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(xué)院，河北 衡水 053000）

隨著人民生活水平的提高和國(guó)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(chǎng)焦點(diǎn)。隨著政策文件不斷出臺(tái)，明確到2025 年，全國(guó)地級(jí)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(jìn)一步落地，行業(yè)在5～7 年內(nèi)將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，以往通過混合收運(yùn)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(chǎng)需求。

目前，中國(guó)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(shí)間固定車輛到各個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行回收，對(duì)于每個(gè)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(gè)集垃圾信息及設(shè)施信息搜集、運(yùn)輸車輛調(diào)度、垃圾分類回收等的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集中管理調(diào)度，合理分配資源，實(shí)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(yùn)作，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集，監(jiān)控垃圾箱的實(shí)時(shí)狀態(tài)和居民住戶行為，優(yōu)化清運(yùn)管理，從而實(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)智能垃圾桶和用戶不同后端平臺(tái)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(tái)三個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控垃圾桶狀態(tài)，比如實(shí)時(shí)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(hào)進(jìn)行無線傳輸，將數(shù)據(jù)透?jìng)骰蛘呤褂锰厥獾膮f(xié)議格式傳送到各級(jí)主管部門的終端監(jiān)控平臺(tái)。

（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(jìn)行處理，傳送到各級(jí)主管部門的終端監(jiān)控平臺(tái)后，通過數(shù)據(jù)大屏或者終端查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

二、物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)

智能垃圾分類系統(tǒng)是為垃圾分類管理專門設(shè)計(jì)的智能垃圾分類系平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)以垃圾分類資源優(yōu)化配置和調(diào)度為主要目標(biāo)，以數(shù)據(jù)為核心，實(shí)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(tái)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化原則、科學(xué)性和先進(jìn)性原則、開放性和擴(kuò)展性原則、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性原則，結(jié)合了當(dāng)前先進(jìn)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(dòng)應(yīng)用技術(shù)等進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)。平臺(tái)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(jiǎn)化的操作功能模塊，做到貼近智能垃圾管理實(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控智能垃圾桶，可以幫助監(jiān)管部門對(duì)垃圾傾倒情況進(jìn)行全天24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可為資源調(diào)配提供有效信息。

（二）垃圾報(bào)警設(shè)備定期對(duì)垃圾桶內(nèi)垃圾容量進(jìn)行信息采集，并內(nèi)部做處理。當(dāng)垃圾容量高于設(shè)定值時(shí)候，主動(dòng)上報(bào)平臺(tái)，并通知相關(guān)人員對(duì)垃圾進(jìn)行處理，做到快速及時(shí)。

（三）溫度報(bào)警設(shè)備定期對(duì)垃圾桶溫度進(jìn)行采集，當(dāng)采集容量高于設(shè)定值時(shí)候，主動(dòng)上報(bào)平臺(tái)，并通知相關(guān)人員對(duì)垃圾進(jìn)行處理，做到防火目的。

（四）分類管理利用射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)各類垃圾進(jìn)行有效分類，比如干垃圾、濕垃圾等，自動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間上報(bào)一次心跳包(默認(rèn)為1 小時(shí)上報(bào)一次)，心跳包包含設(shè)備電池電壓、運(yùn)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(tái)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(shí)施平臺(tái)，利用其在信息收集、傳輸、處理方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市垃圾分類回收的實(shí)時(shí)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(gè)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(yùn)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(tái)支持百萬級(jí)終端接入，遠(yuǎn)程運(yùn)維輕松搞定，幫助垃圾分類運(yùn)營(yíng)企業(yè)提升規(guī)?；\(yùn)營(yíng)能力。