CN110896529A - 一种智能分类垃圾的追踪和分析系统及方法 - Google Patents

一种智能分类垃圾的追踪和分析系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能分类垃圾的追踪和分析系统。随着环保意识的加强，垃圾分类迫在眉睫，目前仅少数城市试行强制垃圾分类，无法广泛推广的主要原因在于个人自主意识不强，分类后回收资源调度复杂、成本高，分类实施和回收过程又监管困难等原因。本发明基于WWAN(无线广域网络)和SWCT(短距离无线通信技术)设计了一套完整分类垃圾的追踪和分析系统，方便宏观的追踪、监管分类垃圾的情况。通过后台系统追踪的数据分析辖区内的分类垃圾情况，给出最佳的资源调度方案，并布置给下游单位任务。本发明可改善了垃圾分类现状，提升垃圾回收效率，节省成本，可进一步推动管理和推广工作。

Description

一种智能分类垃圾的追踪和分析系统及方法
技术领域
本发明涉及智慧城市领域，特别是涉及一种智能分类垃圾的追踪和分析系统。
背景技术
随着环保意识的加强，垃圾分类迫在眉睫，目前仅少数城市试行强制垃圾分类，无法广泛推广的主要原因在于个人自主意识不强，分类后回收资源调度复杂、成本高，分类实施和回收过程又监管困难等原因。部分虽已经实行城市生活垃圾回收的现状令人堪忧，政府部门虽然出台了一系列的措施，但是目前市面上没有很好的技术手段对垃圾回收的整个过程进行追踪和监管，基本靠志愿者和工作人员，实际上起到的效果并没有想象中那么好，与发达国家的垃圾分类还存在一定距离。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一套完整分类垃圾的追踪和分析系统，方便宏观的追踪、监管分类垃圾的情况。通过后台系统追踪的数据分析辖区内的分类垃圾情况，给出最佳的资源调度方案，并布置给下游单位任务。本发明可改善了垃圾分类现状，提升垃圾回收效率，节省成本，可进一步推动管理和推广工作。
本发明采用如下技术方案实现：
系统结构主要包括：1)智能社区垃圾桶、2)智能社区垃圾中转站、3)智能垃圾车、4)智能垃圾总站以及智能后台监管系统。智能社区垃圾桶、智能社区垃圾中转站、智能垃圾车均可以通过无线广域网络(简称WWAN)和短距离无线通信技术(简称SWCT)将追踪的数据上传给智能垃圾总站；智能后台监管系统通过数据分析重新布置智能垃圾车和智能社区垃圾桶新任务(智能垃圾车：新的出车时间、路线、频率等；智能社区垃圾桶：新的位置、布置类型等)。
智能社区垃圾桶(下文使用垃圾桶简称)需要包含以下功能：
a)使用WWAN和SWCT进行通信，且有功耗低、稳定性好等特点；
b)自带储能电池，并支持太阳能充电；
c)有三轴陀螺仪传感器，用来检测垃圾桶是否处于倾斜和倒置状态；
d)垃圾桶顶部内侧有一圈光感应传感器，用来检测垃圾桶是否已装满；
e)底部有压力传感器，用来检测装满垃圾时的重量及是否被可清倒；
f)自带定位系统，方便进行科学的垃圾桶布控，提高辐射面和有效利用率；
g)具备异常反馈功力，如果发生异常位移或者垃圾桶发生侧翻等情况都会向后台发出报警提醒相关工作人员及时处理；
h)垃圾桶被放入社区中转站或者被倾倒时均会上传垃圾类型、重量、地点、时间等数据信息，方便追溯分析每一批次垃圾的情况。
智能社区垃圾中转站、智能垃圾车(下文使用中转站、垃圾车简称)需要包含以下功能：
a)使用WWAN和SWCT进行通信，且有功耗低、稳定性好等特点；
b)自带储能电池，并支持太阳能充电；
c)有定位系统，垃圾车会实时更新行径路线；
d)当中转站、垃圾车装载垃圾的容量即将达到上限时会向后台发出提醒，方便及时调度。
智能后台监管系统(下文使用系统简称)需要包含以下功能：
a)利用WWAN或SWCT长期收集的数据进行分析，规划各类垃圾车的每日回收的最高效的路线、时间、出车频率等；
b)定期核对数据，比对各环节操作前后的垃圾数据的变化，监管整个垃圾回收流程存在异常和疏漏；
c)实时接收智能垃圾桶的报警信息，并根据报警信息自动联系相关工作人员达到指定地点；
d)定期进行数据分析，分析辖区各类垃圾产出情况。可按照实际需求更人性化的提供各种垃圾桶配比和放置位置，以提高垃圾桶辐射范围和利用率。
附图说明
图1：智能分类垃圾的追踪和分析系统结构示意图
图2：智能后台监管系统运作流程
图3：垃圾回收过程中数据采集流程
具体实施方式
下面是一具体的实施例，可以更好的了解本发明的技术方案、实施过程及所具有的有益效果。
垃圾回收过程：装有垃圾的垃圾桶装被运送中转站，中转站处将垃圾一一回收到垃圾车上，再将垃圾车全部运输到总站进行统一分拣做进一步处理。
其垃圾回收过程中数据采集流程如下：
1.每个垃圾桶都有自己独立的识别号，用来在WWAN(比如4G、5G)或SWCT(例如蓝牙)通信时识别身份。垃圾桶被放置在指定位置后，工作人员通过带SWCT的移动设备将垃圾桶设置为回收模式。回收模式：垃圾桶通过定位系统自动储存当前的坐标方位，并开启光传感器、压力传感器、三轴陀螺仪传感器来判断是否装满，重量和垃圾桶位置状态(侧翻、倒置等)。如果发生异常位移和侧翻等状态，垃圾桶将通过WWAN将报警信息传送给总站，等待工作人员做处理。
2.当收集满垃圾后，垃圾桶被集中回收到中转站处，中转站使用WWAN-2统一采集将当前回收模式的垃圾桶信息。(重量、类型、坐标、时间等信息)中转站定期通过WWAN-1路径将采集的信息上传至总站。此处通过WWAN-1采集的数据为该社区当前总垃圾的数据，其中混杂多种类型(干、湿、可回收、有毒等)垃圾的信息。
3.垃圾车驶入中转站，一一将同类型的垃圾桶倾倒回收，同时在倾倒回收前通过WWAN-2采集当前垃圾桶的数据。倾倒时触发压力传感器、三轴陀螺仪传感器，垃圾桶发出复位空置模式请求，垃圾车倾倒后进行自动确认。空置模式：垃圾桶关闭各传感器，仅开启定位系统和蓝牙(此时垃圾桶在中转站中统一管理)。此处通过WWAN-2采集的数据为该社区某单一类型垃圾信息。需要多次不同垃圾车的采集才能完成步骤2中全部数据的采集。
4.垃圾车根据出发前通过WWAN下载分配的路线收集垃圾，收集完成后回到垃圾总站进行垃圾集中处理。同时将本次路线回收的垃圾桶数据通过WWAN上传给总站的系统。
5.当上述步骤1、2、3、4中WWAN由于特殊原因无法正常通信，此时可以由SWCT替代数据传输；或通过SWCT把数据转移至WWAN正常的设备再通过WWAN上传；或直接通过移动设备单独采集，移动设备可做调试和单独数据调研使用。见图3。
垃圾回收过程中智能后台监管系统运作流程如下：
1.分析垃圾回收的统计数据结合交通综合信息，规划出不同种类(干、湿、回收、有害等)垃圾车的发出数量、行驶路线、出发时间和出车频率等信息。并通过WWAN下载到每部垃圾车中，明确布置每部车的任务。有效提高了回收效率，降低运输成本。
2.分析垃圾回收的统计数据，规划出不同种类(干、湿、回收、有害等)垃圾桶的垃圾投放点和种类配比，并通过WWAN下载到每个中转站，明确工作人员的任务。尽可能提高垃圾桶辐射范围，优化利用率和居民便利性。
3.分析垃圾回收的统计数据，监管长期分类不正确的社区，由于有定位等信息，可以非常方便的派遣工作人员进行指导工作。
4.当垃圾桶检测到异常(异常位移、侧翻、倒置等)报警后，后台自动发动通知至相关工作人员，方便、快捷的排除故障和恶意破坏监管。
5.定期核对WWAN1和WWAN2采集的数据。通过WWAN2采集的为当前垃圾车装载实际单一类型垃圾的数据并且在总站可以通过等比称重进行核对。而通过中转站WWAN1直接上传的数据为当天中转站存放的垃圾数据。根据两者数据中的垃圾桶的识别号、重量和时间等内容并加入一定的损耗比来进行核对。确认垃圾分类是否存在错误，垃圾是否有被按照预期正常回收。数据核对有效监管了从垃圾分类到垃圾分拣的整个垃圾回收过程。适用于回收工作外包的追踪和监管等和排插作业疏漏等场景。
6.可精确统计一定时间内辖区的垃圾产量和产生特点。有效追踪、监管异常情况：例如短期内某个区域内有害垃圾产出量异常上升，方便进一步配合其它职能单位调查。也为未来新建相关设施的提供了很好数据支持。
综上所诉这套系统不仅适合城市垃圾分类初期的监管需求，也适合后期提高、优化垃圾回收服务的管理。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下如WWAN和SWCT替换为其它通信技术等，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能分类垃圾的追踪和分析系统，其特征在于：系统结构主要包括：智能社区垃圾桶、智能社区垃圾中转站、智能垃圾车、智能垃圾总站以及智能后台监管系统；其中，智能社区垃圾桶、智能社区垃圾中转站、智能垃圾车均可以通过WWAN和SWCT将追踪的数据上传给智能垃圾总站；智能后台监管系统通过数据分析重新布置智能垃圾车和智能社区垃圾桶新任务。
2.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述数据可以包括但不限于重量、类型、地点、坐标、时间。
3.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述的数据通过2条WWAN主路径WWAN-1和WWAN-2和1条SWCT备用路径进行传输；其中，所述主路径WWAN-1：数据传输主路径WWAN-1上的智能社区垃圾桶、智能社区垃圾中转站、智能垃圾车直接将数据传输给智能垃圾总站所述主路径WWAN-2：数据传输主路径WWAN-2上1)智能社区垃圾桶与智能社区垃圾中转站单独进行数据传输；2)智能社区垃圾桶与智能垃圾车单独进行数据传输；3)智能垃圾车与智能垃圾总站单独进行数据传输。
4.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述备用SWCT路径：当2条WWAN主路径出现异常无法正常传输数据时，可通过SWCT路径将数据传输给上一级再通过WWAN传输给智能垃圾总站；或者直接通过SWCT传输给智能垃圾总站。
5.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于：所述智能社区垃圾桶、智能社区垃圾中转站、智能垃圾车均可以通过SWCT与移动设备进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述智能社区垃圾桶：装有WWAN和SWCT通信模块、定位系统、太阳能电池板、光传感器、压力传感器、三轴陀螺仪传感器等模块设备。
7.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述智能社区垃圾桶：1)使用WWAN和SWCT进行通信；2)自带储能电池，并支持太阳能充电；3)有三轴陀螺仪传感器，用来检测垃圾桶是否处于倾斜和倒置状态；4)垃圾桶顶部内侧有一圈光感应传感器，用来检测垃圾桶是否已装满；5)底部有压力传感器，用来检测装满垃圾时的重量及是否被可清倒；6)自带定位系统，方便进行科学的垃圾桶布控，提高辐射面和有效利用率7)具备异常反馈功力，如果发生异常位移或者垃圾桶发生侧翻等情况都会向后台发出报警提醒相关工作人员及时处理；8)垃圾桶被放入社区中转站或者被倾倒时均会上传垃圾类型、重量、地点、时间等数据信息，方便追溯分析每一批次垃圾的情况。
8.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述智能社区垃圾中转站、智能垃圾车、智能垃圾总站均装有WWAN和SWCT通信模块、定位系统。
9.根据权利要求1所述的追踪和分析系统，其特征在于，所述智能社区垃圾中转站、智能垃圾车：1)使用WWAN和SWCT进行通信；2)自带储能电池，并支持太阳能充电；3)有定位系统，实时更新垃圾车行径路线；4)当智能社区垃圾中转站、智能垃圾车装载垃圾的容量即将达到上限时会向后台发出提醒。
10.一种智能分类垃圾的追踪和分析方法，基于权利要求1所述的系统，其特征在于：所述智能后台监管系统主要步骤包括：1)利用WWAN或SWCT长期收集的数据进行分析，规划各类垃圾车的每日回收的最高效的路线、时间、出车频率等；2)定期核对数据，比对各环节操作前后的垃圾数据的变化，监管整个垃圾回收流程存在异常和疏漏；3)实时接收智能垃圾桶的报警信息，并根据报警信息自动联系相关工作人员达到指定地点；4)定期进行数据分析，分析辖区各类垃圾产出情况；按照实际需求更人性化的提供各种垃圾桶配比和放置位置，以提高垃圾桶辐射范围和利用率。
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