CN103274143A - 一种智能垃圾桶管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能垃圾桶管理系统，包括由多个智能垃圾桶组成的智能垃圾桶组、用于收集处理智能垃圾桶组的垃圾量信息的汇聚中心模组、终端机和用于接收已满智能垃圾桶信息的无线手持终端；优点是清洁工人只需根据无线手持终端上的信息对相应的智能垃圾桶进行清理，提高了清洁工人的工作效率，在智能垃圾桶满了以后语音指引模块能够告知路人附近较近较空的垃圾桶的位置信息，减少路人乱扔垃圾的现象，而且卫生管理部门可以从终端机中获取整个城市或区域的垃圾分布信息，对智能垃圾桶的分布根据实际需求进行调整，提高城市整体规划布局，减少资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种管理系统，尤其是涉及一种智能垃圾桶管理系统。
背景技术
在城市生活中，道路两旁间隔设置的垃圾桶给人们的生活带来了很大的便利。由于垃圾桶的数量较多，分布范围较广，对垃圾桶的管理难度也较大。目前，在垃圾桶的管理方面主要存在以下问题：一、清洁人员每天需要多次清理道路两旁所有的垃圾桶，清洁人员清理垃圾桶时一般按照垃圾桶的排列顺序，垃圾数量较少的垃圾桶与垃圾数量较多甚至常常满溢的垃圾桶的清理频率一样，由此导致清洁工作变得高频率却低效率；二、路人需要扔垃圾但看到垃圾桶已满后无法得知附近较近较空的垃圾桶的位置信息，不知道垃圾该往哪儿扔，有人直接丢在已满的垃圾桶里，有人甚至丢在垃圾桶外边，对周边环境造成污染，也增加了清洁工人的工作负担；三、垃圾区域的管理人员无法知道整个城市或区域的垃圾分布信息，因此城市道路两旁的垃圾桶一般是等间距放置的，而实际上各个不同的路段根据路人的使用频率所需要的垃圾桶数量是不一样的，由此导致城市垃圾桶规划的不合理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以提高清洁工人的工作效率，并在垃圾桶满了以后能够告知路人附近较近较空的垃圾桶的位置信息，且能提供整个城市或区域的垃圾分布信息的智能垃圾桶管理系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能垃圾桶管理系统，包括由多个智能垃圾桶组成的智能垃圾桶组、用于收集处理所述的智能垃圾桶组的垃圾量信息的汇聚中心模组、终端机和用于接收已满智能垃圾桶信息的无线手持终端，所述的智能垃圾桶包括桶体、桶盖和智能控制系统，所述的智能控制系统包括第一控制模块、第一无线收发模块、语音指引模块、指示灯提示模块、安装于所述的桶口附近的红外传感器、用于检测垃圾高度的高度检测模块和舵机，所述的第一控制模块分别与所述的红外传感器、所述的第一无线收发模块、所述的语音指引模块、所述的指示灯提示模块、所述的高度检测模块和所述的舵机连接，所述的舵机安装在所述的桶体的内侧壁上并与所述的桶盖固定连接，所述的汇聚中心模组包括第二控制模块、第二无线收发模块和用于与所述的终端机进行数据交换的GPRS发送模块，所述的第二控制模块分别与所述的第二无线收发模块和所述的GPRS发送模块连接，所述的终端机中设置有数据显示模块以及智能垃圾桶的电子地图，所述的数据显示模块对所述的智能垃圾桶的电子地图中各个智能垃圾桶的状态进行更新。
所述的汇聚中心模组还包括显示模块和报警模块，所述的显示模块和所述的报警模块分别与所述的第二控制模块连接。
所述的智能垃圾桶组中的多个智能垃圾桶通过无线网络进行数据交换，多个智能垃圾桶组成链式智能垃圾桶网络，所述的智能垃圾桶组通过位于链式智能垃圾桶网络终点的智能垃圾桶与所述的汇聚中心模组进行数据交换。
所述的高度检测模块包括第一高度检测模块和第二高度检测模块，所述的第一高度检测模块设置于所述的桶体高度的二分之一处，所述的第二高度检测模块设置于所述的桶体高度的十分之九处。
所述的第一高度检测模块和所述的第二高度检测模块均包括红外光电对管发射管和红外光电对管接收管，所述的红外光电对管发射管和所述的红外光电对管接收管分别安装于所述的桶体相对的两侧。
与现有技术相比，本发明的优点在于智能垃圾桶组中的每个智能垃圾桶通过红外传感器检测是否有路人要扔垃圾，高度检测模块检测该智能垃圾桶内的垃圾高度并将该智能垃圾桶内的垃圾高度信息传输给第一控制模块，如果该智能垃圾桶的垃圾高度信息表示该智能垃圾桶未满，则第一控制模块驱动舵机将桶盖打开，智能垃圾桶正常工作，如果该智能垃圾桶的垃圾高度信息表示该智能垃圾桶已满，则第一控制模块不再驱动舵机，桶盖不打开，第一控制模块通过第一无线收发模块将该智能垃圾桶已满的信息传输给汇聚中心模组的第二无线收发模块和无线手持终端，第二无线收发模块将该智能垃圾桶已满的信息传输给第二控制模块，第二控制模块通过GPRS发送模块将该智能垃圾桶已满的信息输送到终端机中存储，终端机中的数据显示模块根据收到的信息对智能垃圾桶的电子地图中对应的智能垃圾桶的状态进行更新，此时，终端机从智能垃圾桶的电子地图中提取距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息并通过GPRS发送模块传送到汇聚中心模组，汇聚中心模块通过无线网络将距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息传输给第一控制模块，第一控制模块驱动语音指引模块和指示灯提示模块，指示灯提示模块发光，语音指引模块告知路人该智能垃圾桶已满和距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息，由此，清洁工人只需根据无线手持终端上的信息对相应的智能垃圾桶进行清理，提高了清洁工人的工作效率，在智能垃圾桶满了以后语音指引模块能够告知路人附近较近较空的垃圾桶的位置信息，减少路人乱扔垃圾的现象，而且卫生管理部门可以从终端机中获取整个城市或区域的垃圾分布信息，对智能垃圾桶的分布根据实际需求进行调整，提高城市整体规划布局，减少资源浪费；
当汇聚中心模组还包括显示模块和报警模块时，显示模块显示各个智能垃圾桶的当前状况，报警模块在出现已满智能垃圾桶是发出报警音，清洁管理部门可以通过显示模块观测智能垃圾桶的状况，且在听到报警音后可以督促清洁工人及时清理已满垃圾桶，实现对智能垃圾桶的双重管理；
当智能垃圾桶组中的多个智能垃圾桶通过无线网络进行数据交换，多个智能垃圾桶组成链式智能垃圾桶网络，智能垃圾桶组通过位于链式智能垃圾桶网络终点的智能垃圾桶与汇聚中心模组进行数据交换，可以避免多个智能垃圾桶同时与汇聚中心模组进行通信，造成汇聚中心模组负担较大，并且可以采用价格较低的汇聚中心模组来实现本发明的功能，成本较低；
当第一高度检测模块和第二高度检测模块均包括红外光电对管发射管和红外光电对管接收管，红外光电对管发射管和红外光电对管接收管分别安装于桶体相对的两侧，当垃圾进入红外光电对管发射管和红外光电对管接收管时，将红外光电对管发射管和红外光电对管接收管之间的红外通信阻隔，实现高度的检测，结构简单，成本较低，且准确性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的智能垃圾桶的立体图；
图3为本发明的智能垃圾桶的原理框图；
图4为本发明的汇聚中心模组的原理框图；
图5本发明的SimpliciTI网络协议工作原理图；
图6为本发明的语音指引模块的结构图；
图7为本发明的语音指引模块的工作流程图；
图8为本发明的的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1～4所示，一种智能垃圾桶管理系统，包括由多个智能垃圾桶1组成的智能垃圾桶组2、用于收集处理智能垃圾桶组2的垃圾量信息的汇聚中心模组3、终端机4和用于接收已满智能垃圾桶信息的无线手持终端4，智能垃圾桶1包括桶体5、桶盖6和智能控制系统，桶体5的上端设置有桶口11，桶盖6将桶口11盖住，智能控制系统包括第一控制模块7、第一无线收发模块8、语音指引模块9、指示灯提示模块10、安装于桶口11附近的红外传感器12、用于检测垃圾高度的高度检测模块和舵机13，第一控制模块7由型号为MSP430的集成芯片及外围电路组成，第一无线收发模块8采用型号为CC2500的无线射频模块，指示灯提示模块10由多个LED灯组成，红外传感器12为热释电红外传感器，第一控制模块7分别与红外传感器12、第一无线收发模块8、语音指引模块9、指示灯提示模块10、高度检测模块和舵机13连接，舵机13安装在桶体5的内侧壁上并与桶盖6固定连接，汇聚中心模组3包括第二控制模块31、第二无线收发模块32和用于与终端机4进行数据交换的GPRS发送模块33，第二控制模块31由型号为MSP430的集成芯片及外围电路组成，第二无线收发模块32采用型号为CC2500的无线射频模块，第二控制模块31分别与第二无线收发模块32和GPRS发送模块33连接，GPRS发送模块33采用了华为公司的型号为GTM-900C的GPRS模块，终端机4为电脑，GPRS模块插入SIM卡之后，经固定的端口号和终端机4中输入的IP地址通过互联网将数据发送出去，使得终端机4能够接收到来自汇聚中心模组3的数据，终端机4中设置有数据显示模块41以及智能垃圾桶的电子地图42，数据显示模块41对智能垃圾桶的电子地图42中各个智能垃圾桶的状态进行更新。
本实施例中，终端机4设置有数据显示模块，用于智能垃圾桶状况的信息显示，可以对每分钟或者是每小时智能垃圾桶开启次数和满溢次数进行统计。当智能垃圾桶历经从较空到较满整个过程时，才算作一次有效的满溢次数。通过对一定时间内智能垃圾桶满溢次数和开启次数的统计，可以了解到智能垃圾桶当前的工作状态，并估算其工作频率。电子地图42显示智能垃圾桶的地理位置和分布状况，不仅能够有效地为路人语音指引扔垃圾，从中可以直观地了解到在整个城市的交通道路中智能垃圾桶的分布状态，判断城市中哪些地段的智能垃圾桶工作频率较高，哪些地段的智能垃圾桶工作频率较低。从而可以对整个城市的垃圾分布情况进行实时监测并作出及时处理，实现城市智能垃圾桶的智能化管理。
本实施例中，汇聚中心模组3还包括显示模块34和报警模块35，显示模块34和报警模块35分别与第二控制模块31连接。显示模块34采用OLED显示屏，显示模块34显示辖区内的智能垃圾桶的空满状态及需要清洁的垃圾桶。
本实施例中，智能垃圾桶组2中的多个智能垃圾桶1通过无线网络进行数据交换，多个智能垃圾桶组1成链式智能垃圾桶网络，智能垃圾桶组2通过位于链式智能垃圾桶网络终点的智能垃圾桶与汇聚中心模组3进行数据交换，链式智能垃圾桶网络终点的智能垃圾桶与汇聚中心模组3进行数据交换采用的无线网络为TI公司开发的专门针对其CCxxxx系列无线通信芯片的SimpliciTI网络协议。其中SimpliciTI网络协议工作原理图如图5所示。
本实施例中，高度检测模块包括第一高度检测模块和第二高度检测模块，第一高度检测模块设置于桶体5高度的二分之一处，第二高度检测模块设置于桶体5高度的十分之九处。第一高度检测模块和第二高度检测模块均包括两对红外光电对管发射管14和红外光电对管接收管15，红外光电对管发射管14和红外光电对管接收管15分别安装于桶体5相对的两侧。智能垃圾桶根据设定的1/2高度和9/10高度，在垃圾高度未达到1/2时判断为较空，在垃圾高度达到1/2未达到9/10时判断为较满，在垃圾高度未达到9/10时判断为已满。
本实施例中，如图6所示，语音指引模块9包括单片机控制器91、音频放大器92及扩音器93，单片机控制器91由型号为ISD4004的语音芯片及外围电路组成。语音指引模块9的工作流程图如图7所示。
本发明的工作流程图如图8所示，具体为：红外传感器检测是否有路人要扔垃圾，当有路人要扔垃圾时，高度检测模块检测该智能垃圾桶内的垃圾高度并将该智能垃圾桶内的垃圾高度信息传输给第一控制模块7，如果该智能垃圾桶的垃圾高度信息表示该智能垃圾桶未满，则第一控制模块7驱动舵机13将桶盖6打开，智能垃圾桶正常工作；如果该智能垃圾桶的垃圾高度信息表示该智能垃圾桶已满，则第一控制模块7不再驱动舵机13，桶盖6不打开，第一控制模块7通过第一无线收发模块8将该智能垃圾桶已满的信息传输给汇聚中心模组3的第二无线收发模块32和清洁人员携带的无线手持终端，第二无线收发模块32将该智能垃圾桶已满的信息传输给第二控制模块31，第二控制模块31通过GPRS发送模块33将该智能垃圾桶已满的信息输送到终端机4中存储处理，终端机4中的数据显示模块根据收到的信息对智能垃圾桶的电子地图42中对应的智能垃圾桶的状态进行更新，此时，终端机4从智能垃圾桶的电子地图42中提取距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息并通过GPRS发送模块33传送到汇聚中心模组3，汇聚中心模块3通过无线网络将距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息传输给第一控制模块7，第一控制模块7驱动语音指引模块9和指示灯提示模块10，指示灯提示模块10发光，语音指引模块9告知路人该智能垃圾桶已满和距离该智能垃圾桶最近的未满的智能垃圾桶的位置信息。
Claims (5)
1.一种智能垃圾桶管理系统，其特征在于包括由多个智能垃圾桶组成的智能垃圾桶组、用于收集处理所述的智能垃圾桶组的垃圾量信息的汇聚中心模组、终端机和用于接收已满智能垃圾桶信息的无线手持终端，所述的智能垃圾桶包括桶体、桶盖和智能控制系统，所述的智能控制系统包括第一控制模块、第一无线收发模块、语音指引模块、指示灯提示模块、安装于所述的桶口附近的红外传感器、用于检测垃圾高度的高度检测模块和舵机，所述的第一控制模块分别与所述的红外传感器、所述的第一无线收发模块、所述的语音指引模块、所述的指示灯提示模块、所述的高度检测模块和所述的舵机连接，所述的舵机安装在所述的桶体的内侧壁上并与所述的桶盖固定连接，所述的汇聚中心模组包括第二控制模块、第二无线收发模块和用于与所述的终端机进行数据交换的GPRS发送模块，所述的第二控制模块分别与所述的第二无线收发模块和所述的GPRS发送模块连接，所述的终端机中设置有数据显示模块以及智能垃圾桶的电子地图，所述的数据显示模块对所述的智能垃圾桶的电子地图中各个智能垃圾桶的状态进行更新。
2.根据权利要求1所述的一种智能垃圾桶管理系统，其特征在于所述的汇聚中心模组还包括显示模块和报警模块，所述的显示模块和所述的报警模块分别与所述的第二控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能垃圾桶管理系统，其特征在于所述的智能垃圾桶组中的多个智能垃圾桶通过无线网络进行数据交换，多个智能垃圾桶组成链式智能垃圾桶网络，所述的智能垃圾桶组通过位于链式智能垃圾桶网络终点的智能垃圾桶与所述的汇聚中心模组进行数据交换。
4.根据权利要求1所述的一种智能垃圾桶管理系统，其特征在于所述的高度检测模块包括第一高度检测模块和第二高度检测模块，所述的第一高度检测模块设置于所述的桶体高度的二分之一处，所述的第二高度检测模块设置于所述的桶体高度的十分之九处。
5.根据权利要求4所述的一种智能垃圾桶管理系统，其特征在于所述的第一高度检测模块和所述的第二高度检测模块均包括红外光电对管发射管和红外光电对管接收管，所述的红外光电对管发射管和所述的红外光电对管接收管分别安装于所述的桶体相对的两侧。
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