物聯(lián)網(wǎng)+智能垃圾分類回收系統(tǒng)的研究

于志宏

（衡水職業(yè)技術(shù)學院，河北 衡水 053000）

隨著人民生活水平的提高和國家城市化的發(fā)展，生活垃圾的問題不斷增加，給城市生活垃圾管理和處理帶來巨大的壓力。垃圾分類不僅成為普通百姓最關(guān)心的話題，也再次將垃圾分類行業(yè)推向市場焦點。隨著政策文件不斷出臺，明確到2025 年，全國地級及以上城市基本建成生活垃圾分類處理系統(tǒng)。由此可見，隨著垃圾分類制度的進一步落地，行業(yè)在5～7 年內(nèi)將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，以往通過混合收運的垃圾處理方式將改變，處于用戶端的居民小區(qū)/住宅片區(qū)的前置分類投放環(huán)節(jié)擠推出爆發(fā)性市場需求。

目前，中國環(huán)境管理局所采用的模式都較為傳統(tǒng)，大部分處理垃圾的方式為每天固定時間固定車輛到各個地點進行回收，對于每個垃圾桶產(chǎn)生的垃圾量的相關(guān)信息及垃圾收集的作業(yè)情況掌握少。因此需要研究一個集垃圾信息及設(shè)施信息搜集、運輸車輛調(diào)度、垃圾分類回收等的平臺，實現(xiàn)集中管理調(diào)度，合理分配資源，實現(xiàn)垃圾收集處理效率的最優(yōu)化。通過系統(tǒng)各功能模塊的運作，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集，監(jiān)控垃圾箱的實時狀態(tài)和居民住戶行為，優(yōu)化清運管理，從而實現(xiàn)居民區(qū)垃圾分類管理網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化。

一、智能垃圾分類回收系統(tǒng)組成

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能垃圾分類回收系統(tǒng)，以射頻識別技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)及其他相關(guān)技術(shù)，集成先進的硬件設(shè)備和完善的軟件系統(tǒng)。智能垃圾分類回收系統(tǒng)通過智能數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備M21F4，為智能垃圾桶提供無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)智能垃圾桶和用戶不同后端平臺的聯(lián)網(wǎng)功能，系統(tǒng)主要包括前端智能垃圾箱采集、無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和后端監(jiān)控平臺三個部分組成。

（一）前端數(shù)據(jù)采集：安置在各地的智能垃圾桶以及前端采集設(shè)備，實時監(jiān)控垃圾桶狀態(tài)，比如實時采集垃圾桶內(nèi)垃圾高度、垃圾桶溫度等信息。

（二）無線數(shù)據(jù)傳輸：無線通訊部分通過智能采集終端M21F4 使用3G/4G/5G 信號進行無線傳輸，將數(shù)據(jù)透傳或者使用特殊的協(xié)議格式傳送到各級主管部門的終端監(jiān)控平臺。

（三）后端監(jiān)控及分析系統(tǒng)：系統(tǒng)經(jīng)前端數(shù)據(jù)采集信息后，數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部進行處理，傳送到各級主管部門的終端監(jiān)控平臺后，通過數(shù)據(jù)大屏或者終端查看實時數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析。

二、物聯(lián)網(wǎng)信息平臺

智能垃圾分類系統(tǒng)是為垃圾分類管理專門設(shè)計的智能垃圾分類系平臺，物聯(lián)網(wǎng)信息平臺以垃圾分類資源優(yōu)化配置和調(diào)度為主要目標，以數(shù)據(jù)為核心，實現(xiàn)垃圾分類管理“一張圖”，可直觀顯示垃圾分類資源優(yōu)化配置和調(diào)度等信息。

平臺依據(jù)標準化和規(guī)范化原則、科學性和先進性原則、開放性和擴展性原則、經(jīng)濟性和實用性原則，結(jié)合了當前先進的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)、空間地理信息技術(shù)和移動應(yīng)用技術(shù)等進行研發(fā)設(shè)計。平臺涵蓋垃圾分類智能管理涉及的信息采集、垃圾管理、工程巡檢等應(yīng)用功能，以豐富的圖形、數(shù)據(jù)界面展示，簡化的操作功能模塊，做到貼近智能垃圾管理實際，為垃圾分類行業(yè)領(lǐng)域智慧化、信息化提供高效管理和數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

三、智能垃圾分類回收系統(tǒng)功能

根據(jù)城市垃圾分類回收流程，將城市垃圾分為干式和濕式兩類分別收集、運輸和處理。智能垃圾分類回收系統(tǒng)在此過程中起到信息采集、信息傳遞、過程監(jiān)控等作用，具體如下。

（一）實現(xiàn)24 小時實時監(jiān)控智能垃圾桶，可以幫助監(jiān)管部門對垃圾傾倒情況進行全天24 小時實時監(jiān)控，可為資源調(diào)配提供有效信息。

（二）垃圾報警設(shè)備定期對垃圾桶內(nèi)垃圾容量進行信息采集，并內(nèi)部做處理。當垃圾容量高于設(shè)定值時候，主動上報平臺，并通知相關(guān)人員對垃圾進行處理，做到快速及時。

（三）溫度報警設(shè)備定期對垃圾桶溫度進行采集，當采集容量高于設(shè)定值時候，主動上報平臺，并通知相關(guān)人員對垃圾進行處理，做到防火目的。

（四）分類管理利用射頻識別技術(shù)對各類垃圾進行有效分類，比如干垃圾、濕垃圾等，自動分類既能回收利用垃圾，又可有效降低垃圾處理成本。

（五）心跳功能設(shè)備可設(shè)置多長時間上報一次心跳包(默認為1 小時上報一次)，心跳包包含設(shè)備電池電壓、運行狀態(tài)等，可用來判斷設(shè)備是否正常。

（六）利用物聯(lián)網(wǎng)信息平臺直觀顯示垃圾分類資源優(yōu)化配置和調(diào)度等信息，為垃圾分類行業(yè)領(lǐng)域智慧化、信息化提供高效管理和數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

四、結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能垃圾分類回收系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為實施平臺，利用其在信息收集、傳輸、處理方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)對城市垃圾分類回收的實時監(jiān)控和調(diào)配，改變目前垃圾回收管理無序、人員和車輛配置不合理、資源得不到最大利用等弊端，是今后城市垃圾回收的一個發(fā)展方向。

智能垃圾分類回收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理功能能夠最大限度地發(fā)揮垃圾車的裝載能力，減少空跑的次數(shù)，提高垃圾處理流程中的運輸效率，節(jié)約資源，符合綠色節(jié)能減排的要求。

物聯(lián)網(wǎng)信息平臺支持百萬級終端接入，遠程運維輕松搞定，幫助垃圾分類運營企業(yè)提升規(guī)模化運營能力。