生活垃圾自動(dòng)識(shí)別分類系統(tǒng)研究

高永強(qiáng)，馮露之，平 安，薛 軍，尉江波

（1.呂梁學(xué)院，山西 離石 033000；2.山西工程科技職業(yè)大學(xué)，山西 晉中 030602）

目前，垃圾是各國(guó)環(huán)境面對(duì)的重要問(wèn)題，很多城市的垃圾因?yàn)閿?shù)量太多，根本無(wú)法被及時(shí)處理干凈，這就導(dǎo)致垃圾日益堆積，造成城市環(huán)境受到嚴(yán)重的污染，并且這種集中處理的方式會(huì)導(dǎo)致很多垃圾無(wú)法進(jìn)行回收，而一些有害垃圾也造成了環(huán)境更嚴(yán)重的污染。因此，為了節(jié)約人力物力，并且保證垃圾能夠得到回收利用，生活垃圾自動(dòng)識(shí)別分類系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這是城市化生活和垃圾回收的一種必然趨勢(shì)。

1 垃圾處理存在的問(wèn)題

1.1 人們的垃圾分類意識(shí)不高

很多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)垃圾分類非常重視，實(shí)行垃圾分類已經(jīng)成為他們?nèi)粘Ｉ畹囊环N態(tài)度，城市里的垃圾桶都是分類擺放的，居民們也都樹(shù)立了良好的生活垃圾分類意識(shí)。而我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，在垃圾分類方面仍舊有很多問(wèn)題需要去解決。盡管我國(guó)政府早在2002年就開(kāi)始提倡垃圾分類，但是效果卻不顯著，很多居民的垃圾分類意識(shí)并不高。直到今日，盡管已經(jīng)有一些城市出臺(tái)了垃圾分類的規(guī)定，但是我們也可以看到，人們的垃圾分類意識(shí)仍然較差，并且很多居民對(duì)于垃圾分類不是很理解，大家也不清楚如何進(jìn)行垃圾分類[1]。因此，這也導(dǎo)致了我們的生活垃圾分類和收集工作仍然存在許多問(wèn)題。

1.2 垃圾分類方法不統(tǒng)一

在2004年，我國(guó)出臺(tái)了城市生活垃圾分類方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但是這些分類方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有讓我們的城市垃圾得到更好的分類。盡管很多居民想將垃圾進(jìn)行分類，卻也是有心無(wú)力。因?yàn)槔诸惖臒┈崳瑢?dǎo)致很多地方的垃圾分類非?；靵y，所以就造成了垃圾分類的政策無(wú)法實(shí)施完整。再加上每個(gè)城市的分類系統(tǒng)都不一樣，導(dǎo)致了很多垃圾亂七八糟分類現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.3 垃圾處理方式?jīng)]有更新

目前，我國(guó)垃圾主要的處理方式是進(jìn)行焚燒，如果能夠提前將垃圾做好分類，將一些可利用的垃圾進(jìn)行回收，那么也就意味著很多垃圾不用進(jìn)行焚燒，就可以減少焚燒帶來(lái)的危害。因?yàn)槔贌幚矸绞奖旧砭陀泻芏辔：?，這在很多發(fā)達(dá)國(guó)家也不能很好解決。因此，研究一種簡(jiǎn)單低廉的垃圾分類處理方式具有重大的意義，我們的垃圾處理方式必須創(chuàng)新，這樣才能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求，減少環(huán)境的污染和惡化[2]。

1.4 垃圾處理觀念落后

盡管我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的進(jìn)程加快，但是民眾垃圾分類意識(shí)依舊沒(méi)有得到普遍提高。在垃圾的處理上，只是加大對(duì)垃圾填埋場(chǎng)和焚燒廠的不斷投入，在垃圾分類方面落實(shí)得依然不到位。這種處理垃圾的落后方式和落后觀念亟需改進(jìn)。

2 垃圾自動(dòng)分類的技術(shù)方案

2.1 需要控制垃圾分類

在垃圾自動(dòng)分類上，可以采用條形碼技術(shù)對(duì)每一種垃圾進(jìn)行投放識(shí)別，將有害垃圾與可回收垃圾進(jìn)行分類識(shí)別。這個(gè)技術(shù)一定要重點(diǎn)關(guān)注有害垃圾和不可回收的垃圾，因?yàn)榭苫厥绽话銛?shù)量比較少，而廚房垃圾和一些異味比較大的垃圾數(shù)量會(huì)很多，垃圾種類也非常多，這類垃圾如果分類不徹底，就會(huì)對(duì)周邊環(huán)境有很大的影響，因此，這種技術(shù)的識(shí)別要重點(diǎn)考慮廚房垃圾和一些異味比較大的垃圾，要對(duì)它們進(jìn)行重點(diǎn)識(shí)別，并且在投放這些裝置的時(shí)候，要重點(diǎn)放在廚房和一般垃圾當(dāng)中。

2.2 制作垃圾袋的條形碼編碼

垃圾袋是每個(gè)家庭存放垃圾的必需品，因此，要實(shí)現(xiàn)垃圾的自動(dòng)分類，就要從垃圾袋入手，將垃圾條形碼進(jìn)行批量印制，讓每一個(gè)垃圾袋上都帶有分類的條形碼，這樣在進(jìn)行垃圾分類時(shí)更加有利于自動(dòng)分類的程序。因?yàn)闂l形碼的使用，才能讓生活垃圾自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)能夠更好地運(yùn)行。對(duì)于一般垃圾袋，大部分都是由居民各自提供，不具備印制條形碼的條件，這樣的情況可以由居民社區(qū)統(tǒng)一打印，讓居民粘貼在自己家使用的垃圾袋上。

3 基于互聯(lián)網(wǎng)的生活垃圾分類投放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于互聯(lián)網(wǎng)的生活垃圾分類投放系統(tǒng)，根據(jù)投放垃圾分類裝置，將各市區(qū)、各街道的計(jì)算機(jī)等終端接入系統(tǒng)，以便于更好地掌握垃圾分類的情況，讓垃圾自動(dòng)化分類系統(tǒng)能夠更好地運(yùn)行。

3.2 系統(tǒng)功能：垃圾分類投放裝置

（1）條碼識(shí)別單位。首先，在垃圾袋上應(yīng)有條碼信息，它對(duì)應(yīng)著居民的住址和每一種垃圾分類的類型，在居民區(qū)投放垃圾的時(shí)候，垃圾自動(dòng)化分類系統(tǒng)會(huì)對(duì)垃圾袋上的條碼進(jìn)行掃描和識(shí)別，并且將其記錄。同時(shí)，在通過(guò)電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，在系統(tǒng)感應(yīng)到垃圾的類型和信息之后，會(huì)自動(dòng)打開(kāi)所對(duì)應(yīng)的垃圾投放箱，實(shí)現(xiàn)垃圾的精準(zhǔn)投放和進(jìn)行垃圾投放信息的整理。讓垃圾分類更加條理化，促進(jìn)垃圾自動(dòng)化分類的發(fā)展，更好地普及生活垃圾自動(dòng)化分類的系統(tǒng)。

（2）電氣控制單元。采取單片機(jī)對(duì)五個(gè)垃圾系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別和控制，讓系統(tǒng)能夠根據(jù)垃圾的不同類型對(duì)垃圾進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別，從而對(duì)每一種垃圾所對(duì)應(yīng)的垃圾箱實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)地完成垃圾分類。這個(gè)自動(dòng)化過(guò)程可以減少很多垃圾回收的手段和程序，同時(shí)也可以防止一些可回收的垃圾被浪費(fèi)，節(jié)省了很多人力和物力資源。除此之外，在居民進(jìn)行垃圾投放的時(shí)候，可以記錄他們的投放信息，將每一個(gè)居民的垃圾投放和分類數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。當(dāng)居民投放垃圾過(guò)多導(dǎo)致垃圾箱外溢的時(shí)候，系統(tǒng)所連接的計(jì)算機(jī)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)采取短信或者其他方式自動(dòng)報(bào)警，就會(huì)有專門的處理人員來(lái)進(jìn)行收取垃圾，這也防止了垃圾箱過(guò)滿而導(dǎo)致環(huán)境受到污染，從而讓整個(gè)城市的環(huán)境變得更好。

（3）機(jī)械傳動(dòng)單元。系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接控制垃圾桶的蓋子，當(dāng)前面的感應(yīng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將垃圾的種類以及居民投放的信息整理好之后。在居民進(jìn)行垃圾投放的時(shí)候，機(jī)械傳動(dòng)單元就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)對(duì)應(yīng)的垃圾箱蓋，讓垃圾能夠準(zhǔn)確地進(jìn)入到每一個(gè)被分類好的垃圾箱中。這也節(jié)省了居民的時(shí)間，減少他們因?qū)诸惒磺宄鴰?lái)的煩惱。同時(shí)，也防止垃圾混亂分類現(xiàn)象的發(fā)生，讓垃圾分類能夠更加有條理地進(jìn)行，提高居民的垃圾處理意識(shí)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。

（4）通信接口單元。通信接口單元是防止環(huán)境因垃圾箱過(guò)滿受到污染的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果沒(méi)有這個(gè)環(huán)節(jié)，那么就算前面的垃圾分類做得再好，最后的結(jié)果也是讓垃圾外溢出來(lái)，又重新堆積到一起。通信接口單元的設(shè)置可以讓垃圾的情況被準(zhǔn)確檢測(cè)到，因?yàn)橥ㄐ趴趩卧ㄟ^(guò)無(wú)線的方式與社區(qū)和各市區(qū)街道的計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)系，垃圾分類投放信息能夠被系統(tǒng)更好地監(jiān)測(cè)到。如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到垃圾箱已經(jīng)滿了，那么就會(huì)自動(dòng)地通知專業(yè)的人員來(lái)進(jìn)行處理。

3.3 垃圾分類監(jiān)管信息系統(tǒng)

（1）垃圾分類監(jiān)管信息系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。垃圾分類監(jiān)管信息系統(tǒng)采取互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)，適合瀏覽器的應(yīng)用程序，可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行垃圾數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和整理。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以讓信息的整理更加準(zhǔn)確，減少人力資源的投入，同時(shí)，又能夠準(zhǔn)確分析出垃圾的信息和分類的情況，讓垃圾自動(dòng)化分類的方案實(shí)行得更順利，加快我國(guó)垃圾自動(dòng)化分類的發(fā)展。

（2）監(jiān)管信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)。監(jiān)管信息系統(tǒng)的功能是將各個(gè)市區(qū)、街道、社區(qū)聯(lián)系起來(lái)，將相關(guān)負(fù)責(zé)人的信息和通信方式進(jìn)行記錄，同時(shí)也會(huì)記錄所在地區(qū)的志愿者和聯(lián)系人以及他們的通信方式，并且對(duì)條形碼垃圾袋的發(fā)放領(lǐng)取人以及他們使用的數(shù)量、使用時(shí)間和規(guī)格都能夠進(jìn)行相應(yīng)的記錄。居民垃圾分類的時(shí)間以及分類的位置信息都能夠被系統(tǒng)讀取，從而可以更好地管理居民的垃圾分類。除此之外，監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)還可以更好地記錄市區(qū)人員和各城區(qū)的垃圾分類正確率、投放準(zhǔn)確率，以及各種存在的問(wèn)題和不足，并且進(jìn)行定期的統(tǒng)計(jì)，將各個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和分類系統(tǒng)的情況都進(jìn)行存檔發(fā)放。專業(yè)人員會(huì)定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和檢測(cè)，隨時(shí)掌握垃圾分類的動(dòng)態(tài)情況。

4 自動(dòng)識(shí)別分類回收系統(tǒng)的應(yīng)用前景

由于我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，生活在城市中的人口不斷增長(zhǎng)，所以城市每天都會(huì)產(chǎn)生很多生活垃圾和一些難以處理的其他垃圾。為了能夠更好地保護(hù)我們的生活環(huán)境以及提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展，就必須做好垃圾分類、回收和處理工作，而垃圾分類又是重中之重。但是讓人們快速接受垃圾分類的觀念，并且實(shí)施好垃圾分類的日常工作，依然面臨很多問(wèn)題與困難。由于我國(guó)居民的垃圾分類意識(shí)不高，并且對(duì)于垃圾分類的知識(shí)也不是很了解，如果強(qiáng)制性規(guī)定讓居民進(jìn)行垃圾分類，效果有限，還會(huì)出現(xiàn)很多垃圾分類混亂的情況，并且也會(huì)造成很多可回收垃圾資源的浪費(fèi)。然而采用自動(dòng)識(shí)別分類回收系統(tǒng)，人們可以減少因很多垃圾分類帶來(lái)的不必要的麻煩，他們只需要將帶有條碼的垃圾袋放入垃圾回收系統(tǒng)中，系統(tǒng)就可以自動(dòng)檢測(cè)到垃圾的類型，自動(dòng)地進(jìn)入相應(yīng)的垃圾箱當(dāng)中。如此一來(lái)，就可以減少很多不必要的程序和手段，讓居民的垃圾分類工作得以順利運(yùn)行。自動(dòng)識(shí)別分類回收系統(tǒng)可以將垃圾進(jìn)行合理精準(zhǔn)的分類，不僅減少了對(duì)環(huán)境污染，提高了有用垃圾的回收利用，而且減少了垃圾資源浪費(fèi)的情況。

自動(dòng)識(shí)別分類回收系統(tǒng)可以極大地減少在垃圾分類與處理方面的人力和物力投入，有助于降低轉(zhuǎn)運(yùn)成本和人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了垃圾回收的工作效率，也相當(dāng)于減少了垃圾填埋場(chǎng)和垃圾焚燒廠的建設(shè)數(shù)量，讓我們的生活環(huán)境得到了有效的保護(hù)。同時(shí)，在垃圾進(jìn)行回收和轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，因?yàn)榉诸惖膶I(yè)化就不會(huì)導(dǎo)致第二次污染的產(chǎn)生，垃圾的合理分類可以讓很多可回收垃圾能夠得到再次循環(huán)利用，減少了資源浪費(fèi)，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)城市人口的快速增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，垃圾處理已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。目前的垃圾處理工作中依然存在許多問(wèn)題和矛盾，因此，垃圾自動(dòng)識(shí)別分類系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，它讓垃圾分類更加便利，可以讓垃圾被精準(zhǔn)分類并且進(jìn)行有效回收利用，防止資源的浪費(fèi)，還節(jié)約了垃圾分類方面的人力物力投入，提高了垃圾分類的效果和監(jiān)管水平，其應(yīng)用前景廣闊。