AI分類垃圾桶的設計與實現

朱倩茹

（上海海事大學，上海 201306）

一、前言

隨著人們物質生活的提升，生活垃圾也在日益劇增。根據中國城市環境衛生協會統計我國每年產生近10億噸的垃圾，城市生活垃圾每年以5.0%-8.0%的速度增長。城市生活垃圾的產生量、清運量不斷增加，給城市生活垃圾管理和處置帶來了巨大的壓力。盡管上海已經率先實施垃圾分類，但由于人們對垃圾分類意識以及知識的缺乏，不知道如何處理垃圾，于是造成了垃圾混合的習慣，給環境造成了嚴重危害[1]。因此，從居民角度探索出一種綠色環保智能的分類垃圾捅，幫助實現垃圾分類就顯得尤為重要。

二、智能分類垃圾桶的設計

（一）設計理念

該垃圾桶主要利用紅外傳感器、振動傳感器、AI分類器等模塊進行實現，主要具有以及下功能：

1.綠色環保

首選該垃圾桶在設計的時候比較綠色環保，主要靠單片機進行操作，如果長時間不用的話，單片機就會自動關閉紅外感應的電路電源，同時單片機也會進入休眠狀態。當有人靠近的時候單片機就會被喚醒，原本陷入休眠的單片機會會重新通電，進入正常的工作狀態，減少了電力能源的浪費[2]。

2.干凈衛生

智能垃圾桶不像傳統的垃圾桶需要人工開啟桶蓋。當意思到有人扔垃圾的時候紅外線就會自動感應，打開關閉的桶蓋，平時整個垃圾桶就是封閉式的管理，且內部還有活性炭，能夠吸收異味，減少開蓋期間異味的飄出。不僅降低了人們與細菌接觸的機會，同時也減少了異味的傳出，減少了周圍空氣污染以及蒼蠅滋生的現象的發生。

3.反應速度快，容量大

該垃圾桶的反應時間大約在5秒，這樣能夠避免行人在通過時突然開合，影響行人通行。另外垃圾桶內部有自動壓縮裝置，能夠對桶類的垃圾進行壓縮，能夠保證桶類的空間滿足垃圾的承載，同時也可以減少運輸時的壓縮[3]。

4.個性化定制

智能垃圾桶可以設計成不同色彩、不同容量以及不容形狀的款式，并且滿足不同場合，比如寫字樓則比較簡約大氣，家用則比較溫馨。

5.支付寶刷臉積分制

垃圾桶設有刷臉攝像頭，可以自動刷臉登錄并進行積分，給正確分類的人們積分制以鼓勵。

（二）外觀設計

整個垃圾桶的外觀和形狀可以根據人們的需求進行個性化的定制，且整個垃圾桶是內外雙層結果能夠保證垃圾桶的穩定性和抗撞擊性，為智能傳感器系統預留一定的空間，同時也保護內部的智能傳感系統。

為了解決垃圾異味問題，在垃圾桶內部表面覆蓋一層活性炭，便于異味的吸收。也可以在整個垃圾桶內部分布均勻的小孔，進行固液分離，然后在利用納米TiO2光催化氧化滅菌技術，在垃圾桶內部表面涂覆相應的納米TiO2涂層，實現垃圾桶抑菌除臭、消除垃圾桶周邊蚊蠅的目的，儲水層利用絮凝劑聚合硫酸鐵對污水進行初步凈化，水經排水口定時排除或給有需求的人使用[4]。

當然在整個垃圾桶設計的時候還需要考慮高度、街道上的垃圾桶高度較低，大部門扔垃圾需要彎著腰，對于一些不愿意彎腰的人來講，很多時候會將垃圾仍到桶外面，不僅給環衛加大了負擔還造成了環境污染。對于一些身高不高的市民來說，如果垃圾桶的過高，會很不方便，因此在設計的時候要考慮垃圾桶的高度。

另外為了減少垃圾異味的散出，垃圾桶口較小，對扔垃圾有一定得困難，綜合以上因素，在垃圾桶設計的時候高度最好保持在1.65米左右，這樣能夠滿足一般人的身高需求，同時紅外線感性開口也能避免桶蓋開口造成的影響。

（三）功能設計

該垃圾桶主要是用電源和一系列的傳感組成。傳感器又由芯片控制模塊、信號檢測和控制電路組成的。其中紅外光傳感器模塊在接收到信號監測模塊的信號檢測后，進行進行紅外線的發射與接收。當控制電路接收到紅外線指令后就開啟或者是關閉桶蓋。

紅外傳感器有一定的范圍限制，只有當人進入到范圍之后，傳感器接收到人體紅外輻射溫度的變化之后，就會將原有的平衡打破，從而產生一種中斷信號，但信號被中斷后，震動傳感器就會產生一種新的電平信號，這個時候在單片機后就會接收到此種信號，有人靠近的時候就能夠通過單片機口的信號進行查詢，從而判斷是不是要將桶蓋打開。這樣一來就避免了手動打開的尷尬，更加干凈衛生。

三、結束語

隨著城市進程化的加快，城市人口的增多，城市生活垃圾也在不斷的增加，如何從居民的角度設計出一款智能垃圾桶，幫助實現垃圾分類，實現資源的循環利用就顯得尤為重要。本文設計的智能分類垃圾桶主要依靠紅外線傳感系統，對垃圾進行檢測，有效的提了城市垃圾的處理效率，降低了人們在垃圾分類當中投入的人力物力，對城市環境的發展和資源的可持續利用有著重要意義。