CN109857007A - 一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统及工作方法，包括无源RFID标签，称重模块，手持智能终端设备，分类后端云平台系统；所述无源RFID标签安装在垃圾箱上,用于标识不同的住户；所述称重设备安装在垃圾收运车上,用于垃圾称重；所述手持智能终端设备由垃圾收运人员携带,用于垃圾分类的情况的实时监控和收运车的运行轨迹监控；所述后端云平台用于垃圾分类综合评价和垃圾车的运行调度。本发明有效收集垃圾分类源头信息，对日常垃圾分类行为产生监管作用；对垃圾运输的全过程进行监控与调度，提升垃圾分类运行效率的同时方便运输管理；掌握各县镇村的垃圾分类全过程大数据，并进行相应的数据分析，对垃圾分类起到指导作用。
Description
技术领域
本发明属于智能垃圾分类系统及方法，具体涉及一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统及其工作方法。
技术背景
近年来，随着人民生活质量的提高，生活垃圾日益增多，环保问题成为一个亟待解决的问题。与城市环境、城镇环境不同，农村生活垃圾的来源、种类及数量相对市镇来讲有着自身特色，如农用薄膜与餐厨垃圾及塑料口袋、塑料瓶等日常生活垃圾共同构成农村生活垃圾的来源，同类垃圾的产生量少于市镇，且具有产生分散、收集难的特点。目前农村生活垃圾的处置遵循着“户分类、村收集、镇转运、县处理”的原则，重点放在垃圾收集设施的建设上。但是，由于农村环境特点和地理交通条件，“镇转运”难以全部实现，加之村民居住分散、环保意识不强、缺乏有效引导，生活垃圾基本处于“户无分类、村难收集”的状况，不少已建好的垃圾收集设施因后期管理不善致使闲置浪费或被破坏甚至成为新的集中污染源，因此扎实推进农村生活垃圾分类处理，着力改善农村生态环境和农民生产生活条件，垃圾分类从农村做起更有优势，加强宣传引导和提供条件，农村有条件走出一条不同于城市的分类利用减量化之路。为加快推进社会主义生态文明建设和美丽新农村建设，需要围绕实施农村生活垃圾减量化资源化无害化公类处理，加快建立公类投放要定时、分类收集要定人、分类动输要定车、分类处理要定位的“四分四定”垃圾处理体系。基于上述需求，本发明一种智能垃圾分类系统及其方法采用物联网、云计算、大数据和移动互联网等技术，能有效解决垃圾分类的问题。
发明内容
本发明针对当前农村垃圾分类存在的问题，采用物联网、云计算、大数据和移动互联网相结合的技术解决农村垃圾分类监管和垃圾运输监管问题，提出了一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统及工作方法。
一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，包括无源RFID标签，称重模块，手持智能终端设备，分类后端云平台系统；所述无源RFID标签安装在垃圾箱上,用于标识不同的住户；所述称重设备安装在垃圾收运车上,用于垃圾称重；所述手持智能终端设备由垃圾收运人员携带,用于垃圾分类的情况的实时监控和收运车的运行轨迹监控；所述后端云平台用于垃圾分类综合评价和垃圾车的运行调度。
作为优选，每个住户具有唯一垃圾箱,无源RFID标签在使用前关联住户的手机号码信息，住户每天能够实时收到当天垃圾分类的情况。
作为优选，所述称重设备包括称重传感器模块和蓝牙通信模块，称重传感器模块用于对垃圾桶进行称重，蓝牙模块用于将称重的数据上传到手持智能终端。
作为优选，手持智能终端设备能够实现对住户的垃圾分类情况进行评价评分的功能。
作为优选，手持智能终端由MCU控制模块、RFID读写模块、GPS/BD导航模块、摄像头模块、蓝牙通信模块、2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块构成。
一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统的使用方法，具体包括以下步骤：
(一)在智能垃圾分类系统运行前，每一住户的每个垃圾桶安装无源RFID标签，通过后端云平台系统将RFID标签与农户个人信息与使用的垃圾桶进行关联，确保垃圾分类工作涉及到每一位住户；
(二)在使用过程中，每天由垃圾收运员使用手持终端设备对每一户进行身份识别，该手持智能终端的RFID读写模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于读取垃圾桶上的无源RFID标签信息，区分每个住户的垃圾箱；同时该手持终端通过按键方式对农户垃圾分类情况进行评分，当评分结果为零时，打开手持终端的拍照功能，其摄像头模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，完成拍照取证当前住户垃圾分类结果；同时在垃圾运输车上对垃圾进行称重，蓝牙通信模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于读取称重设备上传的当前用户的垃圾重量信息；最后手持智能终端的2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，上传后端云平台系统当前用户的标签编号信息、评分信息及评分为差的时的照片；
(三)后端云平台系统在收到上传的信息后，以大数据统计方式显示区域的综合评价，垃圾分类好评、一般和差评结果，并针对评价显示积分，以颜色或图案来显示；同时再数据平台中点击某个乡镇，能够实现相应的信息住户的垃圾分类情况，以一天、一周、一个月的方式进行显示；同时个人用户通过微信，网站的方式在系统中看到自己的打分、总积分和排名；
(四)在垃圾收运人员在收集垃圾过程中，通过手持智能终端的GPS/BD导航模块功能由2G/3G/4G/NBIoT通信模块随时上传位置信息到后端云平台系统，能够实时监测垃圾车的去向位置信息，了解垃圾运输车是否正常工作，能够根据垃圾收集员上报信息调度垃圾车，拥有调度或确认系统，管理员能够知道并安排车辆。
作为优选，手持智能终端的GPS/BD导航模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于垃圾车在运输过程中位置监控，实时上报后端云平台系统当前垃圾车的位置信息，用于垃圾车位置的监控管理。
作为优选，所述分类后端云平台系统包括服务器系统，以及通过上传的数据，后端云平台系统包括垃圾分类综合评价分析模块，并依据垃圾分类情况对住户增加相应的积分和实物奖励模块,以及垃圾车实时调度运行状况模块。
作为优选，打分低于阈值时，通过微信推送消息，并伴有不合格的垃圾照片显示，用户按照积分高低进行相应的兑换商品。
本发明所述的一种智能垃圾分类系统及其方法，有效收集垃圾分类源头的定时、定人、定位信息，对农户的日常垃圾分类行为产生监管作用，从源头上改善农村垃圾分类问题；同时对垃圾运输的全过程进行监控与调度，提升垃圾分类运行效率的同时方便运输管理；掌握各县镇村的垃圾分类全过程大数据，并进行相应的数据分析，对垃圾分类起到指导作用；全面有效地助力农村环境保护问题。
附图说明
图1系统框图；
图2手持智能终端框图。
具体实施方式
参见图1一种智能垃圾分类系统及其方法，包括无源RFID标签，称重模块，手持智能终端设备，分类后端云平台系统。称重设备由称重传感器和蓝牙通信模块构成。参见图2，手持智能终端设备由MCU控制模块、RFID读写模块、GPS/BD导航模块、摄像头模块、蓝牙通信模块、2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块构成。RFID读写模块、GPS/BD导航模块、摄像头模块、蓝牙通信模块、2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块分别通过SPI总线与MCU控制模块通信。
本发明实施例适用流程如下：
在智能垃圾分类系统运行前，由政府为每一住户统一发放垃圾桶，该垃圾桶由厨余垃圾收集和其他垃圾收集两个部分组成，用于垃圾的分类处理，同时每个垃圾桶安装无源RFID标签，标签安装在垃圾桶的外盖上，通过RFID标签将农户个人信息(如电话号码或身份证号)与使用的垃圾桶进行关联，确保垃圾分类工作涉及到每一位农户。在使用过程中，每天早上由垃圾收运员使用手持终端设备对每一户进行身份识别，该手持终端使用简便，容易操作，以按钮方式对农户垃圾分类情况进行评价，如果评价为不好的，这个时候打开拍照功能，将分类错误的垃圾拍照，同时在垃圾运输车上对垃圾进行称重，通过蓝牙功能将重量信息传输到手持终端，然后将评价信息、拍摄照片和垃圾重量信息通过无线方式上传分类后端云平台系统，留下证据。
后端云平台系统在收到上传的信息后，以地图方式显示的大数据统计信息，以某个区域(比如乡或镇或村)的综合评价，垃圾分类好评、一般和差评，并针对评价显示积分，以颜色或图案来显示。排名靠前的乡镇村和排名靠后的乡镇村进行区别显示。点击某个乡镇，都可以看到相应的信息住户的垃圾分类情况，以一天、一周、一个月的方式进行显示。
同时个人用户可以通过微信，网站等方式在系统中看到自己的打分、总积分和排名。打分不好的通过微信推送消息，并伴有不合格的垃圾照片显示，用户按照积分高低进行相应的兑换商品。
垃圾收运人员在收集垃圾过程中，通过手持智能终端的GPS/BD导航模块随时上传位置信息到分类后端云平台系统，在后端云平台系统能够看到垃圾车的去向位置信息，在垃圾车行驶错误时，能提醒垃圾车运输员走向正确道路，能够看到车子是否正常工作。在垃圾车损坏报修时，能够根据垃圾收集员上报信息调度垃圾车，拥有调度或确认系统，管理员能够知道并安排车辆。
Claims (9)
1.一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：系统包括无源RFID标签，称重模块，手持智能终端设备，分类后端云平台系统；所述无源RFID标签安装在垃圾箱上,用于标识不同的住户；所述称重设备安装在垃圾收运车上,用于垃圾称重；所述手持智能终端设备由垃圾收运人员携带,用于垃圾分类的情况的实时监控和收运车的运行轨迹监控；所述后端云平台用于垃圾分类综合评价和垃圾车的运行调度。
2.如权利要求1所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：每个住户具有唯一垃圾箱,无源RFID标签在使用前关联住户的手机号码信息，住户每天能够实时收到当天垃圾分类的情况。
3.如权利要求1所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：所述称重设备包括称重传感器模块和蓝牙通信模块，称重传感器模块用于对垃圾桶进行称重，蓝牙模块用于将称重的数据上传到手持智能终端。
4.如权利要求1所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：手持智能终端设备能够实现对住户的垃圾分类情况进行评价评分的功能。
5.如权利要求1或4所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：手持智能终端由MCU控制模块、RFID读写模块、GPS/BD导航模块、摄像头模块、蓝牙通信模块、2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块构成。
6.如权利要求1所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(一)在智能垃圾分类系统运行前，每一住户的每个垃圾桶安装无源RFID标签，通过后端云平台系统将RFID标签与农户个人信息与使用的垃圾桶进行关联，确保垃圾分类工作涉及到每一位住户；
(二)在使用过程中，每天由垃圾收运员使用手持终端设备对每一户进行身份识别，该手持智能终端的RFID读写模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于读取垃圾桶上的无源RFID标签信息，区分每个住户的垃圾箱；同时该手持终端通过按键方式对农户垃圾分类情况进行评分，当评分结果为零时，打开手持终端的拍照功能，其摄像头模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，完成拍照取证当前住户垃圾分类结果；同时在垃圾运输车上对垃圾进行称重，蓝牙通信模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于读取称重设备上传的当前用户的垃圾重量信息；最后手持智能终端的2G/3G/4G/NBIoT无线通信模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，上传后端云平台系统当前用户的标签编号信息、评分信息及评分为差的时的照片；
(三)后端云平台系统在收到上传的信息后，以大数据统计方式显示区域的综合评价，垃圾分类好评、一般和差评结果，并针对评价显示积分，以颜色或图案来显示；同时再数据平台中点击某个乡镇，能够实现相应的信息住户的垃圾分类情况，以一天、一周、一个月的方式进行显示；同时个人用户通过微信，网站的方式在系统中看到自己的打分、总积分和排名；
(四)在垃圾收运人员在收集垃圾过程中，通过手持智能终端的GPS/BD导航模块功能由2G/3G/4G/NBIoT通信模块随时上传位置信息到后端云平台系统，能够实时监测垃圾车的去向位置信息，了解垃圾运输车是否正常工作，能够根据垃圾收集员上报信息调度垃圾车，拥有调度或确认系统，管理员能够知道并安排车辆。
7.如权利要求5所述所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：手持智能终端的GPS/BD导航模块通过SPI总线与MCU控制模块通信，用于垃圾车在运输过程中位置监控，实时上报后端云平台系统当前垃圾车的位置信息，用于垃圾车位置的监控管理。
8.如权利要求1所述所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统，其特征在于：所述分类后端云平台系统包括服务器系统，以及通过上传的数据，后端云平台系统包括垃圾分类综合评价分析模块，并依据垃圾分类情况对住户增加相应的积分和实物奖励模块,以及垃圾车实时调度运行状况模块。
9.如权利要求6所述一种基于物联网技术的智能垃圾分类系统的使用方法，其特征在于：打分低于阈值时，通过微信推送消息，并伴有不合格的垃圾照片显示，用户按照积分高低进行相应的兑换商品。
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