智能分類(lèi)垃圾箱及實(shí)現(xiàn)分析

段志杰

洛陽(yáng)市垃圾場(chǎng)管理所，河南洛陽(yáng) 471000

隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注日益提高，我國(guó)垃圾分類(lèi)相關(guān)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。目前在我國(guó)的各大城市中，采取的垃圾處理方式有很多，主要包括垃圾填埋、焚燒、堆肥、露天貯存等。這些處理方式極易產(chǎn)生一些廢棄物，這些廢棄物會(huì)釋放出各種有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)會(huì)對(duì)土壤、水質(zhì)、大氣等環(huán)境造成污染，現(xiàn)如今垃圾污染已成為世界上嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。從資源利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度分析，垃圾分為可循環(huán)回收和不可循環(huán)回收的。垃圾混合在一起時(shí)只是垃圾，一旦它被分類(lèi)和回收，它就是一種寶藏。即使是生活中常見(jiàn)的廢舊電池也可以循環(huán)利用其中的有效成分，使其變成利潤(rùn)。但由于大眾垃圾分類(lèi)意識(shí)薄弱，導(dǎo)致沒(méi)有有效回收大量的可循環(huán)再生資源，造成環(huán)境污染。對(duì)此，相關(guān)科研技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)現(xiàn)有垃圾箱進(jìn)行分析和重建。

1 我國(guó)傳統(tǒng)垃圾箱存在的問(wèn)題

總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)分類(lèi)垃圾箱一般存在著下面幾個(gè)問(wèn)題：（1）對(duì)于“回收”和“不”沒(méi)有具體說(shuō)明，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，讓人困惑不解;（2）可回收利用，無(wú)法回收利用，因位置、時(shí)間、處理技術(shù)的關(guān)系，或是因設(shè)備更新的緣故，很多都不能永久使用。例如，在我國(guó)農(nóng)村廚房產(chǎn)生的垃圾廢物，可以通過(guò)生物發(fā)酵技術(shù)而得到再次的循環(huán)使用，再比如中國(guó)的建筑廢渣在很多城市不能回收利用，都是用垃圾填埋的方式來(lái)處理，而在一些一二線(xiàn)大城市，完全通過(guò)引進(jìn)或自主研發(fā)先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保證垃圾的循環(huán)利用；此外，還可以根據(jù)垃圾處理方式的不同來(lái)合理分類(lèi)，如果某處的垃圾處理方式以焚燒為主，則可以根據(jù)含水量的不同來(lái)分類(lèi)，最好可以分為干濕垃圾，如果垃圾處理方式以垃圾填埋為主，則它適合填埋無(wú)機(jī)垃圾，建筑垃圾，單排型；由此將會(huì)出現(xiàn)這種情況，某個(gè)城市邊緣與城市中的可回收垃圾不同，或者今年和明年城市中的垃圾將發(fā)生變化。因此，從這個(gè)層面來(lái)講，“音樂(lè)”的分類(lèi)方法是必要的，學(xué)者們不應(yīng)該只盯著城市和地區(qū)的規(guī)模性，垃圾分類(lèi)是“分散”的，而不是“一刀切”，關(guān)鍵問(wèn)題在于改變之后，如何讓居民從心理上能夠適應(yīng)并接受。（3）現(xiàn)有的垃圾箱只能貼上“可回收”和“不可回收”的標(biāo)簽，被迫從專(zhuān)業(yè)角度進(jìn)行分類(lèi)，盡可能細(xì)化，至少應(yīng)該分為三類(lèi)：無(wú)害廢物、有害和有毒的廢物回收。如果可以的話(huà)，再將垃圾回收細(xì)分為金屬、紙、塑料、玻璃、織物，顯得更科學(xué)更方便。因?yàn)閷?shí)際上，這五個(gè)類(lèi)別是我國(guó)循環(huán)利用，并已形成產(chǎn)業(yè)鏈的垃圾箱廢物回收的主要對(duì)象。（4）垃圾桶的許多“充耳不聞”已造成政府財(cái)政的巨大浪費(fèi)。

2 智能垃圾箱的設(shè)計(jì)與研發(fā)

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

智能分類(lèi)垃圾箱由垃圾識(shí)別系統(tǒng)，用戶(hù)交互系統(tǒng)，垃圾處理系統(tǒng)和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)四部分組成。垃圾識(shí)別系統(tǒng)的智能垃圾桶核心功能是分類(lèi)功能，一種是使用可以對(duì)照相機(jī)開(kāi)發(fā)基于android條碼標(biāo)簽，qr代碼標(biāo)簽的實(shí)時(shí)圖像識(shí)別系統(tǒng)，二是利用設(shè)備彩色圖像數(shù)據(jù)加載和深度圖像數(shù)據(jù)提取斜坡（如可樂(lè)瓶）類(lèi)別。調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)來(lái)準(zhǔn)備相應(yīng)數(shù)量的用戶(hù)交互系統(tǒng)，用戶(hù)交互系統(tǒng)分為兩部分，一部分是NFC卡的無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽，講話(huà)，讀寫(xiě)模塊，這個(gè)模塊的功能是識(shí)別系統(tǒng)查詢(xún)返回的金額到一個(gè)卡通城市。二是LED顯示模塊，向用戶(hù)顯示垃圾名稱(chēng)，價(jià)值價(jià)格等屬性，體現(xiàn)了ACM的直觀方便。垃圾處理系統(tǒng)，系統(tǒng)利用紅外距離來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)垃圾積累量，垃圾達(dá)到存儲(chǔ)最大量時(shí)通知人員處置垃圾。

能源供應(yīng)系統(tǒng)使用太陽(yáng)能電池板來(lái)收集太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換為電力為整個(gè)ACM機(jī)器供電。太陽(yáng)能是一種清潔和可持續(xù)的資源，可以滿(mǎn)足該產(chǎn)品的環(huán)保核心要求。桶套有開(kāi)口，上部開(kāi)口設(shè)有蓋子，結(jié)構(gòu)的主要部分是：描述在中央上部桶身的開(kāi)口組中，桶的開(kāi)口側(cè)描述的設(shè)置結(jié)束時(shí)的桶，在桶的另一側(cè)的開(kāi)口上的蓋的另一側(cè)，相應(yīng)地在蓋的一側(cè)在桶的開(kāi)口側(cè)上具有輕觸開(kāi)關(guān)：在桶組的底部具有兩個(gè)板，2/3的擋板高度，描述在桶內(nèi)側(cè)集合的頂部有電池和鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在開(kāi)口側(cè)的底部，再往下就是蓄電池組的底部，蓄電池里面包含磁鐵，磁鐵在倉(cāng)庫(kù)之間設(shè)置擋板電池；在桶的另一側(cè)是一個(gè)智能芯片和一個(gè)紅外傳感器，揚(yáng)聲器安裝在蓋子和桶頂部的太陽(yáng)能電池板上。太陽(yáng)能電池板連接電池，蓄電池供給智能芯片，紅外感應(yīng)裝置，音響裝置和鼓風(fēng)機(jī)。紅外傳感器的輸出端連接智能芯片，智能芯片的輸出端連接聲音設(shè)備。

2.2 具體的設(shè)計(jì)和研發(fā)計(jì)劃

從垃圾的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，主要可以從下面幾個(gè)方面來(lái)設(shè)計(jì)：外觀垃圾箱，智能分類(lèi)回收，氣味處理，語(yǔ)音提示等多功能垃圾箱，自動(dòng)檢測(cè)。力求不僅滿(mǎn)足垃圾箱收集垃圾的最基本功能，還可以實(shí)現(xiàn)去異味，緊急語(yǔ)音報(bào)警，智能自動(dòng)分類(lèi)，GPS定位等功能。

初步篩選廢物，當(dāng)有物體流入傳感器信號(hào)時(shí)，內(nèi)部操作首先將落在傳送帶上的緩沖物體上，然后隨著傳送帶的移動(dòng)進(jìn)入筒口，風(fēng)扇會(huì)將小物件如紙，塑料吹到最 桶的右側(cè)。 磁鐵可以吸引金屬，由于磁性效應(yīng)被吸入左側(cè)的斗中，其余部分不能吸引到磁鐵上，不能垂直落入風(fēng)扇中的物品中間吹走垃圾桶， 隔離垃圾桶之間的擋板。

內(nèi)部設(shè)計(jì)指的是垃圾箱一般設(shè)置為3個(gè)桶，其中有兩個(gè)綠色的桶是可回收的桶。另一個(gè)紅色的桶是不可回收的桶，標(biāo)有不可回收的標(biāo)志和文字，并且可以在垃圾桶的側(cè)壁上安裝一個(gè)小型廢舊電池回收箱。太陽(yáng)能電池板的設(shè)置是為了獨(dú)立采集能源，每天節(jié)省0.87kWh的電力，并且每月節(jié)省高達(dá)18.27元的電費(fèi)（工廠價(jià)格為每度0.7元）。智能芯片安裝在垃圾箱的集成電路上，當(dāng)垃圾快滿(mǎn)時(shí)，垃圾箱會(huì)向經(jīng)理的手機(jī)發(fā)送消息。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，手機(jī)會(huì)發(fā)信號(hào)給處理人員，到020時(shí)會(huì)將其位置傳送到服務(wù)站，以便可以更及時(shí)地進(jìn)行維護(hù)，搜索服務(wù)人員。在CPS定位的幫助下，當(dāng)編外人員在移動(dòng)垃圾桶的時(shí)候，會(huì)激發(fā)揚(yáng)聲器警告提示，這些信號(hào)和位置將會(huì)自動(dòng)發(fā)送給我們的服務(wù)站和工作人員，這樣大大提高的監(jiān)管的效率。垃圾桶內(nèi)置傳感器和iot模塊，垃圾中的垃圾可以填充會(huì)自動(dòng)連接物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)站可以反映環(huán)境狀態(tài)，實(shí)時(shí)將客戶(hù)端信息推送到相關(guān)人員，及時(shí)提醒垃圾回收站。智能分類(lèi)箱配備獨(dú)家管理平臺(tái)，管理人員可以隨時(shí)訪問(wèn)平臺(tái)并將其放置在PC上，以了解智能垃圾桶和員工的情況。通過(guò)高度傳感器可以實(shí)現(xiàn)每天向垃圾箱內(nèi)的天花板高度數(shù)量，大大提高了學(xué)習(xí)產(chǎn)品覆蓋面積，提升了人們的生活質(zhì)量，消費(fèi)水平。收集的數(shù)據(jù)可以滿(mǎn)足公司的其他需求，公司利用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行宣傳后的數(shù)據(jù)處理，可以在調(diào)查時(shí)節(jié)省人力，物力和時(shí)間，解決庫(kù)存上漲等問(wèn)題。垃圾可壓縮到1/5體積，容量提升至普通環(huán)保箱的5～10倍。以往，清潔工一天一次收集垃圾，現(xiàn)在他們每周或每周收集一次垃圾就可以了。如此一來(lái)有效提高清運(yùn)垃圾運(yùn)輸率，減少垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)頻率，節(jié)約運(yùn)輸成本，改善交通擁堵?tīng)顩r，消除二次污染。

3 結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)是科技創(chuàng)新和循環(huán)回收技術(shù)發(fā)展的新時(shí)代，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程模式發(fā)生了很大的變化，從過(guò)去傳統(tǒng)的單向流動(dòng)的線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)模式逐漸轉(zhuǎn)化為“資源 - 產(chǎn)品 - 再生資源”循環(huán)經(jīng)濟(jì)的反饋過(guò)程模式。當(dāng)產(chǎn)品變成垃圾時(shí)，垃圾分類(lèi)是返回新產(chǎn)品的最佳和最快的方式。本產(chǎn)品適用于各種人員和企業(yè)，適用于城市和各種加工基地，使廢物合理化和再利用。智能分級(jí)垃圾桶可以回收不同屬性的垃圾廢物，然后進(jìn)一步細(xì)分，回收利用、循環(huán)利用的收集進(jìn)行再生循環(huán)處理，從而支持節(jié)能減排，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康平穩(wěn)發(fā)展，提升國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著智能家居的高速發(fā)展和人們對(duì)高品質(zhì)生活的日益向往，智能家居將會(huì)成為未來(lái)家住市場(chǎng)的主要模式，智能家居也將在未來(lái)市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。

[1] 王冰梅.我國(guó)分類(lèi)垃圾箱的缺陷及其智能化改造[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（1）：78-79.

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