基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能垃圾分類系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟的快速發(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，影響人類生活，甚至影響人類生存環(huán)境的重要因素。大街小巷、旅游景點、住宅小區(qū)和校園內(nèi)部到處充斥著人類的生活垃圾，垃圾桶已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷谋貍溆闷?，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菌且產(chǎn)生異味，更有甚當雨天的時候，露天垃圾桶容易盛水，造成垃圾桶資源浪費，這就造成環(huán)衛(wèi)工人回收處理垃圾是一件費時費力的工作。隨著技術的不斷成熟和革新，智能技術的應用也更加廣泛，智能垃圾分類處理不僅可以營造適宜居住的城市環(huán)境，同時通過引導居民垃圾分類可加強居民環(huán)保意識，促進資源再回收利用。

1. 智能垃圾分類模式

當今普遍的智能垃圾桶分三種機器包括垃圾袋自動領取機、智能垃圾分類可回收箱和智能垃圾分類箱 3 種。第一種物業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)技術手段為小區(qū)每戶居民配備磁條卡片或者二維碼，可刷卡開啟垃圾箱，免費領取垃圾袋。第二種，居民根據(jù)垃圾類型，刷卡并選按鈕打開不同的箱蓋分類投放生活垃圾。為鼓勵居民垃圾分類回收，回收垃圾箱設計稱重系統(tǒng)，只要投入垃圾，就會自動稱量，按照市場價格，給出相應積分。第三種是普通智能垃圾桶，通過人工輸入垃圾類別，人工智能系統(tǒng)會自動判斷出究竟是運用哪種垃圾桶，同時打開與之對應的垃圾桶，方便居民的投入。

2. 智能垃圾分類技術

利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)融合技術，實現(xiàn)垃圾有源可溯，并且通過二維碼技術、GPS、RFDI 等技術為一戶一碼提供了技術支持，通過智能技術手段實施垃圾分類投放、回收，使垃圾做到減量化、資源 化、無害化。并且每一區(qū)域通過簽訂 ipv6 協(xié)議實施區(qū)域化管理。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能垃圾桶系統(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)的紅外線感應模塊檢測路人到達預定距離內(nèi)時，將信號發(fā)送給微處理器，微處理器發(fā)送檢測垃圾桶內(nèi)垃圾含量高度指令給垃圾高度檢測模塊，垃圾高度檢測模塊檢測垃圾桶有儲存空間儲存垃圾時，指示燈提示模塊亮綠燈，此時，當路人需要扔垃圾時，路人發(fā)出語音“打開垃圾桶”時，語音識別模塊7將語音信號發(fā)送給微處理器，微處理器發(fā)送打開垃圾桶指令給垃圾桶聯(lián)動桿，垃圾桶聯(lián)動桿打開垃圾桶，垃圾桶正常工作; 2）反之，如果智能垃圾桶內(nèi)的垃圾高度檢測模塊檢測垃圾桶沒有儲存空間儲存垃圾時，指示燈提示模塊亮紅燈，當路人需要扔垃圾時，路人發(fā)出語音“打開垃圾桶”時，微處理器將垃圾桶已滿的信息通過無線發(fā)送給中心處理器，中心處理器通過智能檢測裝置的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無線發(fā)送給微處理器，微處理器將信息傳給語音提示模塊，路人可根據(jù)智能垃圾桶的語音提示模塊找到最近的未滿垃圾桶。 用戶使用垃圾桶時，不需要用手打開垃圾桶蓋，當用戶靠近垃圾桶一定預定距離時，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滿垃圾，當垃圾桶儲滿垃圾時，用戶還可通過語音提示模塊最短時間內(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)控的智能自動分類垃圾桶系統(tǒng)的設計包括智能自動分類垃圾垃圾桶、物聯(lián)網(wǎng)服務系統(tǒng)、移動端實時監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。每個部分有獨特的設計和功能， 分布在垃圾桶上的多個傳感器是智能垃圾桶的特色， 實時監(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)信息及時準確的提醒相關的工作人員， 有助于減少勞動成本。

智能自動垃圾分類桶的智能體現(xiàn)在能結合微型控制系統(tǒng)， 利用多種安裝在垃圾桶上的傳感器對人們垃圾分類意識、分類垃圾種類、分類子桶內(nèi)垃圾高度等數(shù)據(jù)的采集和傳輸; 對有扔垃圾意識的人進行善意提醒， 幫助人們養(yǎng)成良好分類垃圾的習慣; 利用傳感器技術識別不同類別的 垃圾， 然后將未分類的垃圾進行自動分類; 將垃圾桶自動 分類情況、狀態(tài)和安裝地點， 構建數(shù)據(jù)庫幫助后續(xù)研究人員分析和再次開發(fā)。

物聯(lián)網(wǎng)服務系統(tǒng)是一個后臺管理中心計算機， 其功能包括處理和分析垃圾桶上各個傳感器傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)， 服 務器自動構建相關監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的搭建。如有分布式地布置智能分類垃圾桶， 可對全部區(qū)域采集的數(shù)據(jù)進行比較和分析， 生成相關數(shù)據(jù)報告可供后期城市建設作為公共設施布置參考。

移動端實時監(jiān)控一般是提供給環(huán)衛(wèi)工人使用的移動終端， 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、準確的處理相關環(huán)衛(wèi)工作， 同時便于合理的安排工人， 節(jié)省勞動力。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術， 將智能自動分類垃圾桶結合， 實現(xiàn) 一種即時的監(jiān)控， 遠程的服務器可以方便快捷地對垃圾桶 狀態(tài)數(shù)據(jù)處理， 如有異?？梢钥焖俚耐ㄖ嚓P的工作人員進行處理。在服務器搭建數(shù)據(jù)庫， 對后續(xù)的研究也有極大的意義， 在設備的升級、垃圾桶的布局提供重要的科學管理依據(jù)。

作者簡介：

張雙齊 1985.7 男 漢族 河南項城 國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作湖北中心 ?430070

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作湖北中心機械發(fā)明審查部 430070）