太陽能超市智能紙包裝回收箱設計

計宇虹 郭佳怡 雷諾

摘要：垃圾分類已成為普遍關注的社會問題，治理垃圾分類回收再利用也成為政府的重要工作之一。借助于太陽能智能包裝回收箱融入紙包裝垃圾分類回收系統，自助識別包裝、自動分揀回收，充分合理地利用互聯網來優化包裝分類回收，改善包裝回收方式。

關鍵詞：太陽能;垃圾分類;智能回收

太陽能作為清潔能源，在垃圾分類回收等領域應用廣泛。智能包裝回收箱的設計，將治理包裝分類回收作為緩解城市污染，改善城市環境的有效手段。現階段，垃圾分類回收的關鍵在于對生活垃圾分類、有效進行回收再利用，借助于超市包裝回收點的支撐作用，對現有包裝回收點進行智能化改造，融入互聯網大數據進行包裝分類回收系統功能，有效利用太陽能設計智能包裝回收箱。

一、基于智能太陽能紙包裝回收系統的設計方案

在互聯網基礎上設計智能太陽能包裝回收箱，可以利用PLC可編程控制器，來優化太陽能發電、智能充放電，以及紙包裝識別分類等功能，實現對紙包裝消毒、壓縮存儲等數據的實時監測，在無人值守條件下，利用自動識別系統來分類回收紙包裝。

（一）智能太陽能紙包裝回收箱的工作原理

在現有的紙包裝回收過程中，再利用率低，資源浪費突出，實時性控制能力不強，都成為制約紙包裝回收再利用的主要缺陷。從城市垃圾分類視角，引入城市垃圾分類系統、自動回收系統來分析互聯網相關數據，并將之通過以太網傳送至云平臺，利用遠程控制終端來進行智能化設置，改善智能太陽能包裝箱的識別回收功能。通過PLC系統來實現對包裝識別、分類、清潔程度等指標的自動測量，并將之整合到回收箱智能化數據模塊中。借助于上位機系統來監控各項指標數據，并對整個工作過程進行自動控制。

（二）太陽能智能紙包裝回收箱的方案設計

根據對智能太陽能紙包裝箱功能的分析，在優化系統整體方案設計上，我們選擇三菱的FX3U系統作為智能控制器的核心PLC單元，來實現對太陽能紙包裝的智能化控制。在太陽能回收系統設計中，主要借助于太陽能板的充放電模塊，來為整個包裝箱提供電能。在充放電模塊設計上，引入包裝識別系統，利用識別檢測傳感器來智能化開啟開關，減少電能浪費。在包裝箱室內環境設計模塊中，主要結合空氣檢測模塊、濕度檢測模塊、定時消毒模塊等，來對包裝箱周圍環境的環境信息數據進行實時監測，并利用中央控制器PLC單元，將這些數據進行收集和存儲，分別提供給空氣檢測、通信電流、通信模塊等使用。該系統主要通過步進電機和系統驅動單元，來完成自動回收功能。在遠程云平臺控制系統設計中，利用太陽能紙包裝回收箱智能網絡結構，將各個回收箱系統傳感器所采集的數據，通過以太網來傳送至云平臺，管理者可以通過遠程手機APP、PC等終端來對監測數據進行管理，也可以利用遠程PLC可控制器，設置相應的控制指令，來實現太陽能紙包裝箱的智能化回收管理。

二、智能太陽能紙包裝回收箱回收系統構成

從智能太陽能包裝回收箱設計上，其構成設備主要由太陽能回收箱，包括太陽能電池板，手機充電、LED顯示器，以及空氣監測設備、步進電機及驅動單元、自動噴淋系統、支架等。由于該系統包含較多輔助功能，在利用FX3U智能控制器過程中，需要對不同設備設置相應的地址，以便于動態優化各系統參數，來完成智能化控制。

三、智能太陽能超市紙包裝回收箱系統軟件的設計

軟件系統設計是實現智能太陽能紙包裝回收箱動態化分類和回收的重要部分，根據太陽能紙包裝回收箱工作原理及特點，在軟件設計上需要細化作業流程。通過上位機通電后，完成智能太陽能回收箱箱控制系統的初始化，主要是對識別系統、分類系統、消毒回收系統。在云平臺系統設計中，需要從PLC與各監測單元進行開關量、數據量的運算處理，符合作業條件時觸發相應動作。

四、結語

通過對智能紙包裝回收箱系統消毒回收功能的優化設計，該系統具有廢物再利用、節能環保，智能識別系統與消毒回收系統可以分別獨立運行，提升了系統可用性。如在回收作業時，可以通過對不同紙包裝分類消毒回收、增強分類回收人性化水平，還可以通過遠程登錄端來進行數據監測、報警記錄查看，以及遠程PLC控制等功能，具有較高的推廣應用價值。

參考文獻：

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[3]楊福餐，吳龍奇.步進電機在包裝機械中的應用[J].機電信息，2004（11）：54-55.

基金項目：本文為2019年大學生創新創業訓練計劃省級立項項目研究成果，項目名稱《超市紙包裝智能回收箱設計》編號S201913123005。

作者簡介：計宇虹（1995-），女，陜西西安人，動畫專業，陜西國際商貿學院時裝藝術學院動畫系16級，研究方向為動畫設計;郭佳怡（1996-），女，陜西銅川人，動漫設計與制作專業，陜西國際商貿學院時裝藝術學院動畫系18級，研究方向為動漫策劃;雷諾（1995-），女，陜西渭南人，動漫設計與制作專業，陜西國際商貿學院時裝藝術學院動畫系18級，研究方向為動漫設計;趙紅飛（1979-），男，陜西咸陽人，指導老師，講師，文藝學碩士，陜西國際商貿學院時裝藝術學院動畫系，研究方向為影視動畫。