CN110155566A

CN110155566A - 一种自动分类垃圾柜及其管理系统

Info

Publication number: CN110155566A
Application number: CN201910399998.XA
Authority: CN
Inventors: 曾云辉; 郭洪飞; 姜清伟; 李键坷; 黄丽; 林嘉南; 陈伊琳; 张子怡; 黄俊淇; 陈述飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2019-08-23

Abstract

本发明公开了一种自动分类垃圾柜及其管理系统，其中，自动分类垃圾桶包括柜体，该柜体设置有抽屉，第一驱动装置控制抽屉向柜体外移动以打开以及向柜体内移动以关闭，第二驱动装置控制抽屉移动至柜体内预设的垃圾桶上方，第三驱动装置控制压板下降以在抽屉中压缩垃圾以及上升以避让抽屉移动，第四驱动装置控制抽屉的底板打开形成垃圾出口以将压缩后的垃圾送进下方的垃圾桶内以及关闭以与压板配合；显示屏，设置于柜体外部；电控装置，设置于柜体内部，与显示屏、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置电连接。本发明结构设计简单而可靠性强，能够自动化地实现对垃圾的分类、压缩和回收。

Description

一种自动分类垃圾柜及其管理系统

技术领域

本发明涉及垃圾回收技术领域,特别是一种自动分类垃圾柜及其管理系统。

背景技术

我国“垃圾围城”问题日益严重。越来越多的地方政府已经意识到，垃圾处理是个系统工程，应包括源头减量、分类收运、资源回收和分类无害化处理等多个环节；其中,做好垃圾分类收集工作，有助于回收资源、降低垃圾收运及终端处理的成本和环境负面影响,以及节省土地资源,具有社会、经济、生态等多方面的效益,因此,如何广泛实现垃圾分类收集,是我国发展亟待解决的问题之一。

我国目前尚未为垃圾分类收集单独立法,相关法律法规涉及到垃圾分类收集的内容皆为原则性的描述,缺乏可操作性,亦无法用于规范指导国内垃圾分类回收,2003年,建设部颁布了《城市生活垃圾分类标志》(GB/T 19095-2003)。我国各个城市垃圾分类的标准不一,目前，我国大部分的中小城市仅有垃圾卫生填埋场或垃圾简易填埋场,暂无垃圾焚烧(发电)厂、垃圾综合处理厂(如堆肥厂)等,拥有物资回收利用设施的城市则更少,此状况也制约了垃圾分类收集的发展,我国现主要是一些住宅区的保洁人员、拾荒者和在垃圾终端处理场内从事垃圾分类的从业者在实施垃圾分类,他们破开袋装垃圾,回收如易拉罐、报纸、啤酒瓶等目前认为有经济价值的物资,并将其售予国营或民营的物资回收点,而其它具有资源价值的物资,如废电池、废塑料、废纸片、废玻璃和生物垃圾等则基本未予回收。

近年来,随着经济的飞速发展,人民生活水平的提高,生活垃圾的产生量也急剧增加,根据中国城市环境卫生协会的统计数据显示,全国城市生活垃圾年产量超过1.5亿吨,并且以每年 8％～10％的速度递增,目前全国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨,占地约80多万亩。全国 688座城市,除县城外,已有2/3的大中城市陷入垃圾的包围之中,且有1/4的城市已没有合适场所堆放垃圾,我国已成为世界上垃圾包围城市最严重的国家之一,中国城市每年因垃圾造成的资源损失价值在250亿元至300亿元人民币,目前我国大多数城市生活垃圾采用传统的“集中混合收集－集中运输－集中处理”的模式,这种粗放的处理方式不仅浪费了垃圾中的有用成分,而且增加了垃圾的处理量和处理难度,造成了巨大的物质、人力、土地资源的浪费,而国外城市垃圾资源化已进入综合利用阶段,其资源化利用率已在60％以上,而我国尚不到5％,造成这样的结果,其中一个根本的原因就是我国垃圾的分类收集处置工作做的很不到位,因此,实施高效的城市垃圾分类回收已是刻不容缓。而目前的垃圾回收设备普遍存在以下不足:1.结构设计过于复杂，造成设备成本过高,不利于推广；2.结构设计过于简单而可靠性较低,缺少压缩功能,造成垃圾储存体积过大,一次回收的容量过低,人力回收成本高。

近年来,我国垃圾分类已初显成效,获得极大的肯定,垃圾分类便是在源头将垃圾分类投放,并通过分类的清运和回收使之重新变成资源,这样既省下了土地,又避免了填埋或焚烧所产生的污染,还可以变废为宝。目前,我国的垃圾分类又进一步,从试点迈向“互联网”垃圾分类的新模式,从时间、实践、观念、行为等方面来看,当今的垃圾分类呈现出一些可喜的变化,国内的垃圾分类工作已经在路上,智能垃圾分类整体解决方案利用物联网、互联网融合技术,实现垃圾投放的有源可溯,它主要由运营服务三大硬件设备(智能垃圾袋发放机、智能垃圾分类箱、智能礼品兑换机)和系统云服务平台组成。基本原理是通过带有二维码的IC卡，建立一户一码实名制,通过智能技术手段实施垃圾分类投放、回收，使垃圾做到减量化、资源化、无害化。

相关产品现状：

①申请人:安徽中杰信息科技有限公司，主分类号：B65F1/14(2006.01)I

介绍：该发明公开了一种带有定位和满仓报警装置的垃圾桶，包括:GPS芯片，其安装在垃圾桶内，用于进行定位；红外传感器，其安装在垃圾桶内，用于检测垃圾桶是否满仓；信号发射端，其安装于垃圾桶内，用于将检测信号发射给垃圾清运车上的车载接收端；GPS定位识别模块，其安装在垃圾清运车上，用于通过GPS芯片对满仓垃圾桶进行定位识别；所述信号发射端通过无线信号以及基站与车载接收端信号连通。本发明通过红外传感器可以实现垃圾桶满仓检测功能；通过信号发射器在垃圾桶被检测到满仓后，将满仓信息通过无线信号发送到垃圾清运车的车载接收端实现报警功能，然后通过GPS芯片实现对满仓垃圾桶进行定位，便于提醒环卫工人及时进行垃圾清理。

②申请人：武汉锦星科技有限公司，主分类号：B65F1/00(2006.01)I

介绍：本发明公开了一种基于互联网的垃圾回收管理系统、管理方法及垃圾桶，垃圾管理系统包括垃圾桶、用户移动终端、垃圾收运人员移动终端和后台管理平台；垃圾桶上安装设置有RFID、扫码器、红外传感器、称重传感器和物质识别器，后台管理平台包括二维码生成单元、数据库存储单元和信息提示单元，本发明将垃圾桶与后台管理平台结合起来，利用互联网络技术对垃圾的投入和收运过程进行有效的管理，使对垃圾的整个过程更具方便性、条理性。

③申请人：北京盈创再生资源回收有限公司

介绍：盈创回收公开了一种基于互联网的垃圾回收管理系统及垃圾回收机具。垃圾回收机具包括以下特点：使用最新研发的TranRot快速回收模式，进行形状识别、条码识别、材质识别、重量识别、金属识别等，快速实现自动识别塑料瓶，易拉罐，玻璃瓶，提高回收速度。使用可插拔模块，快速实现维护和更换，满足不同瓶型的不同压缩要求，以提升储存空间，降低运营成本。配备SOFTDROP回收模块，可在不破碎的情况下回收可重复罐装的包装物。使用人机交互，实现微信返利，优惠卷打印，同时支持IC/ID卡读取。目前盈创智能垃圾回收已落地中山市，助力环卫运营商实现垃圾分类智能化。并且盈创公司已在厦门成立自动化分拣中心。

接下来本文用表格的形式对以上四种智能垃圾回收机具的优缺点进行简要分析：

综上可知,现今主要存在的几种垃圾回收设备都由于其各自的缺点使其在投入市场使用受到一定阻力。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足,本发明提供了一种自动分类垃圾柜及其管理系统。

根据本发明的第一方面,本发明采取的一种技术方案如下:一种自动分类垃圾柜,包括：

柜体,所述柜体设置有抽屉,第一驱动装置控制抽屉向柜体外移动以打开以及向柜体内移动以关闭,第二驱动装置控制抽屉移动至柜体内预设的垃圾桶上方，第三驱动装置控制压板下降以在抽屉中压缩垃圾以及上升以避让抽屉移动，第四驱动装置控制抽屉的底板打开形成垃圾出口以将压缩后的垃圾送进下方的垃圾桶内以及关闭以与压板配合；

显示屏,设置于柜体外部,用于显示不同种类的垃圾桶的容量；

电控装置,设置于柜体内部,与显示屏、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置电连接。

作为对上述技术方案的进一步阐述，

在上述技术方案中,所述第一驱动装置为X轴方向移动装置,第二驱动装置为Y轴方向移动装置,第三驱动装置为Z轴方向移动装置；且该X轴方向移动装置、Y轴方向移动装置以及Z 轴方向移动装置均分别包括电机、联轴器、丝杆和丝杆螺母固定块。

在上述技术方案中,所述底板与抽屉通过转轴铰接,第四驱动装置与转轴传动连接以控制底板的开合。

在上述技术方案中,还包括操控按键,所述操控按键为显示屏中的虚拟按键或者设置在柜体外部的实体按键。

在上述技术方案中,还包括有传感器,与电控装置电连接并设置于柜体内,用于区分抽屉内的垃圾种类。

在上述技术方案中,在所述柜体上设置有柜门，柜门打开后以便于垃圾桶的取出/更换。

根据本发明的第二方面，本发明提供另一种技术方案如下：一种自动分类垃圾柜的管理系统,包括后台数据中心、垃圾回收终端和用户远程终端；其中，

所述垃圾回收终端为第一方面所述的一种自动分类垃圾柜,包括垃圾称重模块、核心控制模块、垃圾溢出检测模块、储存模块、摄像头模块、广告及积分显示模块、第一NB-IOT信息传输模块和第一NB-IOT定位模块；

所述称重模块用于对用户所投放的垃圾进行称重；

所述核心控制模块负责控制整个垃圾回收终端的运作及处理垃圾回收终端中垃圾称重模块、垃圾溢出检测模块、储存模块、摄像头模块、广告及积分显示模块、第一NB-IOT信息传输模块和第一NB-IOT定位模块的信息；

所述垃圾溢出检测模块用户检测垃圾桶是否放满；

所述数据储存模块用于在无线通讯传输状态较差时将信息进行本地存储防止由于通信状况差造成的数据丢失；

所述摄像头模块用于对用户投放的垃圾进行拍照并对图像进行初步识别用于判断用户是否已经进行分类,之后对图像信息进行储存；

所述广告及积分显示模块用于与用户进行交互；

第一NB-IOT信息传输模块用于实现垃圾回收终端与后台数据中心、远程终端的信息传输；

第一NB-IOT定位模块用于获取垃圾回收终端的位置信息；

所述后台数据中心包括数据储存模块及第二NB-IOT信息传输模块,后台数据中心通过第二NB-IOT信息传输模块与第一NB-IOT信息传输模块通信实现与垃圾回收终端的信息交互, 其交互的信息包括后台数据中心下发到垃圾回收终端的广告信息、控制信息和用户个人信息，以及垃圾回收终端上传到后台数据中心的用户操作信息和垃圾回收终端状态信息；

所述用户远程终端包括手机APP、设置在APP上的数据处理SDK及第三NB-IOT信息传输模块。

作为对上述技术方案的进一步阐述，

在上述技术方案中,所述核心控制模块将垃圾称重模块得到的用户投放的垃圾重量转化为积分并在广告及积分显示模块进行显示。

在上述技术方案中,垃圾投放用户通过手机APP扫描垃圾回收终端广告及积分显示模块的二维码完成对身份的认证，或者通过APP实时查询自己的积分情况并在APP积分商场里兑换相应的物品。

本发明的有益效果在于:

结构部分：

整体结构设计简单但是可靠性强,通过将空间上XYZ轴三个的直线电机与丝杆组合形成垃圾抽屉及压板在空间水平移动,同时可实现压缩垃圾的机构,通过按压门柜上的操控按键,使X 轴方向装置的电机传动带动丝杆螺母滑块前后移动,实现抽屉的前后移动,由此用于垃圾的投放；通过传感器感应区分垃圾种类，使Y轴方向装置的电机传动道东丝杆螺母滑块的左右移动, 实现抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置和压板Z轴(柜体上下)方向移动装置在空间中实现左右平移,进而将垃圾抽屉移动到指定垃圾桶上方；在Y轴方向装置电机的传动下,带动丝杆运动使压板上下运动进而实现压缩垃圾的作用；在底板开合电机传动下,使底板打开关闭进而实现垃圾倒入指定垃圾桶内；通过门柜显示屏的显示了解垃圾的存储情况,可打开柜门,取出分类后的垃圾桶；

系统部分：

环保节能本发明促进用户将生活垃圾正确分类投放，减少资源浪费，提高可重复利用垃圾的利用率，是高效率的回收机制；

用户获利本发明使参与垃圾分类的用户获取利益：在用户对垃圾进行正确分类投放后，用户手机APP里的积分商城会根据垃圾的重量对用户进行相应环保积分，用户可凭借积分实现现金返利。此模块的使用，不但形式新颖，而且极大地调动了大众参与垃圾分类的积极性，增强大众的环保意识。

广告投放本发明可实现垃圾桶显示界面广告的投放：本产品通过无线数据终端来传输数据，实习群发功能，能快速实现电子广告的更换，大大降低人力成本。且可以通过放置一些环保产品的广告，增强大众的环保节能意识。

精准定位本发明以NB-IoT定位垃圾桶的位置信息，同时记录、收集的垃圾桶的位置信息，并将其传输至清理车的接收器，以便及时清理。NB-IoT室内覆盖能力更强，而且在地下车库、井盖等对深度覆盖有要求的场景也适用；打破了传统GSM的室内定位不精准、RFID室外定位不精准的缺点，垃圾桶的位置比较灵活,回收地域范围广,通过收集位置信息,使得垃圾桶上呈现的广告为垃圾桶附近的商品广告,为广告商家提供精准的营销策略,也可使显示屏上呈现宣传生态文明主题的图文信息,增强大众的环保意识。

高效分类本发明安装摄像头对用户投放的垃圾进行拍照若投放不正确则对用户进行相应的扣分,以此督促用户进行正确的垃圾分类，提高垃圾分类效率。

附图说明

图1是本发明自动分类垃圾柜的整体结构图；

图2是本发明柜体内的结构图；

图3是本发明管理系统的整体结构图；

图4是本发明垃圾回收终端的模块结构图。

图中，1.柜体,2.抽屉,3.垃圾桶,4.压板,5.底板,6.显示屏,7.传感器,8.X轴方向移动装置,9.Y轴方向移动装置,10.Z轴方向移动装置,11.柜门,12.第四驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此, 限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

附图1-2实例本发明的一种自动分类垃圾柜的具体实施例，参考附图1-2,一种自动分类垃圾柜,它包括：

柜体1，该柜体1设置有抽屉2，第一驱动装置控制抽屉2向柜体1外移动以打开以及向柜体1内移动以关闭，第二驱动装置控制抽屉2移动至柜体1内预设的垃圾桶3上方,第三驱动装置控制压板4下降以在抽屉2中压缩垃圾以及上升以避让抽屉2移动,第四驱动装置控制抽屉2的底板5打开形成垃圾出口以将压缩后的垃圾送进下方的垃圾桶3内以及关闭以与压板4配合；

显示屏6,设置于柜体1外部,能够显示不同种类的垃圾桶3的容量。

电控装置,设置于柜体1内部，与显示屏6、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置电连接；

传感器7，与电控装置电连接，设置于柜体1内,用于区分抽屉2内的垃圾种类。

在本实施例中,所述底板5与抽屉2通过转轴铰接，第四驱动装置12与转轴传动连接以控制底板的开合,所述垃圾柜还包括操控按键,所述操控按键包括可为在显示屏中的虚拟按键或者设置在柜体外部的实体按键,本实施例中优选实体按键，在本实施例中，在所述柜体1 上设置有柜门11，柜门11打开后以便于垃圾桶3的取出/更换，所述显示屏6安装在柜门11 上，所述柜门11上还设置有让抽屉2伸出的窗口。

在本实施例中,所述第一驱动装置为X轴方向移动装置8,第二驱动装置为Y轴方向移动装置9，第三驱动装置为Z轴方向移动装置10,第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置组合为三轴电机组合装置,可安装至柜体1内部的背板上,具体包含上述的抽屉2，控制抽屉2 沿柜体前后方向移动的X轴方向移动装置8，控制抽屉2沿柜体1左右方向移动的Y轴方向移动装置9，控制压板4沿柜体1上下方向移动的Z轴方向移动装置10,三个方向的移动装置均包含传动电机、丝杆、丝杆平行块、丝杆固定块、丝杆螺母、联轴器和轴承,所述Y轴(柜体左右)方向移动装置水平安装在柜体背板上；所述抽屉水平安装在左右两个抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置的丝杆螺母滑块上；所述抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置通过该装置的丝杆平行块安装于Y轴(柜体左右)方向移动装置的丝杆螺母滑块上；所述的压板Z轴(柜体上下)方向移动装置通过该装置的丝杆平行块安装于Y轴(柜体左右)方向移动装置的丝杆螺母滑块上；所述的丝杆固定块通过轴承安装在丝杆的两端；所述的联轴器安装在电机与丝杆之间；所述的丝杆平行块安装在同一个装置两个丝杆固定块之间。

具体的,可将本发明的自动分类垃圾柜划分为：三轴电机组合装置、垃圾分类及倒垃圾装置、垃圾压缩装置、柜体及垃圾桶四大部分:

三轴电机组合装置是通过有空间上X，Y，Z轴三个方向的直线装置相互连接组成的一个整体机构，在三维方向上的电机传动下，丝杆螺母带动抽屉，抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置和压板Z轴(柜体上下)方向移动装置在同一水平上自由平移；所述抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置通过电机传动使抽屉在柜体空间中实现前后平移；所述抽屉Y轴(柜体左右)方向移动装置通过Y轴电机传动使抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置和压板Z轴(柜体上下)方向移动装置在空间中实现左右平移；所述压板Z轴(柜体上下)方向移动装置通过电机传动使压板在空间中实现上下平移；

垃圾分类及倒垃圾装置,可安装至柜体内部的背板上，包含三轴电机组合装置、抽屉2、底板5、底板开合电机(即第四驱动装置12)、传感器7,所述底板5安装在抽屉2底部；所述底板开合电机安装在底板与抽屉之间的转轴处；传感器7安装在柜门11后高于抽屉2处的正中间处；所述传感器7安装于柜门11后，用于感应并区分垃圾种类；所述抽屉2安装在三轴电机组合装置的X轴方向移动装置的丝杆螺母滑块上，用于抽屉的前后移动，实现垃圾的投放；所属抽屉底板安装于抽屉底部，由底板开合电机传动使底板5打开关闭进而实现垃圾倒入指定垃圾桶3；

垃圾压缩装置,可安装于压板Z轴(柜体上下)方向移动装置的丝杆螺母滑块上,包含压板Z轴(柜体上下)方向移动装置、丝杆螺母滑块、压板连接块、压板，所述压板4安装至压板连接块上实现垃圾的压缩；所述压板连接块安装在丝杆螺母滑块和压板之间，实现电机传动下上下位移的传递；所述压板、压板连接块和丝杆螺母滑块通过连接组成一个整体，在电机传动下，带动丝杆运动使压板4上下运动进而实现压缩垃圾的作用；

柜体及垃圾桶,垃圾桶放置在柜体内,包含垃圾桶、隔板、柜门、显示屏、操控按键、脚杯、柜体；所述垃圾桶3放置在柜体1内的隔板之间；所述显示屏6安装在柜门11上，可显示屏幕内容；所述柜门11安装在柜体1上，可将柜门11打开后，将内部的垃圾桶3取出。

本发明自动分类垃圾桶的工作原理：用户通过按压柜门11上的操控按键(本实施例为实体按键)，使X轴方向移动装置8的电机传动带动丝杆螺母滑块前后移动，实现抽屉2的前后移动，由此用于垃圾的投放；通过传感器7感应区分垃圾种类，使Y轴方向移动装置9的电机传动带动丝杆螺母滑块的左右移动，实现抽屉X轴(柜体前后)方向移动装置和压板Z轴 (柜体上下)方向移动装置在空间中实现左右平移，进而将垃圾抽屉2移动到指定垃圾桶3 上方；在Y轴方向移动装置9电机的传动下，带动丝杆运动使压板4上下运动进而实现压缩垃圾的作用；在底板5开合电机即第四驱动装置12的传动下，使底板5打开关闭进而实现垃圾倒入指定垃圾桶3内；通过柜门11上显示屏6的显示了解垃圾的存储情况，可打开柜门11，取出分类后的垃圾桶。

实施例2

如图3-4所示,一种基于积分返利的自动分类垃圾柜的管理系统，其包括后台数据中心、垃圾回收终端和用户远程终端；所述垃圾回收终端为采用实施例1中的一种自动分类垃圾柜，它实际还包括垃圾称重模块、核心控制模块、垃圾溢出检测模块、储存模块、摄像头模块、广告及积分显示模块、第一NB-IOT信息传输模块和第一NB-IOT定位模块；

所述称重模块用于对用户所投放的垃圾进行称重；

所述核心控制模块负责控制整个垃圾回收终端的运作及处理垃圾回收终端中垃圾称重模块、垃圾溢出检测模块、储存模块、摄像头模块、广告及积分显示模块、第一NB-IOT信息传输模块和第一NB-IOT定位模块的信息,包括将垃圾称重模块得到的用户投放的垃圾重量转化为积分并在广告及积分显示模块进行显示；

所述垃圾溢出检测模块用户检测垃圾桶是否放满；

所述摄像头模块，用于对用户投放的垃圾进行拍照并对图像进行初步识别用于判断用户是否已经进行分类，之后对图像信息进行储存；

所述广告及积分显示模块用于与用户进行交互；

第一NB-IOT定位模块用于获取垃圾回收终端的位置信息；

所述后台数据中心包括数据储存模块及第二NB-IOT信息传输模块，后台数据中心通过第二NB-IOT信息传输模块与第一NB-IOT信息传输模块通信实现与垃圾回收终端的信息交互，其交互的信息包括后台数据中心下发到垃圾回收终端的广告信息、控制信息和用户个人信息，以及垃圾回收终端上传到后台数据中心的用户操作信息和垃圾回收终端状态信息；

所述用户远程终端包括手机APP、设置在APP上的数据处理SDK及第三NB-IOT信息传输模块,垃圾投放用户通过手机APP扫描垃圾回收终端广告及积分显示模块的二维码完成对身份的认证，或者通过APP实时查询自己的积分情况并在APP积分商场里兑换相应的物品。

在本实施例中，核心控制模块采用ARM核心控制模块,该模块是整个设备的核心,负责协调、控制其他模块,并对系统运作过程中产生的指令和信号做出响应，实现整个系统的有机运作,ARM核心控制板的电源可以通过大容量锂电池获得,在模块的构成方面,我们采用了体积小、低功耗、低成本、高性能的基于Cortex-M3内核的ARM芯片、以基ARMv7-M体系结构的 32位标准RISC(精简指令集)处理器STM32F103作为开发原型,大大提高了系统的可行性,降低了系统的成本；

第一NB-IoT信息传输模块、第二NB-IoT信息传输模块、第三NB-IoT信息传输模块、第一NB-IoT定位模块采用NB-IoT定位模块(包含信息传输模块),该模块为整个设备提供定位服务,通过该模块可实时获取垃圾桶所在的位置,利用此信息可实现工作人员准确及时的对已满的垃圾桶进行清理。基于蜂窝的窄带物联网,只消耗大约180KHz的带宽,便可直接部署于 GSM网络、UMTS网络或LTE网络,大大降低了部署成本、实现了平滑升级。而且，NB-IoT技术可以大大提升电池寿命，降低了成本,其具有覆盖广、速率低、成本低、功率低、功耗低、架构优等优点,非常适合于智能垃圾桶这种对位置变化灵活性要求较高的产品的应用,于此同时,该模块还为整个系统提供了信息传输功能,垃圾桶可利用GSM传输模块将系统运行过程中产生的数据传输至后台,而后台也可通过GSM传输模块对整个系统进行控制及对后期可能存在的广告信息进行传输,保证了系统的实时信息传送功能；

储存模块,该模块是设备在单机上的存储单元,负责储存后台系统发送到单机的广告信息及本地产生的关于用户的称重信息等,由于存储的容量有限,该单元只对一定时间范围内产生的信息进行存储,并在ARM控制模块下调用出该信息,并定期对储存模式进行清除,及时将信息传输到后台,既保证了在网络状态不良的情况下及时对用户信息进行存储避免信息丢失,又保证了信息传输的实时性,该模块采用极细小的快闪存储器卡Micro-SD，大大减小了模块的体积,提高了整个系统的性能；

广告及积分显示模块,该模块实现用户与垃圾桶进行交互，除了将用户丢进垃圾桶的垃圾转化为积分显示以外,该模块还将为商家提供广告服务，在为项目实现新的盈利模式的同时, 又达到为垃圾桶进行引流的目的,该模块采用亮度好，对比度高,层次感强,颜色鲜艳的5寸 TFT液晶显示屏作为工具,由于其每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而,每个节点都相对独立,并可以进行连续控制,这样的设计不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示灰度,大大提升用户体验；

摄像头模块,该模块用于对用户丢进垃圾桶的垃圾进行照相,运用图像识别,判断用户是否对垃圾进行了提前分类,在识别出用户未对垃圾进行提前分类时对用户予以警告并在积分方面对用户进行扣分,该模块本系统采用体积小,工作电压低的OV7670作为开发工具,提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能,通过SCCB总线控制,可以输入整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影像数据,该产品VGA图像最高达到30帧/秒,用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式,所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通过SCCB接口编程,OmmiVision图像传感器应用独有的传感器技术,通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等，提高图像质量,得到清晰的稳定的彩色图像,摄像头可安装在投放垃圾抽屉的顶部；

垃圾称重模块实现对用户丢进垃圾桶的垃圾进行称重,通过自主确定的积分换算方法将垃圾重量转化为积分在屏幕上显示出来,该模块通过压力应变片及HX711实现该功能,HX711 是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片,与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点,降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性,并且电子秤可放置在投放垃圾的小抽屉底部直接称重或者该类垃圾桶底部通过重量的增加来计算最新投放垃圾的重量,位置比较灵活；

垃圾溢出检测模块,该模块利用安装在垃圾桶顶部的红外传感器,判断垃圾离垃圾桶顶部距离,当检测到垃圾距垃圾桶顶部小于一定距离时,做出垃圾桶已满的判断,并及时通过 NB-IoT模块将该信息传输到后台,该模块本系统采用日本原装的GP2Y0A02YK0F,该模块由PSD 集成组合位置敏感探测器,IRED(红外发光二极管)和信号处理电路,其对环境温度和运行时间不易收到影响的距离检测,由于采用三角测量方法,该装置输出对应的电压检测距离,大大提高了系统的检测性能。

本实施例的基于积分返利的自动分类垃圾柜的管理系统，其管理操作步骤如下：

步骤Sl.用户在输入编号；该编号为投放垃圾桶的编号；

步骤S2.用户进行垃圾投放，摄像头模块进行照相，运用图像识别初步判别分类正确与否，利用第一NB-IoT信息传输模块将结果传输到后台数据中心；

步骤S3.若后台数据中心接收到分类正确的信号，则控制APP积分商城，使其实现进积分操作，反之则暂时不做任何操作，并产生相应的交易数据；

步骤S4.数据处理SDK获取积分或扣分内容；

步骤S5.后台数据中心对数据处理SDK进行鉴权，并在鉴权成功后，生成对应的积分显示指令利用第二NB-IOT信息传输模块传输到广告及积分显示模块；SDK:全称SoftwareDevelopment Kit,软件开发工具包,指软件工程师为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件时的开发工具的集合；

步骤S6.广告及积分显示模块利用收到的指令信息进行相应的积分与广告信息的显示，并产生对应的交易数据；

步骤S7.在积分显示一定的时间后关闭积分显示动作，利用第一NB-IoT信息传输模块向后台数据中心传输显示广告的信息，将显示内容切换为广告，并产生对应的广告显示完毕的交易数据,所述交易数据包括垃圾重量、用户应得/扣的积分、投放时间、垃圾桶标签数据、广告内容信息、广告数量、时间信息和广告投放者信息；

步骤S8.若垃圾溢出检测模块检测到垃圾桶已满时.则第一NB-IoT信息传输模块将向清运垃圾车上相关接收端发送信号,便于环卫工人及时清理。

对上述管理操作步骤的进一步阐述,其中,

步骤S6,实现单车骑行用户在骑行过程中的广告显示,它包括：

步骤S62.核心控制模块通过获取视频码流，并对该视频码流进行解码，得到像素数据流并发送给单车骑行用户的显示单元；

步骤S63.该显示单元在接收到像素数据流时,生成时序控制信号，并将像素数据流与时序控制信号发送给显示单元进行显示。

需要说明的是,现如今关于智能垃圾桶的无线通信，主要采用GSM通信方式，采用GSM的通信方式，虽然可以实现超长距离的通信，实现后台与垃圾桶之间的信息传递，但其存在四点不足之处：一.GSM的成本较高，需支付给运营商的费用较高，不利于大范围推广；二.GSM 的功耗较大，对于需自供电的单车通信系统而言，电量的合理利用至关重要,然而GSM进行持续通信时，功耗较高；三.GSM的工作模式单一；四.GSM的高时延不适合于单车等运动中的物体，这也注定了GSM通信系统在单车上的应用变得困难重重。

而蜂窝的窄带物联网NB-IOT作为时下新兴的物联通讯方式,具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量四个基础特点,NB-IOT的终端模块待机时间长达10年之久,在同等的频段下,NB-IOT相较现有网络具有20dB的增益,提高覆盖范围能力约为100倍,且单个连接模块的企业成本预期不超过5美元,与此同时NB-IOT一个扇区便可以支持10万个连接,NB-IOT只需消耗约180KHz的带宽,便可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级,其具有覆盖广、速率低、成本低、功率低、功耗低、架构优等优点。

其中，步骤S3、步骤S4中，广告及积分显示模块每隔固定一段时间就会利用第一NB-IOT 信息传输模块与后台数据中心实现通信,将第一NB-IOT定位模块所获得的垃圾桶的位置信息发送给后台数据中心,后台数据中心根据垃圾桶的位置信息对显示屏的显示内容进行调整,实现广告对于商家的就近投放。

其中,在垃圾桶日常未被使用时,第一NB-IOT信息传输模块/第二NB-IOT信息传输模块处于超低功耗休眠状态PSM模式,被用户使用唤醒后第一NB-IoT信息传输模块/第二NB-IoT信息传输模块恢复数据收发进入Connect模式，在Connect模式下，第一NB-IoT信息传输模块、第二NB-IoT信息传输模块入网开始数据收发,当多次收发数据失效后回到配置参数环节,重新进入Connect模式；在Idle模式下,第一NB-IoT信息传输模块/第二NB-IoT信息传输模块数据收发时断开基站连接,然后进入PSM模式。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种自动分类垃圾柜,其特征在于,包括：

2.根据权利要求1所述的一种自动分类垃圾柜,其特征在于,所述第一驱动装置为X轴方向移动装置,第二驱动装置为Y轴方向移动装置,第三驱动装置为Z轴方向移动装置;且该X轴方向移动装置、Y轴方向移动装置以及Z轴方向移动装置均分别包括电机、联轴器、丝杆和丝杆螺母固定块。

3.根据权利要求1所述的一种自动分类垃圾柜,其特征在于,所述底板与抽屉通过转轴铰接,第四驱动装置与转轴传动连接以控制底板的开合。

4.根据权利要求1所述的一种自动分类垃圾柜,其特征在于,还包括操控按键,所述操控按键为显示屏中的虚拟按键或者设置在柜体外部的实体按键。

5.根据权利要求1所述的一种自动分类垃圾柜,其特征在于,还包括有传感器,与电控装置电连接并设置于柜体内,用于区分抽屉内的垃圾种类。

6.根据权利要求1所述的一种自动分类垃圾柜,其特征在于,在所述柜体上设置有柜门，柜门打开后以便于垃圾桶的取出/更换。

7.一种自动分类垃圾柜的管理系统,其特征在于,包括后台数据中心、垃圾回收终端和用户远程终端;其中，

所述垃圾回收终端为如权利要求1-6任一所述的一种自动分类垃圾柜,包括垃圾称重模块、核心控制模块、垃圾溢出检测模块、储存模块、摄像头模块、广告及积分显示模块、第一NB-IOT信息传输模块和第一NB-IOT定位模块;

所述称重模块用于对用户所投放的垃圾进行称重；

所述垃圾溢出检测模块用户检测垃圾桶是否放满；

所述广告及积分显示模块用于与用户进行交互；

第一NB-IOT定位模块用于获取垃圾回收终端的位置信息；

所述后台数据中心包括数据储存模块及第二NB-IOT信息传输模块,后台数据中心通过第二NB-IOT信息传输模块与第一NB-IOT信息传输模块通信实现与垃圾回收终端的信息交互,其交互的信息包括后台数据中心下发到垃圾回收终端的广告信息、控制信息和用户个人信息，以及垃圾回收终端上传到后台数据中心的用户操作信息和垃圾回收终端状态信息；

8.根据权利要求7所述的一种自动分类垃圾柜的管理系统,其特征在于,所述核心控制模块将垃圾称重模块得到的用户投放的垃圾重量转化为积分并在广告及积分显示模块进行显示。

9.根据权利要求7所述的一种自动分类垃圾柜的管理系统,其特征在于,垃圾投放用户通过手机APP扫描垃圾回收终端广告及积分显示模块的二维码完成对身份的认证，或者通过APP实时查询自己的积分情况并在APP积分商场里兑换相应的物品。