基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能垃圾分類(lèi)系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技水平的日新月異，生活垃圾已經(jīng)成為影響環(huán)境，影響人類(lèi)生活，甚至影響人類(lèi)生存環(huán)境的重要因素。大街小巷、旅游景點(diǎn)、住宅小區(qū)和校園內(nèi)部到處充斥著人類(lèi)的生活垃圾，垃圾桶已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的必備用品，傳統(tǒng)的垃圾桶一般只具有收集垃圾的功能，這樣的垃圾桶容易滋生細(xì)菌且產(chǎn)生異味，更有甚當(dāng)雨天的時(shí)候，露天垃圾桶容易盛水，造成垃圾桶資源浪費(fèi)，這就造成環(huán)衛(wèi)工人回收處理垃圾是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。隨著技術(shù)的不斷成熟和革新，智能技術(shù)的應(yīng)用也更加廣泛，智能垃圾分類(lèi)處理不僅可以營(yíng)造適宜居住的城市環(huán)境，同時(shí)通過(guò)引導(dǎo)居民垃圾分類(lèi)可加強(qiáng)居民環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)資源再回收利用。

1. 智能垃圾分類(lèi)模式

當(dāng)今普遍的智能垃圾桶分三種機(jī)器包括垃圾袋自動(dòng)領(lǐng)取機(jī)、智能垃圾分類(lèi)可回收箱和智能垃圾分類(lèi)箱 3 種。第一種物業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段為小區(qū)每戶居民配備磁條卡片或者二維碼，可刷卡開(kāi)啟垃圾箱，免費(fèi)領(lǐng)取垃圾袋。第二種，居民根據(jù)垃圾類(lèi)型，刷卡并選按鈕打開(kāi)不同的箱蓋分類(lèi)投放生活垃圾。為鼓勵(lì)居民垃圾分類(lèi)回收，回收垃圾箱設(shè)計(jì)稱(chēng)重系統(tǒng)，只要投入垃圾，就會(huì)自動(dòng)稱(chēng)量，按照市場(chǎng)價(jià)格，給出相應(yīng)積分。第三種是普通智能垃圾桶，通過(guò)人工輸入垃圾類(lèi)別，人工智能系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷出究竟是運(yùn)用哪種垃圾桶，同時(shí)打開(kāi)與之對(duì)應(yīng)的垃圾桶，方便居民的投入。

2. 智能垃圾分類(lèi)技術(shù)

利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾有源可溯，并且通過(guò)二維碼技術(shù)、GPS、RFDI 等技術(shù)為一戶一碼提供了技術(shù)支持，通過(guò)智能技術(shù)手段實(shí)施垃圾分類(lèi)投放、回收，使垃圾做到減量化、資源 化、無(wú)害化。并且每一區(qū)域通過(guò)簽訂 ipv6 協(xié)議實(shí)施區(qū)域化管理。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能垃圾桶系統(tǒng)，以下圖為例：

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能垃圾桶的工作方法，包括以下步驟： 智能垃圾桶內(nèi)的紅外線感應(yīng)模塊檢測(cè)路人到達(dá)預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，將信號(hào)發(fā)送給微處理器，微處理器發(fā)送檢測(cè)垃圾桶內(nèi)垃圾含量高度指令給垃圾高度檢測(cè)模塊，垃圾高度檢測(cè)模塊檢測(cè)垃圾桶有儲(chǔ)存空間儲(chǔ)存垃圾時(shí)，指示燈提示模塊亮綠燈，此時(shí)，當(dāng)路人需要扔垃圾時(shí)，路人發(fā)出語(yǔ)音“打開(kāi)垃圾桶”時(shí)，語(yǔ)音識(shí)別模塊7將語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送給微處理器，微處理器發(fā)送打開(kāi)垃圾桶指令給垃圾桶聯(lián)動(dòng)桿，垃圾桶聯(lián)動(dòng)桿打開(kāi)垃圾桶，垃圾桶正常工作; 2）反之，如果智能垃圾桶內(nèi)的垃圾高度檢測(cè)模塊檢測(cè)垃圾桶沒(méi)有儲(chǔ)存空間儲(chǔ)存垃圾時(shí)，指示燈提示模塊亮紅燈，當(dāng)路人需要扔垃圾時(shí)，路人發(fā)出語(yǔ)音“打開(kāi)垃圾桶”時(shí)，微處理器將垃圾桶已滿的信息通過(guò)無(wú)線發(fā)送給中心處理器，中心處理器通過(guò)智能檢測(cè)裝置的GPRS定位模塊定位得到該垃圾桶的位置信息，中心處理器1從智能垃圾桶的位置信息的地圖中提取距離該智能垃圾桶最近的未滿的智能垃圾桶的位置信息并通過(guò)無(wú)線發(fā)送給微處理器，微處理器將信息傳給語(yǔ)音提示模塊，路人可根據(jù)智能垃圾桶的語(yǔ)音提示模塊找到最近的未滿垃圾桶。 用戶使用垃圾桶時(shí)，不需要用手打開(kāi)垃圾桶蓋，當(dāng)用戶靠近垃圾桶一定預(yù)定距離時(shí)，根據(jù)指示燈提示模塊亮燈的顏色即可知道垃圾桶是否儲(chǔ)滿垃圾，當(dāng)垃圾桶儲(chǔ)滿垃圾時(shí)，用戶還可通過(guò)語(yǔ)音提示模塊最短時(shí)間內(nèi)找到附近較近較空的垃圾桶扔垃圾，方便用戶的使用，減少了亂扔垃圾的現(xiàn)象，有環(huán)保的好處。

因此，物聯(lián)監(jiān)控的智能自動(dòng)分類(lèi)垃圾桶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括智能自動(dòng)分類(lèi)垃圾垃圾桶、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)、移動(dòng)端實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。每個(gè)部分有獨(dú)特的設(shè)計(jì)和功能， 分布在垃圾桶上的多個(gè)傳感器是智能垃圾桶的特色， 實(shí)時(shí)監(jiān)控垃圾桶狀態(tài)， 諸如垃圾桶內(nèi)垃圾高度等信息， 將這些狀態(tài)信息及時(shí)準(zhǔn)確的提醒相關(guān)的工作人員， 有助于減少勞動(dòng)成本。

智能自動(dòng)垃圾分類(lèi)桶的智能體現(xiàn)在能結(jié)合微型控制系統(tǒng)， 利用多種安裝在垃圾桶上的傳感器對(duì)人們垃圾分類(lèi)意識(shí)、分類(lèi)垃圾種類(lèi)、分類(lèi)子桶內(nèi)垃圾高度等數(shù)據(jù)的采集和傳輸; 對(duì)有扔垃圾意識(shí)的人進(jìn)行善意提醒， 幫助人們養(yǎng)成良好分類(lèi)垃圾的習(xí)慣; 利用傳感器技術(shù)識(shí)別不同類(lèi)別的 垃圾， 然后將未分類(lèi)的垃圾進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi); 將垃圾桶自動(dòng) 分類(lèi)情況、狀態(tài)和安裝地點(diǎn)， 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)幫助后續(xù)研究人員分析和再次開(kāi)發(fā)。

物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)后臺(tái)管理中心計(jì)算機(jī)， 其功能包括處理和分析垃圾桶上各個(gè)傳感器傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)， 服 務(wù)器自動(dòng)構(gòu)建相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建。如有分布式地布置智能分類(lèi)垃圾桶， 可對(duì)全部區(qū)域采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析， 生成相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告可供后期城市建設(shè)作為公共設(shè)施布置參考。

移動(dòng)端實(shí)時(shí)監(jiān)控一般是提供給環(huán)衛(wèi)工人使用的移動(dòng)終端， 便于分區(qū)垃圾桶狀態(tài)的監(jiān)控。終端自帶提醒功能， 能 夠提醒環(huán)衛(wèi)工人及時(shí)、準(zhǔn)確的處理相關(guān)環(huán)衛(wèi)工作， 同時(shí)便于合理的安排工人， 節(jié)省勞動(dòng)力。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 將智能自動(dòng)分類(lèi)垃圾桶結(jié)合， 實(shí)現(xiàn) 一種即時(shí)的監(jiān)控， 遠(yuǎn)程的服務(wù)器可以方便快捷地對(duì)垃圾桶 狀態(tài)數(shù)據(jù)處理， 如有異常可以快速的通知相關(guān)的工作人員進(jìn)行處理。在服務(wù)器搭建數(shù)據(jù)庫(kù)， 對(duì)后續(xù)的研究也有極大的意義， 在設(shè)備的升級(jí)、垃圾桶的布局提供重要的科學(xué)管理依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：

張雙齊 1985.7 男 漢族 河南項(xiàng)城 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作湖北中心 ?430070

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作湖北中心機(jī)械發(fā)明審查部 430070）