AI分類垃圾桶的設(shè)計與實現(xiàn)

朱倩茹

（上海海事大學(xué)，上海 201306）

一、前言

隨著人們物質(zhì)生活的提升，生活垃圾也在日益劇增。根據(jù)中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會統(tǒng)計我國每年產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(xí)慣，給環(huán)境造成了嚴(yán)重危害[1]。因此，從居民角度探索出一種綠色環(huán)保智能的分類垃圾捅，幫助實現(xiàn)垃圾分類就顯得尤為重要。

二、智能分類垃圾桶的設(shè)計

（一）設(shè)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(jìn)行實現(xiàn)，主要具有以及下功能：

1.綠色環(huán)保

首選該垃圾桶在設(shè)計的時候比較綠色環(huán)保，主要靠單片機(jī)進(jìn)行操作，如果長時間不用的話，單片機(jī)就會自動關(guān)閉紅外感應(yīng)的電路電源，同時單片機(jī)也會進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)有人靠近的時候單片機(jī)就會被喚醒，原本陷入休眠的單片機(jī)會會重新通電，進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，減少了電力能源的浪費[2]。

2.干凈衛(wèi)生

智能垃圾桶不像傳統(tǒng)的垃圾桶需要人工開啟桶蓋。當(dāng)意思到有人扔垃圾的時候紅外線就會自動感應(yīng)，打開關(guān)閉的桶蓋，平時整個垃圾桶就是封閉式的管理，且內(nèi)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(xì)菌接觸的機(jī)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(xiàn)象的發(fā)生。

3.反應(yīng)速度快，容量大

該垃圾桶的反應(yīng)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(nèi)部有自動壓縮裝置，能夠?qū)ν邦惖睦M(jìn)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(shè)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(shè)有刷臉攝像頭，可以自動刷臉登錄并進(jìn)行積分，給正確分類的人們積分制以鼓勵。

（二）外觀設(shè)計

整個垃圾桶的外觀和形狀可以根據(jù)人們的需求進(jìn)行個性化的定制，且整個垃圾桶是內(nèi)外雙層結(jié)果能夠保證垃圾桶的穩(wěn)定性和抗撞擊性，為智能傳感器系統(tǒng)預(yù)留一定的空間，同時也保護(hù)內(nèi)部的智能傳感系統(tǒng)。

為了解決垃圾異味問題，在垃圾桶內(nèi)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(nèi)部分布均勻的小孔，進(jìn)行固液分離，然后在利用納米TiO2光催化氧化滅菌技術(shù)，在垃圾桶內(nèi)部表面涂覆相應(yīng)的納米TiO2涂層，實現(xiàn)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(jìn)行初步凈化，水經(jīng)排水口定時排除或給有需求的人使用[4]。

當(dāng)然在整個垃圾桶設(shè)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(huán)衛(wèi)加大了負(fù)擔(dān)還造成了環(huán)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(shè)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(shè)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(shè)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(jiān)測模塊的信號檢測后，進(jìn)行進(jìn)行紅外線的發(fā)射與接收。當(dāng)控制電路接收到紅外線指令后就開啟或者是關(guān)閉桶蓋。

紅外傳感器有一定的范圍限制，只有當(dāng)人進(jìn)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(chǎn)生一種中斷信號，但信號被中斷后，震動傳感器就會產(chǎn)生一種新的電平信號，這個時候在單片機(jī)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(jī)口的信號進(jìn)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(wèi)生。

三、結(jié)束語

隨著城市進(jìn)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(shè)計出一款智能垃圾桶，幫助實現(xiàn)垃圾分類，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用就顯得尤為重要。本文設(shè)計的智能分類垃圾桶主要依靠紅外線傳感系統(tǒng)，對垃圾進(jìn)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(dāng)中投入的人力物力，對城市環(huán)境的發(fā)展和資源的可持續(xù)利用有著重要意義。