一種應(yīng)用于電子坐便器的云模塊方案

電子坐便器在近幾年來(lái)得到快速發(fā)展并進(jìn)入了同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展階段，未來(lái)售后服務(wù)顯得尤為重要。智能商業(yè)時(shí)代，因?yàn)橹陵P(guān)重要的數(shù)據(jù)是用戶個(gè)體產(chǎn)生和創(chuàng)造的，設(shè)備本身將不再只是物理設(shè)備終端，而會(huì)往“變成數(shù)據(jù)收集的觸點(diǎn)”的方向發(fā)展[1]。

當(dāng)前電子坐便器售后以線下第三方合作為主，存在信息孤島、作業(yè)不規(guī)范、需求與服務(wù)不匹配、售后服務(wù)成本高等問(wèn)題（如，當(dāng)故障發(fā)生的時(shí)候，用戶甚至售后服務(wù)人員不知道故障所在，導(dǎo)致售后服務(wù)人員多次上門服務(wù)）。若電子坐便器能由“智能單機(jī)”變成“售后診斷數(shù)據(jù)收集的觸點(diǎn)”，將開(kāi)啟電子坐便器售后的發(fā)展新模式：利用云平臺(tái)把生成的“故障診斷報(bào)告”同步用戶和廠家，實(shí)現(xiàn)用戶售后需求與電子坐便器商家的線上服務(wù)有效匹配，解決原先電子坐便器商家售后不及時(shí)、售后服務(wù)周期長(zhǎng)的問(wèn)題，降低電子坐便器的售后服務(wù)成本?；谝陨媳尘?，本文提出一種應(yīng)用于電子坐便器的云模塊方案。

1 系統(tǒng)方案

應(yīng)用于電子坐便器的云模塊方案框圖如圖1 所示，云模塊安裝設(shè)置在主控系統(tǒng)上，通過(guò)4G/WIFI網(wǎng)絡(luò)與云端應(yīng)用通信。主控制系統(tǒng)通過(guò)云模塊與手機(jī)App 連接。

云端應(yīng)用負(fù)責(zé)存儲(chǔ)“客戶健康使用數(shù)據(jù)”和“個(gè)人使用配置參數(shù)”，或執(zhí)行用戶（來(lái)自手機(jī)App 或者其他云設(shè)備）的操控指令。

主控系統(tǒng)采用STM32f0 系列單片機(jī)為主控芯片，以ST 公司的HAL 庫(kù)及freeRTos 為基礎(chǔ)，基于自主發(fā)布的電子坐便器開(kāi)源項(xiàng)目intelligentclosestool[2]進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)。主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)電子坐便器主功能和輔助功能的執(zhí)行。主功能包括臀部清洗、女性清洗、烘干和沖水；輔助功能包括水溫調(diào)節(jié)、水勢(shì)調(diào)節(jié)、清洗位置調(diào)節(jié)、烘干溫度調(diào)節(jié)等功能。主控系統(tǒng)也可通過(guò)云模塊調(diào)取“云端預(yù)存的個(gè)人使用參數(shù)”以達(dá)到“迅速快捷配置個(gè)人使用參數(shù)”，也可以讀取云端遠(yuǎn)程命令，實(shí)現(xiàn)諸如“冬天遠(yuǎn)程預(yù)熱座圈”“進(jìn)入廁所前的遠(yuǎn)程預(yù)除臭”等功能。

云模塊選擇“藍(lán)牙+WiFi”二合一組合模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)手機(jī)連接、網(wǎng)路連接和遙控接收，具體案例選擇樂(lè)鑫信息科技（上海）股份有限公司官方默認(rèn)的ESP32-WROOM[3]模塊來(lái)開(kāi)發(fā)，采用UART來(lái)連接主控系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)低功耗控制。云模塊可實(shí)時(shí)對(duì)電子坐便器的機(jī)器狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過(guò)4G/WIFI 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在云端的“身份認(rèn)證”、“狀態(tài)上傳”以及“云端信息接收”等動(dòng)作。具體軟件實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)第3 部分——云模塊軟件實(shí)現(xiàn)。

圖1 應(yīng)用于電子坐便器的云模塊方案框圖

2 云端應(yīng)用

云端應(yīng)用由“應(yīng)用承載層” “應(yīng)用中間層”和“軟件開(kāi)發(fā)層”組成。

2.1 應(yīng)用承載層

負(fù)責(zé)與設(shè)備的點(diǎn)到點(diǎn)通訊，通訊方式以http及https 為主，主要實(shí)現(xiàn)以下功能。

1）對(duì)設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證。云服務(wù)器與設(shè)備連接，設(shè)備身份認(rèn)證成功后，會(huì)以Token 參數(shù)代替賬號(hào)密碼與設(shè)備通訊，減少賬號(hào)密碼泄露的可能性。（注：Token 參數(shù)，以及下文提到的諸如S 參數(shù)、P參數(shù)為程序中標(biāo)準(zhǔn)化接口定義的固定參數(shù)）

2）數(shù)據(jù)輸入的安全認(rèn)證。設(shè)備身份認(rèn)證通過(guò)后，云服務(wù)器收到任何數(shù)據(jù)都會(huì)先進(jìn)行對(duì)應(yīng)功能的格式檢驗(yàn)，從而控制上傳到云端的信息完整度，增加收發(fā)的有效性和安全性。

3）相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯推送。該功能讓設(shè)備都有自己一個(gè)獨(dú)立的信息隊(duì)列及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的“鏡像”，以保證在關(guān)機(jī)、正常運(yùn)行、脫離網(wǎng)絡(luò)都不會(huì)影響云端與其他設(shè)備的交互（如：手機(jī)與電子坐便器通訊時(shí)，電子坐便器如果不在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，信息會(huì)暫時(shí)“借放”于服務(wù)器端，當(dāng)電子坐便器上電時(shí)會(huì)讀取到所有之前存放于服務(wù)器端的數(shù)據(jù)，然后自行根據(jù)自己的業(yè)務(wù)邏輯來(lái)判斷是否執(zhí)行）。

2.2 應(yīng)用中間層

應(yīng)用中間層針對(duì)服務(wù)器內(nèi)部的功能實(shí)現(xiàn)，不與外部有任何對(duì)接，主要強(qiáng)調(diào)完整性、安全性及速度方面。

1）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換讀寫(xiě)。當(dāng)“應(yīng)用承接層”的數(shù)據(jù)需要暫時(shí)保存到云服務(wù)器的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)將其轉(zhuǎn)換成云服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)格式，然后進(jìn)行下一步的讀寫(xiě)操作，當(dāng)服務(wù)器需要從存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給第三方時(shí)，會(huì)執(zhí)行一次反向操作后，交給“應(yīng)用承載層”處理。

2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以標(biāo)準(zhǔn)SQL 語(yǔ)句或者代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，按照“數(shù)據(jù)量及負(fù)責(zé)程度”來(lái)決定存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)（MySQL），還是存儲(chǔ)在“程序開(kāi)辟的內(nèi)存空間”。

2.3 軟件開(kāi)發(fā)層

這一部分主要是通訊協(xié)議的規(guī)定及明細(xì)，用來(lái)規(guī)范接口及介紹系統(tǒng)的功能及業(yè)務(wù)范圍，以提高系統(tǒng)可靠性及可擴(kuò)展性。

1）接口標(biāo)準(zhǔn)化。主要規(guī)定設(shè)備與“云端應(yīng)用”交互的格式。例如Token 參數(shù)就是令牌功能及明確了功能，也給其他設(shè)備一個(gè)準(zhǔn)則，不能用Token 這個(gè)參數(shù)來(lái)做其他用途，類似的還有P、S 參數(shù)這兩個(gè)常用的變量。

2）業(yè)務(wù)邏輯低耦合設(shè)計(jì)。用于減少信息雙向綁帶的情況。以存儲(chǔ)過(guò)程為例，要把value 存在key 的這個(gè)設(shè)備屬性上，相關(guān)參數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)在S 參數(shù)里面，而不能設(shè)計(jì)成S 參數(shù)下需要其他參數(shù)配合才能完成，見(jiàn)表1。

表1

3）可拓展性探索。在標(biāo)準(zhǔn)化和低耦合性的結(jié)合下，產(chǎn)品可以積極探索更多的功能接口，同時(shí)規(guī)定設(shè)備只做已知參數(shù)處理，直接跳過(guò)未知參數(shù)，從而減少出錯(cuò)幾率，提供后續(xù)更新?lián)Q代的可行性。

3 云模塊軟件實(shí)現(xiàn)

圖2 所示為云模塊軟件實(shí)現(xiàn)流程圖，其中UL，DATA，Token 為接口標(biāo)準(zhǔn)化定義的固定參數(shù)。

圖2 云模塊軟件實(shí)現(xiàn)流程圖

3.1 身份認(rèn)證

采用設(shè)備賬號(hào)跟密碼進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證后獲取通訊Token，在Token 不失效情況下，token 即代表電子坐便器設(shè)備，以減少賬號(hào)密碼使用次數(shù)，進(jìn)而減少暴露風(fēng)險(xiǎn)并縮短通訊內(nèi)容。當(dāng)身份認(rèn)證通過(guò)登錄云端后，云模塊同時(shí)啟動(dòng)三個(gè)線程：一是上傳狀態(tài)的線程，二是采集設(shè)備狀態(tài)的線程，三是接收云端信息的線程。

3.2 狀態(tài)上傳

“上傳狀態(tài)的線程”啟動(dòng)后，當(dāng)信息隊(duì)列信息不為空時(shí)，把信息按照“接口標(biāo)準(zhǔn)化”程序的要求轉(zhuǎn)換后上傳到云端；當(dāng)信息隊(duì)列信息為空時(shí)，每隔5 秒云模塊向云端發(fā)送一個(gè)滴答信號(hào)，讓服務(wù)器端知道設(shè)備未斷網(wǎng)，進(jìn)行設(shè)備在線狀態(tài)的確認(rèn)。

“采集設(shè)備狀態(tài)的線程”不斷采集電子坐便器的設(shè)備狀態(tài)（如：按鍵操作、遙控操作、App 操作等），當(dāng)采集到設(shè)備狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)，推送一個(gè)更新?tīng)顟B(tài)的信息到“上傳狀態(tài)的線程”的消息列隊(duì)。

3.3 云端信息接收

“接收云端控制信息的線程”啟動(dòng)后，云模塊與云端通訊過(guò)程中，云模塊接收儲(chǔ)存在云端的控制指令，轉(zhuǎn)換成電子坐便器的控制指令。

4 結(jié)語(yǔ)

本文的云模塊方案應(yīng)用于電子坐便器后，對(duì)衛(wèi)浴行業(yè)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義：利用“云故障診斷程序”和云平臺(tái)，可讓電子坐便器由“智能單機(jī)”變成“售后診斷數(shù)據(jù)收集的觸點(diǎn)”，把生成的“故障診斷報(bào)告”同步給用戶和廠家，實(shí)現(xiàn)用戶售后需求與電子坐便器商家的線上服務(wù)有效匹配，打破原來(lái)行業(yè)電子坐便器售后體系中存在的“信息孤島、作業(yè)不規(guī)范、需求與服務(wù)不匹配”等瓶頸問(wèn)題，提升電子坐便器商家售后服務(wù)質(zhì)量，降低電子坐便器商家售后服務(wù)成本，提高客戶的的售后服務(wù)體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)間接推動(dòng)電子坐便器的推廣。