選擇流量傳感器1130，包括旋轉葉片和/或差壓單元，但并不局限于此。
為了監視或控制目的，可以把SU 1014并入到在盥洗室內所使用的其它設備中，諸如廢物容器以便確定何時是空的或者檢測溢出情況。用于廢物容器1126的傳感器1128包括機械開關、紅外或其它臨近感測器件、張力計或壓力傳感器，但并不局限于此。機械開關可以被安裝到廢物容器1126的蓋子上。當廢物容器1126滿了并且蓋子和開關保持打開長達所延長的時段時，可以發信號警告。作為選擇，可以使用開關來計數蓋子已經被打開和關閉的次數。在確定的計數之后，SU 1014可以推斷廢物容器1126已經滿了，所述計數對于每種廢物容器1126類型而言是預先確定的。紅外傳感器可以被安裝到廢物容器1126的一側，并且只要用于包含廢物的襯墊是透明的，就可以使用傳感器來在廢物水平到達特定點時發信號警告。可以使用張力計或壓力傳感器來稱量廢物容器含量的重量。處于預定重量時，可以發信號警告。
進一步的增強可以提供在公共盥洗室、護士和醫生休息室以及各種保健單位、食品制備或食品加工設施中的看護站中監視并報告洗手順從性(compliance)的能力。此實施例在先前所論述的實施例上進行擴展，以便測量盥洗室業務或訪問，這是由于它們涉及產品使用并且結合控制分配器參數以及聽覺、文本或圖形提示的任何組合來提醒用戶在接觸病人或食物或其它東西前后洗手，以鼓勵、量化并報告洗手順從性。
圖5的示例性實施例具有測量產品使用的能力，如在美國專利號5,878,381；6,360,181以及6,411,920中所詳細描述的，這里為了各種目的，三者的全文被引入于此以供參考。
仍然參照圖5，第一盥洗室1042可以是男性盥洗室，并且第二盥洗室1044可以是女性盥洗室。提供了門或入口傳感器1120，隔間(stall)門傳感器1122用于確定門或隔間何時是開啟的或關閉的，或者用于檢測其移動。這種布置可以包括磁鐵以及附著于盥洗室1042、1044門或附于隔間門的相關讀取開關，以用于檢測其移動。諸如紅外或環境光傳感器之類的傳感器還可以或作為選擇被用來感測在盥洗室1042、1044中用戶的存在。事件被以時間和日期所印記，以便能夠使對盥洗室1042、1044的訪問與對例如手巾分配器1060、面紙分配器1060、肥皂分配器1088或任何其它產品分配器的使用相關。
在操作中，用戶可能會進入盥洗室1042或1044，并且使他或她的存在被傳感器1120或1122之一注意到。當個人使用手巾分配器1060或肥皂分配器1088時，產品的轉移被監視并記錄。這種分析的結果可以被進一步存儲在分配器1060或1088的存儲區域中以用于進一步分析和/或獲取。當用戶離開盥洗室1042、1044時，這種移動也被上述傳感器1120或1122之一所記錄。用于在盥洗室1042或1044中監視個人的傳感器可以被配置使得能夠經由本領域普通技術人員通常已知的機制來檢測并辨別盥洗室的單個用戶的身份，所述機制包括RFID技術或條形碼，但并不局限于此。于2004年9月27日提交的題目為“A DeviceFor Encouraging Hand Wash Compliance”的美國專利申請序號10/950,965示出了可以實施洗手順從性的各個方式，這里為了各種目的，其全部被引入以供參考。
在用戶進入盥洗室1042或1044、進入并離開隔間和/或離開盥洗室1042或1044而并未發生相關的手巾1060和/或肥皂分配器1088事件的情況下，系統可以利用聽覺模塊1116或視覺顯示設備來連續地或間歇地發送提示或者設置為廣播。相對于聯網設備，管理員可以調節所述設備的特定參數，諸如在每個消息之間的時間間隔、音量、性別語音、多種語言等，但并不局限于此。系統管理員經由WMS 1040可以在任何時間改變音頻信息。
用于沖洗小便池的自動設備通常使用紅外檢測器來確定所述小便池或馬桶何時已被使用。結合SU 1014的這種設備能夠發信號表示其使用，并且利用如先前所描述的盥洗室顯示或聽覺提醒信號來提示用戶在離開盥洗室1142或1044之前洗手。系統管理員經由WMS 1040可以在任何時間改變聽覺和/或顯示信息。可以由WMS 1040的管理員實時地監視傳感器的功能、統計數值、分配器的重新充滿狀態等。
用于識別個人的各種方法對于本領域普通技術人員是已知的，諸如RFID、條形碼或小鍵盤輸入，但并不局限于此。可以在簡檔(profile)中維護個人身份，所述簡檔可以經由WMS 1040訪問，在所述WMS1040中監視所述個人身份并實時發送警告。示例性實施例提供了在可以經由WMS 1040訪問的簡檔中維護個人身份的能力。考慮周到的消息可以被發送到個人的蜂窩電話1112、尋呼機等，以便在他們離開盥洗室1042或1044之前提醒他們還沒洗手。
圖6A和6B在概念上圖示了溢出傳感器1118的實施例，其與常規的馬桶2000配置在一起，用于檢測由于馬桶堵塞所導致的逼近溢出情況。例如，可以與圖5的盥洗室監視系統和配置一起來使用所圖示的實施例。溢出傳感器1118可以具有上述SU 1014的電子配置。在圖6A的實施例中，溢出傳感器1118的電子組件被嵌入馬桶座圈2010內并且與溢出檢測器2012通信，優選經由如上所述的無線通信。嵌入組件可以在馬桶座圈2010的制造期間被永久地嵌入，并且例如可以通過座圈2010下側的蓋板來提供對所述組件的訪問，用于替換電源或維修傳感器。另一方面，整個電子器件封裝可以從座圈內部拆卸下來。在又一實施例中，電子器件封裝(除電源之外)可以被永久地并不可拆卸地形成在座位2010中。
溢出檢測器2012策略上(strategically)位于便盆內來感測便盆內水位的異常上升。例如，檢測器2012可以由包括粘合劑的任何常規裝置附著到便盆壁或者便盆邊2018的下側上以免被看見。如在圖6A和6B中所示，當遠離于傳感器1118定位時，檢測器2012可以與傳感器處理器無線通信(圖4)并且包括其自己的電源。
圖6B圖示了其中溢出傳感器1118的電子器件封裝在外部附著到馬桶2000的組件的實施例，例如附著到馬桶座圈21010的下側。此實施例可能是所需的，這是因為它允許改變現有的馬桶，或者把傳感器1118并入到任何形式的常規馬桶中。傳感器封裝1118可以借助任何常規裝置來附著，包括粘合劑、夾子、掛鉤和回形扣等。在所圖示的實施例中，提供防水膠性襯墊2014用于附著傳感器封裝1118。襯墊2014也可以是掛鉤或回形材料，用于與傳感器封裝118上的互補回形或掛鉤材料緊密配合。在其中傳感器封裝118暴露的實施例的情況下，可能希望封裝或保護所述封裝免受其操作環境、破壞行為等的影響。應當理解，根據在檢測器2012和傳感器封裝1118之間的通信鏈路，封裝118可以位于馬桶的遠處和隱藏位置，諸如水箱內，甚至遠離于馬桶2000。還為傳感器封裝1118的各個位置選項提供了在組件之間的有線通信路徑。
還可能希望調整檢測器2012在便盆內的水平或高度，或者其它位置，以便解決馬桶幾何形狀和容量的變化問題。此特征可以通過重新附著檢測器2012來簡單地實現。例如，可以用可再用的粘合劑來可拆卸地附著檢測器。在所圖示的實施例中，檢測器2012被滑動安裝在獨立地附著到便盆上的軌道2016上，所述軌道2016具有對應于檢測器2012的調節范圍的長度。在候選實施例中，可以在便盆壁中定義溝道，檢測器2012可在所述溝道內滑動。
圖7在概念上圖示了結合任何形式的水池站2020使用溢出傳感器1118來檢測水池2024內水位的異常高度。就像圖6A和6B一樣，傳感器1118的電子器件封裝部分可以被嵌入在水池柜臺2022內，在柜臺2022上，在柜臺2022下，或在其它任何所需的位置。可以向傳感器封裝1118提供任何訪問度(degree)。如上所述，傳感器118可以包括遠程定位的檢測器2012，其例如借助軌道2016、溝道、可松開的粘合劑等可在水池2024內可變地定位。
應當理解，可以理解其中檢測器是傳感器封裝1118的整合組件的實施例。這種配置可能會要求考慮位置來確保傳感器1118不會妨礙馬桶或水池的工作。
應當理解，檢測器2012的類型并非是限制特征，并且利用各種檢測原理的檢測器2012均可以使用，包括電導、RF場衰減、來自水表面的光反射、由引入水的溫度變化所導致的溫差檢測(例如，紅外檢測)、壓力檢測、機械級檢測器(例如，浮控開關)等。任意數目的常規檢測器是已知的并且可以使用，包括在商業上已知的水箱液面監視系統。如上相對于圖4所述，作為發送器和接收器(“收發器”)操作的檢測器提供了許多操作上的優點，這是因為檢測器2012不必在物理上與溢出的水相接觸。
在特定實施例中，溢出傳感器是有源器件，其利用發送器來發送指向被監視區域的波束。所反射波束的特性被檢測并被測量為異常的高水位甚至有水存在的指示。例如，在特定實施例中，檢測器2012是超聲波臨近傳感器，其使用變送器來發送并接收高頻率的聲音信號。當目標(例如，上升水)進入波束時，聲音被反射回到傳感器，使它將輸出電路通電或斷電。可以使用可買到的超聲波級傳感器，諸如由佛羅里達州的Boca Grande的Automated Sonix公司制造的超聲波級發送器(Ultrasonic Level Transmitters)，包括型號UL-100、Sonix-40、Sonix-50和Sonix-60。賓夕法尼亞州的Horsham的AMTEKDrexelbrook提供了Veri GAPTM超聲波間距交換機，用于提供高/低液面表示。伊利諾斯州的Woodstock的Migatron公司提供了超聲檢測器(型號為RPS-412A)，也用于監視并補償溫度、相對濕度、大氣壓及影響聲速的其它因素。
可能希望使用超寬帶寬(UWB)檢測器來穿過便盆或水池來檢測水位，使得溢出傳感器單元1118的組件都不是可見的，從而保護傳感器1118免受環境、破壞行為等的影響。UWB技術使用廣譜無線電能量的一系列精確計時脈沖來發送信息。依照這種方式，通過按照秒的小數部分來推進或延遲數字脈沖來發送數字信息。盡管諸如便盆或水箱之類的固體對象可能會吸收一些無線電頻率，然而UWB發送器的廣譜確保至少表示數字脈沖的一些可檢測的頻率被發送并通過所述對象被接收回來。例如，UWB技術已經被用于制造能夠穿過固體對象來“看”的雷達。來自亞拉巴馬州的Huntsville的Time Domain公司的Pulson技術提供了UWB設備，其可以被配置而用作依照本發明的盥洗室監視系統中的溢出傳感器1118。
為了概括地評價依照本發明的監視系統的某些能力，下面將論述UWB技術的一些方面。為了詳細描述UWB技術，參考于2001年第二季度刊登于英特爾技術期刊中的“Ultra-Wideband Technology forShort-or Medium-Range Wireless Communications”。為了詳細描述UWB技術及其各種實現方式，還參考以下美國專利美國專利號6,300,903 B1；美國專利號6,218,979 B1；美國專利號6,177,903 B1；美國專利號5,832,035；美國專利號5,687,169；美國專利號5,677,927和美國專利號5,361,070。在此為了各種目的，這些專利被全文引入以供參考。
UWB是一種以非常低的功率經由寬譜頻帶發送大量數字數據的無線技術。UWB無線電具有穿過門、墻壁及其它障礙攜帶信號的能力，所述障礙易于以更有限的帶寬和更高的頻率來反射信號。UWB廣播大量數字脈沖，所述數字脈沖在持續時間上小于一納秒并且在同時計時十分精確地跨過寬頻譜。發送器和接收器必須協調以便以一萬億分之一秒的精確度來發送和接收脈沖。在已經使用的任何給定頻帶上，UWB具有如此低的功率并且被如此寬泛地展開使得其看起來僅僅像是背景噪聲。因而，UWB信號理論上不受干擾的影響，并且不會使其它設備受到干擾。UWB系統的功率消耗需求大約為常規蜂窩電話的萬分之一。
UWB系統通常擁有以下特性短持續時間脈沖；中心頻率一般在50MHz和10GHz之間；中心頻率100+％的超寬帶寬；以子毫瓦平均功率水平的數英里范圍(即使利用低增益天線)；極低的功率頻譜密度；比其它復雜無線電設計更低的成本；以及杰出的抵抗衰減及來自其它系統干擾的特性。利用UWB系統可以實現非常高的處理增益。例如，具有1ns脈沖的1千萬脈沖/秒(100ns幀)系統中的接收器只需要在預計1ns脈沖到達時“監聽”，獲得20dB的噪聲抑制。如果每個數據位設置100個脈沖，那么在整個10萬比特/秒鏈路中實現了附加的20dB增益。可以獲得40dB或更好的處理增益，使得能夠以可與周圍噪聲相當或更小的水平進行穩定數據傳輸。短持續時間脈沖具有杰出的多路抗擾性并且不會遭受常規窄帶系統的顯著衰減。
UWB技術還可以在微芯片中實現，從而特別適合于結合相對小的液面傳感器。美國阿拉巴馬州的Huntsville的Time Domain提供以PuIsOn.RTM命名的作為單個集成電路芯片組的UWB技術。美國加利福尼亞州的San Diego的PulseLINK也是UWB技術的另一商業來源。
本申請人還相信適當的溢出傳感器1118可以包括準確調諧的RF振蕩器電路，來根據在便盆或水池中所存在的水是否位于確定水平以上來檢測諧振頻移。調諧設備可以包括作為LCR電路并行或串行布置的電感器和電容器。例如，當感應線圈軸垂直于便盆的外表面時，線圈的感應系數隨著便盆中水位的上升而改變，由此導致LCR電路的諧振頻移。此頻移可以通過固定頻率調諧信號的衰減或通過檢測頻移來檢測。
圖9描繪了其中被監視的盥洗室3000使用多個有源發送溢出傳感器3118來監視馬桶固定設備3010和水池固定設備3116的實施例。溢出傳感器3118包括用于把波束指向馬桶3010的容器3112中以及水池3016的水池3114中的發送器。所反射的波束由接收器檢測并分析來確定固定設備容器是否包含異常高的水位。在一個實施例中，有源傳感器3118可以包括激光設備，其被定位來把波束發送到盥洗室固定設備容器3112、3114中。可以以發送和接收所反射光束之間的時間延遲或根據發送和接收光之間的相移來確定容器3112、3114內的水的高度。為此可以使用各種商業激光傳感器。代表性的激光傳感器可從亞利桑那州Scottsdale的Phase Laser Systems公司以及科羅拉多州Centennial的Laser Technology公司處獲得。
傳感器3118的激光發送器/接收器組件可以安裝在各自盥洗室固定設備3010、3016上的天花板或墻壁上，或者安裝在其它任何方便的位置。例如，所述設備可以安裝在天花板的凹口中，或者在所述天花板的透鏡(lenses)后面，從而其通常是不可檢測的。還應當理解，傳感器3118的電子控制封裝組件可以遠離發送器和接收器組件來定位，并且可以與之有線或無線通信。在候選實施例中，傳感器3118是完整的集成封裝。
使用圖9的實施例，為每個固定設備3010、3016提供了專用的傳感器3118。在候選實施例中，一個這種傳感器3118可以被配置為監視多個固定設備。例如，傳感器3118可以依照所設置的間隔圖案被旋轉或另外調節以便循環穿過多個固定設備。
如上所述，預計在依照本發明的系統中所使用的各種類型的溢出傳感器是上述用于發送諸如超聲波、UWB之類的信號或波束的有源器件以及激光傳感器。所有這些設備能夠以連續的脈沖頻率發送，或者保持休眠直到被盥洗室中的事件所觸發，諸如沖馬桶或使用水池，打開隔間或盥洗室門，或者檢測到所述盥洗室內的移動或人。在這方面，溢出傳感器可以與盥洗室監視系統(例如圖5的系統)的其它控制部件集成，以便被由所述系統所監視的盥洗室中的一些檢測事件觸發。此配置的結果是非常少的能量消耗并且延長了各個組件的壽命。
許多現代的盥洗室設施利用自動觸發的固定設備。例如，許多公廁現在利用紅外線(或其它傳感技術)來在檢測到顧客并且在其隨后離開檢測區域之后自動沖洗馬桶。同樣，當在檢測區域內檢測到顧客的手時可以自動地啟動水池龍頭。配置具有這些自動固定設備的盥洗室監視系統使得可以在休息室內檢測到溢出或積水的情況下隔離所述固定設備或使其失效也處于本發明的范圍和精神內。
圖11類似于上述圖3，并且包括在WMS 1040和用于自動水龍頭4000、自動馬桶4010以及遠程控制的隔離閥4012的控制器之間的通信鏈路。此鏈路可以是有線或無線的。傳感器單元1090到1100中的任何一個可以指示特定的馬桶或水池即將溢出或者已經溢出。除如上所述提供這種情況的適當警告之外，WMS 1040還可以啟動目標(subject)固定設備的自動失效以便停止溢出情況以防止惡化。所監視的盥洗室還可以裝備有遠程控制的絕緣或供給閥，諸如電磁啟動閥，其也可以由WMS 1040響應警告情況而啟動。可以為每個固定設備提供這種閥，或者可以向多個固定設備分配單個閥。
如上相對于圖4所述，由適當的電源電路1029向SU 1014(溢出傳感器1118)提供電力，所述電源電路1029可以包括諸如電池或建筑物主電源系統(其可以被從AC轉換為DC)之類的主要電源以及備用電源。圖8在概念上圖示了各種電源方案的實施例，其中圖6A的傳感器布置被提供有主要和備用電源。在此實施例中，傳感器電子器件封裝1118遠離檢測器2012。如果檢測器2012與封裝1118無線通信，則必須獨立地向檢測器2012和封裝1118提供電力。為此可以使用相同的或不同的電力來源。如果檢測器212和封裝1118有線通信，則可以如圖4中所示經由封裝1118向檢測器212提供電力。供電電路1029可以被配置為傳感器電子封裝1118的整合部件，包括主要電池或到建筑物主電源系統的連接，或者可以遠離封裝1118而定位并且被連線到所述封裝和檢測器2012。
在圖8的實施例中，使用一個或多個太陽能(光致電壓)發電面板2030來向電路1029提供電力。面板2030可以位于任何所需位置以便對盥洗室內的光作出反應，例如馬桶水箱上、墻壁上等。光致電壓面板在本領域中是公知的，并且可以使用任意數目的可買到的設備。所述面板可以產生電力作為電路1029的主要電源，或者在主要電源出現故障的情況下作為備用電源。還可以使用面板2030來向主要可充電電池提供連續的(只要光是可用的)點滴式充電。
可以通過休息室內任意數目的設備運動產生交流電源，諸如與隔間門一起配置的鉸鏈、馬桶蓋板和座圈等。例如，相對小的直流發電機可以與鉸鏈一起配置并且在每當其所附著的門或其它物體被移動時產生電力。本申請人相信適當的設備正被開發并且在本領域中被稱為微電子機械系統(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)。諸如手表、便攜燈等之類的電子組件是已知的，其借助有時被稱為“動力”電源的內部發電機通過設備的運動或移動來供電。這些動力電源還可以被配置來為溢出傳感器供電。這種設備概念上在圖8中被圖示為與馬桶蓋板鉸鏈一起配置的運動發電機2040。運動發電機2050還可以與隔間門、柜門等一起配置。發電機2040、2050可以被連接到電容器電路或經由整流電路被直接連接到可充電電池，從而利用通過蓋板或門的移動所產生的電力。
在微電池領域中也進行了改進，并且這種微型電池可以向在依照本發明的監視系統中所使用的溢出傳感器1118提供主要或備用電力的來源。例如，微電池已知由電池內的放射性同位素源來供電。
應當理解，這里所描述的任何供電方案適用于任何傳感器單元配置，包括這里所描述的溢出和水傳感器單元配置。
如上所述，盡管最大努力地監視溢出情況，然而溢出仍然可能會未被檢測到并且導致水流到盥洗室設施的地板上。水或潮濕還可能由于泄漏、供應管線破裂、破壞行為、凝結以及任何其它來源所產生。這種情況是不安全的，并且可以利用依照本發明的盥洗室監視系統來監視。
在圖10中描繪了用于檢測盥洗室設施的地板上的潮濕或積水的一個實施例。在此實施例中，盥洗室5000包括多個馬桶固定設備5010、5014、5018和水池固定設備5026。假定從這些固定設備泄漏或溢出的水會蓄積在與固定設備相鄰或其下面區域的地板上。這些區域被指代為被監視區域5012、5016、5020和5028。還可以監視其它感興趣的區域，諸如與盥洗室5000的門鄰近的區域5024。提供水傳感器來“觀察”被監視區域并且檢測可能存在的異常水量，而不考慮其來源。所述水傳感器可以安裝在天花板中、墻壁中或其它向所述被監視區域提供視線觀察的任何便利的位置。在圖10所圖示的實施例中，多個水傳感器5038、5036、5032、5034和5030被置于天花板中或在天花板上來向下觀看被監視的區域。
在水傳感器的特定實施例中，溫度傳感設備對被監視區域內由于潮濕的引入而導致的熱特征變化作出反應，所述潮濕諸如在被監視區域5012中的水5022，或在盥洗室5000入口的水5024。在這方面，可以利用各種溫度傳感器。在特定實施例中，所述傳感器是紅外傳感器。如果所測量的溫度在所定義時段期間在閾值以上波動，則由盥洗室監視站產生用于指示在被監視區域中可能有水存在的警報信號。優選地，利用所預期的變化情況來自動校準傳感器，所述變化情況可能會導致溫度波動，諸如HVAC系統。還校準傳感器以免在正常工作情況下發出警報，諸如顧客在洗手之后甩落他們手上的水的情況下。
例如在美國專利號4,800,278和4,514,631；EP 0113069和EP1384978中描述了溫度監視傳感器，所述溫度監視傳感器可以被配置來供依照本發明的系統使用。
如同圖9的實施例的情況一樣，水傳感器5038、...的電子控制封裝組件遠離發送器和接收器組件定位，并且可以與之有線或無線通信。在候選實施例中，傳感器5038、...是完整的集成封裝。還可以為每個被監視區域5012提供專用的傳感器5038、...，或者一個這種傳感器可以被配置為監視多個區域。
圖12描繪了用于監視盥洗室6000的某些區域的潮濕的另一實施例。在此實施例中，設備被置于被監視區域6018、6022、6028、6030中來檢測所述被監視區域由于水的引入而導致的導電部件的電特性的變化。在示例性實施例中，每個被監視區域6018、...包括導電部件的陣列或圖案6019、6023、6027、6031，所述導電部件對區域中的水作出反應。例如，如果水或潮氣橋接在導電部件之間，則所述部件能夠定義閉合回路。如上所述，傳感器電子封裝6020、6024、6028、6032與導電部件相關聯以便檢測所述閉合回路并且向盥洗室監視站傳送警報信號。作為選擇，導電部件可以定義被水或潮氣所短接的閉合回路。各自的傳感器電子封裝檢測所述短接并且向盥洗室監視站傳送警報信號。
優選地，導電部件在對人無危險的電壓范圍內操作，人可能會接觸所述部件或者把水引入被監視區域中。大約1到5Vdc的范圍是可接受的。
應當理解，可以使用導電材料或部件的各種配置來構建被監視區域，并且可以監視電特性的任何組合。例如，導電材料(例如，導線)回路可以在馬桶固定設備基座周圍或鄰近于水池區域定義被監視區域的邊界。導電材料可以被直接形成到地板材料中并且在所述地板材料的上表面暴露出來，從而在所述回路上的任何兩個點之間橋接的水產生可被傳感器單元檢測的短接。可以使用導電部件來構建有吸引力的地板設計，或者把所述部件布置到現有的地板設計中以便使之難以從那里區分。在候選配置中，如圖12中所示，含有導電部件的任何圖案的襯墊或墊子可以位于盥洗室地板上所需的任何位置。此實施例是所需的，原因在于所述襯墊是便攜和可替換的，并且還可以用于現有的盥洗室設施中。所述襯墊可以包括其上設置有導電部件的網格或圖案的電絕緣基礎材料。
襯墊或其它導電部件布置6019、...包括各自的傳感器單元控制封裝6020、6024、6028、6032，其也以連續或固定頻率向導電部件提供電力。如所提及的，根據感測原理，控制封裝6020可以檢測被監視區域中由于水的引入而改變的電特性的任何組合。每個襯墊或其它導電部件布置6019、...可以具有專用的傳感器控制封裝6020，如所圖示的處于馬桶6010、6012、6014下面的襯墊，或者單個控制封裝6032可以被配置為通過多個襯墊6031循環，如所圖示的與水池6016相鄰的襯墊。如上所述，控制封裝都與WMS通信。
WMS可以實現控制邏輯電路或算法，用于根據警告襯墊或其它設備在被監視區域中的序列和計時來檢測在地板上所檢測水的位置、流速或者水的移動方向。
參照圖13到15，在特定實施例中，被監視區域6018包括導電部件7012、7014、7010的網格式圖案。在所圖示的實施例中，所述網格包括依照對稱圖案布置的暴露導電聚合珠的圖案，或者作為任何所需表面圖案的一部分，包括徽標或徽章。“珠子”可以是不同導電材料的任何形式。在圖14和15的特定實施例中，珠子7010沿電路的不同開路引線7014、7012被電鏈接或連接，所述電路從傳感器封裝6020供電。珠子7010可以借助任何適當的導電材料來電連接，所述珠子至少在地板表面上保持暴露。在珠子之間的導電鏈路可以被形成在地板材料中，或者被形成在絕緣墊子或襯墊中。利用這些實施例，如果把足夠的水7016引入被監視區域6018中，使得水在開路的相鄰引線的珠子7010之間的間隙橋接以形成閉合回路并且被傳感器封裝6020所檢測。為此，可以使用珠子7010的各種圖案設計，并且圖13和14的設計只是說明性的。
應當理解，圖13和14的實施例的操作并不取決于導電珠子的使用，而是可以使用任何導電部件或材料來定義開路引線。例如，引線7014和7012可以由暴露導電材料的連續螺紋線定義，所述導電材料諸如導電聚合物、導線等。
在圖13的候選實施例中，導電板、襯墊或其它導電材料7008由傳感器封裝6020提供電力。導電珠子7010任何所需圖案被連接到材料7008并且在被監視區域的上表面上暴露出來。材料7008可以被形成到地板材料中，或者可以是絕緣襯墊或墊子中的層。跨過任何珠子7010之間的水7016會完成在珠子之間的電路，并且改變由傳感器封裝6020所檢測的整個電路的被監視電特性。
應當理解，任何實施例中的珠子7010可以用于其它目的，諸如識別被監視區域的范圍，在被監視區域中提供防滑表面，顯示美學設計或徽標等。
在特定實施例中，珠子7010至少部分地由導電聚合物材料形成，諸如涂有導電聚合物的瓷珠。在另一實施例中，珠子完全由本來導電的聚合物或導電填充聚合物形成。填充聚合物的例子包括炭黑(非晶或納晶體)、銀、鋁等，其采用纖維、薄片、珠子或針尖形式分散在熱塑性材料中，并且還包括網狀的有機晶體材料，如四硫富瓦烯(tetrathiafulvalent TTF)和四氰代二甲基苯醌(tetracynoquinodimethane TCNQ)及其塊共聚物。本來導電的聚合物的例子包括聚乙炔(polyacetylene)、聚吡咯(polypyrrole)、聚噻吩(polythiophene)、聚酞菁(polyphthalocyanines)、聚苯次亞乙烯(polyphenylvinylene)、聚硫苯(polyphenylsulfide)、聚苯胺(polyaniline)等。
就像其它實施例一樣，與導電部件相關聯的傳感封裝6020的檢測閾值是可調整的，并且其可被校準以免在正常操作環境(包括標準溫度和濕度情況)下發出警報。
就像溢出傳感器一樣，水或潮濕傳感器還可以通過盥洗室監視站與自動固定設備控制器或隔離閥集成。
雖然已經結合某些優選實施例描述了本發明，然而，應當理解本發明所包含的主題并不限于那些具體實施例。相反地，本發明的主題旨在包括可以落入以下權利要求的精神和范圍內的所有候選方式、修改和等效物。
權利要求
1.一種用于從盥洗室固定設備檢測實際或逼近的溢出情況的系統，包括溢出傳感器，與所述固定設備一起配置在在一位置，用于在水溢出所述固定設備之前檢測所述固定設備內水位的異常上升；與所述溢出傳感器通信的數據通信單元；和與所述數據通信單元無線通信并且經由所述數據通信單元與所述溢出傳感器通信的盥洗室監視站，其中所述盥洗室監視站被配置成當所述溢出傳感器檢測到水的存在時指示水的存在。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述盥洗室包括多個馬桶和水池固定設備，并且進一步包括與每個所述固定設備相關聯的各自所述溢出傳感器，每個所述溢出傳感器用處于所述盥洗室監視站的唯一標識標簽來標識。
3.如權利要求1所述的系統，其中所述溢出傳感器包括檢測器、電源和電子控制設備，所述檢測器遠離所述電源和電子控制設備定位。
4.如權利要求1所述的系統，其中所述溢出傳感器與馬桶配置在一起，并且包括檢測器，所述檢測器被定位用來檢測便盆內水位的異常上升，還包括與馬桶座圈配置在一起的控制電子器件。
5.如權利要求4所述的系統，其中所述控制電子器件被嵌入在所述馬桶座圈內。
6.如權利要求1所述的系統，進一步包括被配置成向所述溢出傳感器傳送電力的太陽能面板，所述太陽能面板響應盥洗室內的光情況而產生電力，所述太陽能面板在所述盥洗室內的有光情況期間向電池電源或主電源提供點滴式充電。
7.如權利要求1所述的系統，進一步包括被配置成向所述溢出傳感器傳送電力的運動發電機電源，所述運動發電機被配置在所述盥洗室內的部件上，用于把所述部件的運動轉換為電力，其中所述部件在顧客正常使用盥洗室期間被移動，所述運動發電機向可充電電池提供周期性的點滴式充電。
8.如權利要求1所述的系統，其中所述溢出傳感器包括被配置成通過固定設備的容器壁來檢測水位的UWB檢測器。
9.如權利要求1所述的系統，其中所述溢出傳感器包括調諧頻率振蕩電路，用于在達到所述固定設備內的預定水位時產生可檢測的頻移。
10.如權利要求1所述的系統，其中所述溢出傳感器包括有源發送器，所述有源發送器被配置成把波束指向盥洗室固定設備的水容器中，所述溢出傳感器根據從水反射的波束的特性來檢測所述容器內的水的高度。
11.如權利要求10所述的系統，其中所述有源發送器被配置成保持休息模式直到響應盥洗室中所檢測的活動而被觸發信號激活。
12.如權利要求1所述的系統，其中所述盥洗室固定設備被自動地啟動，所述盥洗室監視站與用于所述固定設備的控制電路通信并且當檢測到溢出情況時禁止所述固定設備。
13.如權利要求1所述的系統，其中所述盥洗室在到所述固定設備的供水管線中包括至少一個遠程啟動的隔離閥，所述盥洗室監視站與用于所述隔離閥的控制電路通信以便當檢測到溢出情況時自動關閉所述隔離閥。
14.如權利要求1所述的系統，進一步包括至少一個水傳感器，所述至少一個水傳感器被配置在一位置用以檢測在盥洗室地板的被監視位置處的異常水量。
15.一種用于檢測在盥洗室地板上的異常水量的系統，包括水傳感器，被配置在一位置用于檢測在盥洗室地板的被監視位置處的異常水量；與所述溢出傳感器通信的數據通信單元；和與所述數據通信單元無線通信并且經由所述數據通信單元與所述水傳感器通信的盥洗室監視站，其中所述盥洗室監視站被配置成當所述水傳感器檢測到水的存在時指示水的存在。
16.如權利要求15所述的系統，其中所述水傳感器被配置成檢測由于盥洗室地板上的被監視區域中的水所導致的溫度變化。
17.如權利要求16所述的系統，其中所述水傳感器包括紅外檢測器。
18.如權利要求15所述的系統，其中所述水傳感器包括導電部件，所述導電部件被配置成檢測由于盥洗室地板上的被監視區域中的水所導致的電導變化。
19.如權利要求18所述的系統，其中所述導電部件包括在所需圖案中定義的暴露導電聚合珠，用于提供被監視地板區域的覆蓋范圍。
20.如權利要求19所述的系統，其中所述聚合珠在所述導電部件的開路配置的單個管腳上被電鏈接。
21.如權利要求20所述的系統，其中所述單個管腳依照交替圖案布置，從而跨過至少兩條相鄰管腳的水完成由所述水傳感器所檢測的電路。
22.如權利要求19所述的系統，其中所述聚合珠彼此電絕緣并且連接到共同的帶電部件。
23.如權利要求18所述的系統，其中所述導電部件被置于襯墊上，所述襯墊位于所述盥洗室內所需的位置上。
24.如權利要求18所述的系統，其中所述導電部件被直接置于所述盥洗室的地板覆蓋材料中。
25.如權利要求15所述的系統，進一步包括提供于所述盥洗室中不同位置并且與所述盥洗室監視站通信的多個水傳感器，所述盥洗室監視站被配置成根據來自所述多個水傳感器的計時和檢測序列來確定水在所述盥洗室地板上的位置、流速和流向的任何組合。
全文摘要
一種用于從盥洗室的固定設備檢測實際或逼近溢出情況的系統，包括溢出傳感器，與所述固定設備一起配置在一位置，用于在水溢出所述固定設備之前檢測所述固定設備內水位的異常上升。水傳感器還可以被設置來檢測水在盥洗室地板上的異常量。數據通信單元與傳感器通信。提供了與數據通信單元無線通信并且經由所述數據通信單元與傳感器通信的盥洗室監視站。盥洗室監視站被配置用于當溢出或水傳感器檢測到水的存在時時指示水的存在。
文檔編號G05B9/02GK101080190SQ200580043344
公開日2007年11月28日 申請日期2005年11月28日 優先權日2004年12月17日
發明者K·K·雷迪, J·米切爾, C·L·約克, A·布特勒, D·N·韋爾徹爾, R·博加, J·J·德塔莫爾, R·R·帕達克, J·利 申請人:金伯利—克拉克環球有限公司