CN111301892A - 一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法。包括分类系统固定部分和非固定部分。所述固定部分还包括电源模块、主控制器模块、垃圾桶自动门、图像识别模块、语音模块、无线通信模块、电压检测模块、电压转换模块、压力传感器、重力传感器、距离传感器、时间继电器、电机、同步皮带；所述电源模块为通过电压转换模块为分类系统固定部分供电，所述图像识别模块包括摄像头、无线通信模块。所述无线通信模块与移动终端通信，所述无线通信模块与云服务器通信；所述非固定部分为活动筒体。所述活动筒体在移动终端收到更换信息后进行人工更换；本发明具有非接触式自动开合、自动垃圾分类、垃圾满溢自动更换提醒、低电压电池更换提醒的作用。

Description

一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法

技术领域

本发明属于物联网通信技术领域，涉及一种基于物联网的智能垃圾分类系统与管理方法。

背景技术

垃圾桶作为人们日常生活的必要物品，具有垃圾收集暂存的作用。目前常用于街道、商场、游乐场等公共场所的垃圾桶还是传统装置：简单的文字指示，没有桶盖，一般由巡逻的环卫或者保洁人员进行处理。这样的垃圾桶即没有对垃圾进行有效分类，同时存在异味影响周围空气，特别是在人多的场合存在满溢的可能。另外，环卫或保洁人员的不定期清理会造成人力资源浪费。

随着物联网技术的不断发展，同时随着整个社会环保意识的提高，智能分类垃圾桶应运而生。

中国专利受理公开号为CN 110406835A公开了一种智能分类垃圾桶及其分类方法，包括垃圾桶本体，本体内安装有图像识别模组、控制器、压感模组、倾倒隔板；控制器和图像识别模组、压感模组、倾倒隔板和旋转装置相连，倾倒隔板安装于图像识别模组下方，图像识别模组采集倾倒隔板上物品信息，压感模组采集倾倒隔板上的重量信息，图像识别模组和压感模组将数据发给控制器，控制器处理识别后控制倾倒隔板，使其翻转，将物品倒入合适的桶内。该智能垃圾桶及分类方法能够提高公共场所垃圾桶中的垃圾分类的有效性，在家庭中置放这样的垃圾桶，帮助家庭展开垃圾分类工作，方便准确。

中国专利授权公开号为CN 108146932B公开了一种基于物联网的智能垃圾桶，包括底板，所述底板的顶部固定连接有垃圾桶本体，垃圾桶本体内壁的底部通过连接块固定连接有工作马达，底板的顶部且位于垃圾桶本体的一侧固定连接有防护罩防护罩内壁的一侧和垃圾桶本体的一侧之间通过轴承转动连接有传动杆，传动杆的一端贯穿垃圾桶本体并延伸至垃圾桶本体的一侧。该智能垃圾桶，很好的避免了智能垃圾桶在使用时经常出现光电误感应的情况，达到了有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播和防止桶内垃圾气味溢出的目的。

通过与文件仔细对比分析发现，上述所涉及的智能垃圾桶与分类方法在垃圾桶系统的管理分类上过于简单，没有考虑倾倒隔板上垃圾残留问题、接触式按压造成的细菌滋生问题，及垃圾桶后续更换等系列问题，功能较为单一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于物联网的智能垃圾分类系统与管理方法，解决了现有智能分类垃圾桶的垃圾分类方案不完善、垃圾桶缺少监控管理的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网的智能垃圾分类系统与管理方法，包括固定部分和非固定部分。所述固定部分还包括电源模块、主控制器模块、存储器模块；所述非固定模块为带滚轮的替换垃圾桶。所述电源模块与主控制器模块连接，为分类系统固定部分提供稳定电压。所述主控制器模块与所述图像识别模块、垃圾桶自动门、无线通信模块、GPS定位模块连接。

进一步的，所述电源模块包括电压转换模块、电压检测模块，电源模块与系统的固定部分连接，为整个系统提供稳定电压，保证系统正产工作。

进一步的，所述电压检测模块与语音模块及无线通信模块连接。检测到的低电压信号传输到主控制器，所述主控制器控制语音模块发出低电压告警，暂停使用设备；无线通信模块通过控制器信号传输信息到移动端提醒电池充电或更换提醒。

进一步的，所述图像识别模块包括摄像头、无线通信模块，与主控制器模块连接。所述无线通信模块与云服务器通信，将垃圾分类信息传送到控制器模块。

进一步的，所述摄像头正下方为物品放置台，放置台内置重力传感器。所述重力传感器与主控制器模块相连。

进一步的，所述物品放置台前方即为分类垃圾桶自动门。自动门两侧安装有压力传感器，所述自动门与电机相连。

进一步的，所述电机与同步皮带、时间继电器、电机控制器相连。所述电机控制器控制电机正转打开自动门，时间继电器控制电机反转。

进一步的，所述自动门内侧安装有距离传感器，与主控制器相连。主控制器模块与GPS定位模块相连。主控制器模块控制语音模块发出垃圾桶满提醒，同时控制无线通信模块将更换信息发送至移动终端。

本发明提供了一种基于物联网的智能垃圾分类系统与管理方法，其有益效果在于：

（1）该物联网智能垃圾分类系统与管理方法有效实现垃圾分类，并利用重力传感器与可回收垃圾类别共同作用，利用语音提醒人们将可回收垃圾内部垃圾清理后再投放，更加环保；

（2）该物联网智能垃圾分类系统与管理方法，使用自动门自动开启和关闭垃圾桶，有效防止气味溢出，同时实现非接触式投递，避免细菌滋生感染，更加卫生；

（3）该物联网智能垃圾分类系统与管理方法，使用距离传感器配合无线通信模块、语音模块，从使用者和垃圾箱管理部门双向通知，实现垃圾桶满溢自动提醒，同时节约人力成本；

（4）该物联网智能垃圾分类系统与管理方法，用电压检测模块实现电池低电压提醒，通过无线通信模块将信息传送至移动终端提醒充电或更换电池，确保垃圾桶有效工作；

（5）该物联网智能垃圾分类系统与管理方法，具有GPS定位功能，管理者能准确定位，实现电池与内筒的正确更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，并且构成说明书的一部分，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，但其并不构成对于本发明的限制。

图1为本发明中物理结构示意图；

图2为本发明中控制系统结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，本发明中所描述的实施例是一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明的技术原理是：通过图像采集模块得到垃圾准确分类信息。若识别垃圾为不可回收垃圾，则对应垃圾箱自动门打开；若检测为可回收垃圾，则语音提示放在放置台，放置台内安装的重力传感器检测物品重量，若超过标准值，则语音提示先处理后再次放置，符合标准后对应垃圾箱自动门打开，实现了在非接触式投递垃圾的同时对垃圾的准确分类。垃圾桶内的距离传感器用于检测桶内垃圾是否满溢，并将信息发送至移动终端。桶内电压检测模块对电压进行检测，保证分类垃圾桶系统的正常工作。

实施例

如图1与图2为本发明的物理结构示意图与系统结构框图。本发明提供一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理办法，包括分类系统固定部分（1）与非固定部分（2）；所述固定部分（1）包括：腔体（19）、分类管理系统机柜（16）、电池放置柜（17）、电机（20）、自动门（18）、物品放置区（15）、距离传感器（11）、重力传感器（12）、摄像头（13）、语音模块（14）。所述分类管理系统机柜（16）包含主控制器模块、无线通信模块、时间继电器、GPS定位模块、电压检测模块。

在本发明中，所述主控制器模块包括控制器与存储器。所述存储器用于存储系统中的控制信息，所述控制器用于发送系统各模块所需的控制信息。所述电池放置柜用于放置电源模块，包括电源接口、充电电路、电压转换电路。所述电源接口用于外接交流电源，与充电电路一起为所述电源充电。电压转换电路为系统转换各模块需要的电压。

在本发明中，所述摄像头采集图像信息，与主控制器连接。并通过主控制器模块中的控制器传送给无线通信模块，所述无线通信模块将信息发送至云服务器，云服务器把垃圾分类信息传送回无线通信模块，最终发给主控制器模块。所述重力传感器与控制器连接，用于检测可回收垃圾的重量，判断垃圾状态是否满足回收条件。

在本发明中，所述自动门两侧分别安装有压力传感器，所述电机、时间继电器与控制器连接，用于控制自动门的有效开启与关闭。所述电机正转、反转分别带动自动门的开启与关闭；所述压力传感器用于传递电机减速停止信号；所述时间继电器用于传递电机反转，关闭自动门信号。

在本发明中，所述距离传感器、无线传输模块与分别与主控制器模块连接。所述距离传感器传递距离信息给控制器，控制器将信息发送给无线传输模块。

在本发明中，所述无线传输模块包括4G模块与Wi-Fi模块，分别与移动终端与云服务器通信，传递垃圾分类系统电压信息与分类信息。

在本发明中，所述语音模块、GPS定位模块与主控制器连接，用于低电压与垃圾桶满溢提醒。

综上所述，本发明的优点在于：通过图像识别模块完成垃圾分类，并通过重力传感器对可回收垃圾进行二次识别，增加垃圾可回收效率；通过距离传感器对桶内垃圾进行监测，并用语音与无线两种方式双向通知使用者与管理者垃圾箱满溢，避免垃圾满溢情况发生；通过电压检测模块对系统电压进行监测，并用语音与无线两种方式双向通知使用者与管理者分类系统电池低电压，保障垃圾桶的正常使用。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：包括分类系统固定部分（1）与非固定部分（2）；所述固定部分（1）包括：腔体（19）、分类管理系统机柜（16）、电池放置柜（17）、电机（20）、自动门（18）、物品放置区（15）、距离传感器（11）、重力传感器（12）、摄像头（13）、语音模块（14）。所述分类管理系统机柜（16）包含主控制器模块、无线通信模块、时间继电器、GPS定位模块、电压检测模块，完成垃圾有效分类与管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述摄像头与图像识别模块相连，图像识别模块与无线通信模块连接，无线通信模块传输图像至云服务器获得分类后的信息传送到主控制器，以获得垃圾的类别与可信度。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述重力传感器与主控制器连接，当获得可回收垃圾时，垃圾重量达到设定要求值后，启动电机正转，带动同步皮带，对应类别垃圾桶自动门打开。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述语音模块与主控制器连接，当获得可回收垃圾时，垃圾重量未达到设定要求值后，语音提醒对垃圾进行处理后，重新放置。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述压力传感器与主控制器连接，垃圾桶自动门开启后，若压力达到预定标准值，电机减速并停转。启动时间继电器，达到预设时间后，启动电机反转，自动门关闭。自动门上压力传感器压力达到预定值，停止电机。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述距离传感器与主控制器连接。当垃圾桶内垃圾与自动门距离达到预定值后，自动门不能打开。语音模块提示垃圾桶满，到邻近垃圾桶投递。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述无线通信模块与主控制器连接。语音模块提示垃圾桶满时，与移动终端通信，自动发送替换非固定部分信息。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：所述GPS定位模块与主控制器连接。无线通信模块与移动终端通信，发送位置信息。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能垃圾分类系统及管理方法，其特征在于：电压检测模块与主控制器连接。当系统电压不足时，无线通信模块与移动终端通信，发送更换电池信息。

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