CN111846693A - 基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统 - Google Patents
基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，包括有以下步骤；服务器系统，由物业或者社区工作人员录入小区住户家庭信息，并为每个家庭生成专属二维码并打印，免费为各个住户配送一定数量的专属二维码；人机交互模块，人机交互模块通过二维码连接模块和磁卡连接模块与用户进行交互，由用户控制门板控制模块打开或者关闭垃圾箱门板；语音模块根据控制处理模块反馈信号，同步语音提示用户操作，本发明基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，智能分类回收箱主要功能为二维码扫码控制开关门，垃圾自动称重统计、积分、视频监控，具体分为扫码自动开关门，刷卡自动开关门。
Description
技术领域
本发明涉及智能垃圾垃圾分类控制技术领域，特别涉及基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统。
背景技术
垃圾分类指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。垃圾分类可提高垃圾的资源价值和经济价值，大致根据垃圾的成分构成、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类的。
现有的垃圾回收装置基本都是进行整体回收，不进行分类，在垃圾站进行处理时，需要大量的人工花费大量的时间进行分类整理，长时间堆积会产生大量刺激性气体和有毒气体，给工人带来危害，不利于环境保护，更不利于部分资源的回收再利用。
发明内容
本发明的目的在于提供基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，以解决上述背景技术中提出的现有的垃圾回收装置基本都是进行整体回收，不进行分类，在垃圾站进行处理时，需要大量的人工花费大量的时间进行分类整理，长时间堆积会产生大量刺激性气体和有毒气体，给工人带来危害，不利于环境保护，更不利于部分资源的回收再利用问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，包括有以下步骤；
服务器系统，由物业或者社区工作人员录入小区住户家庭信息，并为每个家庭生成专属二维码并打印，免费为各个住户配送一定数量的专属二维码；
人机交互模块，人机交互模块通过二维码连接模块和磁卡连接模块与用户进行交互，由用户控制门板控制模块打开或者关闭垃圾箱门板；语音模块根据控制处理模块反馈信号，同步语音提示用户操作；
控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控；
用户控制关闭垃圾箱门板后，控制处理模块对用户投放垃圾进行称重，称重结束后，积分转换模块根据垃圾重量和种类转换成积分，通过服务器系统累计在用户的名下，可以通过手机微端进行检测；
控制处理模块控制容量检测模块对垃圾箱内的容量进行检测，垃圾箱满之后，控制处理模块启动报警装置并向服务器系统发送清理申请，同时启动GPS定位模块，向服务器系统发送位置。
作为本发明的一种优选技术方案，服务器系统，设备安装调试完毕，由社区或物业工作人员，以每户家庭为单位，在系统的云管理平台，规范录入本小区所有家庭的信息，信息包含省+市、区(县、市) +乡镇街道+社区村+小区+楼号+单元号+房间号，户主姓名，电话；系统为每户家庭自动生成唯一特定的二维码；社区用二维码打印机为每户家庭打印若干张本户家庭专属的二维码，并分发到位。
作为本发明的一种优选技术方案，人机交互模块启动，控制处理模块判断当前连接方式是否是二维码连接；
若是，二维码连接模块连接门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板；
若否，磁卡连接模块连接门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板。
作为本发明的一种优选技术方案，启动人机交互模块后，控制处理模块将语音模块转入人机交互模式，语音模块根据控制处理模块反馈信息对当前用户进行语音提示，当用户长时间不进行操作时，控制处理器判断用户是否结束垃圾箱使用，并同时通过服务器系统向用户微端发送提示信息；
若是，控制处理模块关闭垃圾箱，并同步计算垃圾重量转换积分，累积到用户名下，同时语音模块转入广告循环播放模式；
若否，控制处理模块继续进行语音提示，至用户完成垃圾投放。
作为本发明的一种优选技术方案，用户通过人机交互模块与垃圾箱进行连接后，通过控制处理模块判断当前连接是否是本装置用户；
若是，语音提示“请正确选择垃圾箱投放垃圾”；
若否，语音提示“请到指定位置投放垃圾”。
作为本发明的一种优选技术方案，垃圾投放完毕，控制处理模块进行容量检测，控制处理模块判断当前垃圾箱是否装满；
若是，控制处理模块启动报警模块，GPS定位系统发出定位信息；
若否，控制处理模块保持静默；
由物业保洁人员及时更换空桶，将装满垃圾的垃圾桶移送到本小区指定地点，由环卫部门分类运输。
作为本发明的一种优选技术方案，服务器系统上传每户家庭每次投放的垃圾种类和重量，并做及时统计。微信小程序及时告知本家庭本年度投放垃圾总重量。为未来控制每户垃圾年投放总量提供预设功能。未来家庭有免费垃圾投放重量，免费额度用完，应当缴纳生活垃圾处理费后，再向社区领取二维码。
作为本发明的一种优选技术方案，控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控，居民如在小区内随意丢弃垃圾，或者破坏回收站，由回收站摄像头或者小区其他摄像头摄录，提供执法证据，按条例行政处罚。
作为本发明的一种优选技术方案，基于实名制的智能垃圾分类投放箱，包括有箱体，所述箱体顶部固定安装有太阳能板，所述太阳能板一侧固定安装有侧摄像头，所述箱体前端上部固定安装有照明灯，所述照明灯中间固定安装有监控摄像头，所述照明灯下部转动连接有门板，所述箱体前端下部转动连接有垃圾箱门，所述垃圾箱门前端固定粘贴有垃圾标识，所述箱体靠近侧摄像头的一侧开设有广告海报窗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，智能分类回收箱主要功能为二维码扫码控制开关门，垃圾自动称重统计、积分、视频监控，具体分为扫码自动开关门，刷卡自动开关门，智能语音提示、垃圾自动称重积分、GPS定位、满桶检测报警、云平台管理，广告投放等功能。系统采用安卓工控方案开发，可提供http通讯协议，支持外部平台对接。回收站操作面板选用10.1寸液晶触控屏实现人机互动，系统通讯方式可选4G、WIFI、RJ45线路三种方式。系统供电推荐采用市电，待机功率2W，工作功率4W。也可以采用清洁能源太阳能供电，蓄电池储变系统保障回收箱全天候工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明模块结构示意图；
图2为本发明工作流程结构示意图；
图3为本发明语音模块工作流程结构示意图；
图4为本发明门板控制模块工作流程结构示意图；
图5为本发明单个垃圾箱结构示意图。
图中：1、太阳能板；2、侧摄像头；3、箱体；4、照明灯；5、监控摄像头；6、门板；7、垃圾箱门；8、垃圾标识；9、广告海报窗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供了基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于，包括有以下步骤；
服务器系统，由物业或者社区工作人员录入小区住户家庭信息，并为每个家庭生成专属二维码并打印，免费为各个住户配送一定数量的专属二维码；
人机交互模块，人机交互模块通过二维码连接模块和磁卡连接模块与用户进行交互，由用户控制门板控制模块打开或者关闭垃圾箱门板；语音模块根据控制处理模块反馈信号，同步语音提示用户操作；
控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控；
用户控制关闭垃圾箱门板后，控制处理模块对用户投放垃圾进行称重，称重结束后，积分转换模块根据垃圾重量和种类转换成积分，通过服务器系统累计在用户的名下，可以通过手机微端进行检测；
控制处理模块控制容量检测模块对垃圾箱内的容量进行检测，垃圾箱满之后，控制处理模块启动报警装置并向服务器系统发送清理申请，同时启动GPS定位模块，向服务器系统发送位置。
服务器系统，设备安装调试完毕，由社区或物业工作人员，以每户家庭为单位，在系统的云管理平台，规范录入本小区所有家庭的信息，信息包含省+市、区(县、市)+乡镇街道+社区村+小区+楼号+ 单元号+房间号，户主姓名，电话；系统为每户家庭自动生成唯一特定的二维码；社区用二维码打印机为每户家庭打印若干张本户家庭专属的二维码，并分发到位。
人机交互模块启动，控制处理模块判断当前连接方式是否是二维码连接；
若是，二维码连接模块连接门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板；
若否，磁卡连接模块连接门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板。
启动人机交互模块后，控制处理模块将语音模块转入人机交互模式，语音模块根据控制处理模块反馈信息对当前用户进行语音提示，当用户长时间不进行操作时，控制处理器判断用户是否结束垃圾箱使用，并同时通过服务器系统向用户微端发送提示信息；
若是，控制处理模块关闭垃圾箱，并同步计算垃圾重量转换积分，累积到用户名下，同时语音模块转入广告循环播放模式；
若否，控制处理模块继续进行语音提示，至用户完成垃圾投放。
用户通过人机交互模块与垃圾箱进行连接后，通过控制处理模块判断当前连接是否是本装置用户；
若是，语音提示“请正确选择垃圾箱投放垃圾”；
若否，语音提示“请到指定位置投放垃圾”。
垃圾投放完毕，控制处理模块进行容量检测，控制处理模块判断当前垃圾箱是否装满；
若是，控制处理模块启动报警模块，GPS定位系统发出定位信息；
若否，控制处理模块保持静默；
由物业保洁人员及时更换空桶，将装满垃圾的垃圾桶移送到本小区指定地点，由环卫部门分类运输。
服务器系统上传每户家庭每次投放的垃圾种类和重量，并做及时统计。微信小程序及时告知本家庭本年度投放垃圾总重量。为未来控制每户垃圾年投放总量提供预设功能。未来家庭有免费垃圾投放重量，免费额度用完，应当缴纳生活垃圾处理费后，再向社区领取二维码。
通过预先录入二维码图像信息，使用解析图像工具对可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾进行训练样本集提取，并将提取的图像进行标注得到相应的标签图像信息；根据标签图像信息中的进行RGB数字转换；从而形成卷积神经网络分类垃圾训练样本集；将分类垃圾训练样本集中的RGB图像进行归一化处理，形成待处理图像，并且二维码图像信息已经定位相应的可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾图像数据；通过卷积神经网络分类垃圾训练样本集学习训练得到分割后的垃圾分类图像，并根据分割后的垃圾图像分类级别进行垃圾分类精确度预判；得到基于机器学习的可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾和厨余垃圾自动匹配判断模型；通过图像预处理方法对可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾进行收敛校正，经过校正之后可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾图像数据通过控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控，居民如在小区内随意丢弃垃圾，或者破坏回收站，由回收站摄像头或者小区其他摄像头摄录，提供执法证据，按条例行政处罚。
基于实名制的智能垃圾分类投放箱，包括有箱体3，箱体3顶部固定安装有太阳能板1，太阳能板1一侧固定安装有侧摄像头2，箱体3前端上部固定安装有照明灯4，照明灯4中间固定安装有监控摄像头5，照明灯4下部转动连接有门板6，箱体3前端下部转动连接有垃圾箱门7，垃圾箱门7前端固定粘贴有垃圾标识8，箱体3靠近侧摄像头2的一侧开设有广告海报窗9。设置若干垃圾分类投放箱，每个垃圾箱门内部设置摄像头进行垃圾扫描，
并在垃圾箱门外部设置垃圾分类指示牌，所述垃圾分类指示牌用于使用者对垃圾进行分类投放；垃圾分类指示牌通过反光片设置，在有光线或者光线微弱状态下也能起到提示作用，可回收垃圾通过摄像头扫描之后，进行图像信息录入，利用图像判别模型分类可回收垃圾的图像信息，并与预存的图像信息进行比对判别；对图像信息上的每一个图像点或区别特征点进行标签标注，如果图像点或区别特征点属于可回收垃圾中重度混装垃圾，则输出相应的不规范操作指令信息，例如：饮料瓶，需要将饮料和瓶体分离，如果检测未分离，则输出不规范操作指令信息，如果可回收垃圾中中度混装垃圾，则输出相应的中度规范操作指令信息，例如：饮料瓶，需要将饮料瓶和塑料商标分离，如果检测未分离，则输出中度规范操作指令信息，如果未混装垃圾，则提示使用者操作成功，并询问使用者是否再次投递可回收垃圾；
根据图像语义分离判别法，对检测的不可回收垃圾中的图像信息进行标签标定，然后通过对图像滤波去噪之后，进行二值化转换，通过图像特征矩阵分类方法，对不可回收垃圾进行面积分析，通过面积大小判别垃圾重量，并进行面积垃圾图像分类，通过对相应面积垃圾图像分类之后估计相应垃圾的体积参数，并对相应垃圾体积进行评估预判，从而形成该体积垃圾的重量预估，设置不可回收垃圾的规格类型数据集，将预判的体积垃圾进行数据集比对，从而获取垃圾来源以及该体积垃圾的投放时段和分布地理坐标，从而对该不可回收垃圾进行地理位置标定，
具体使用时，本发明基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，通过手机端二维码连接人机交互模块或者磁卡连接人机交互模块，由用户控制门板控制模块打开或者关闭垃圾箱门板；语音模块根据控制处理模块反馈信号，同步语音提示用户操作；
结束投放垃圾后，控制处理模块对用户投放垃圾进行称重，称重结束后，积分转换模块根据垃圾重量和种类转换成积分，通过服务器系统累计在用户的名下，可以通过手机微端进行检测；控制处理模块控制容量检测模块对垃圾箱内的容量进行检测，垃圾箱满之后，控制处理模块启动报警装置并向服务器系统发送清理申请，同时启动GPS 定位模块，向服务器系统发送位置；
根据袋上二维码可以溯源此袋垃圾由哪户家庭投放。抽检现场摄像，为执法提供证据。为鼓励工作人员认真抽检，可以将罚款的一部分奖励给抽检单位和个人。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于，包括有以下步骤；
服务器系统，由物业或者社区工作人员录入小区住户家庭信息，并为每个家庭生成专属二维码并打印，免费为各个住户配送一定数量的专属二维码；
人机交互模块，人机交互模块通过二维码连接模块和磁卡连接模块与用户进行交互，由用户控制门板控制模块打开或者关闭垃圾箱门板；语音模块根据控制处理模块反馈信号，同步语音提示用户操作；
控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控；
用户控制关闭垃圾箱门板后，控制处理模块对用户投放垃圾进行称重，称重结束后，积分转换模块根据垃圾重量和种类转换成积分，通过服务器系统累计在用户的名下，可以通过手机微端进行检测；
控制处理模块控制容量检测模块对垃圾箱内的容量进行检测，垃圾箱满之后，控制处理模块启动报警装置并向服务器系统发送清理申请，同时启动GPS定位模块，向服务器系统发送位置。
2.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
服务器系统，设备安装调试完毕，由社区或物业工作人员，以每户家庭为单位，在系统的云管理平台，规范录入本小区所有家庭的信息，信息包含省+市、区(县、市)+乡镇街道+社区村+小区+楼号+单元号+房间号，户主姓名，电话；系统为每户家庭自动生成唯一特定的二维码；社区用二维码打印机为每户家庭打印若干张本户家庭专属的二维码，并分发到位。
3.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
人机交互模块启动，控制处理模块判断当前连接方式是否是二维码连接；
若是，二维码连接模块连接门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板；
若否，磁卡连接模块门板控制模块，门板控制模块根据控制处理模块反馈信息，打开对应的垃圾箱门板，垃圾投放完毕，根据反馈信息关闭对应垃圾箱门板。
4.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
启动人机交互模块后，控制处理模块将语音模块转入人机交互模式，语音模块根据控制处理模块反馈信息对当前用户进行语音提示，当用户长时间不进行操作时，控制处理器判断用户是否结束垃圾箱使用，并同时通过服务器系统向用户微端发送提示信息；
若是，控制处理模块关闭垃圾箱，并同步计算垃圾重量转换积分，累积到用户名下，同时语音模块转入广告循环播放模式；
若否，控制处理模块继续进行语音提示，至用户完成垃圾投放。
5.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
用户通过人机交互模块与垃圾箱进行连接后，通过控制处理模块判断当前连接是否是本装置用户；
若是，语音提示“请正确选择垃圾箱投放垃圾”；
若否，语音提示“请到指定位置投放垃圾”。
6.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
垃圾投放完毕，控制处理模块进行容量检测，控制处理模块判断当前垃圾箱是否装满；
若是，控制处理模块启动报警模块，GPS定位系统发出定位信息；
若否，控制处理模块保持静默；
由物业保洁人员及时更换空桶，将装满垃圾的垃圾桶移送到本小区指定地点，由环卫部门分类运输。
7.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
服务器系统上传每户家庭每次投放的垃圾种类和重量，并做及时统计。微信小程序及时告知本家庭本年度投放垃圾总重量。为未来控制每户垃圾年投放总量提供预设功能。未来家庭有免费垃圾投放重量，免费额度用完，应当缴纳生活垃圾处理费后，再向社区领取二维码。
8.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控，居民如在小区内随意丢弃垃圾，或者破坏回收站，由回收站摄像头或者小区其他摄像头摄录，提供执法证据，按条例行政处罚。
9.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
通过预先录入二维码图像信息，使用解析图像工具对可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾进行训练样本集提取，并将提取的图像进行标注得到相应的标签图像信息；根据标签图像信息中的进行RGB数字转换；从而形成卷积神经网络分类垃圾训练样本集；将分类垃圾训练样本集中的RGB图像进行归一化处理，形成待处理图像，并且二维码图像信息已经定位相应的可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾图像数据；通过卷积神经网络分类垃圾训练样本集学习训练得到分割后的垃圾分类图像，并根据分割后的垃圾图像分类级别进行垃圾分类精确度预判；得到基于机器学习的可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾和厨余垃圾自动匹配判断模型；通过图像预处理方法对可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾进行收敛校正，经过校正之后可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾图像数据通过控制处理模块控制视屏监控模块对垃圾投放实时情况进行监控，并时刻监控垃圾箱周围情况，对垃圾箱进行时刻监控，居民如在小区内随意丢弃垃圾，或者破坏回收站，由回收站摄像头或者小区其他摄像头摄录，提供执法证据，按条例行政处罚。
10.根据权利要求1所述的基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统，其特征在于；还包括：
并在垃圾箱门外部设置垃圾分类指示牌，所述垃圾分类指示牌用于使用者对垃圾进行分类投放；垃圾分类指示牌通过反光片设置，在有光线或者光线微弱状态下也能起到提示作用，可回收垃圾通过摄像头扫描之后，进行图像信息录入，利用图像判别模型分类可回收垃圾的图像信息，并与预存的图像信息进行比对判别；对图像信息上的每一个图像点或区别特征点进行标签标注，如果图像点或区别特征点属于可回收垃圾中重度混装垃圾，则输出相应的不规范操作指令信息，如果可回收垃圾中中度混装垃圾，则输出相应的中度规范操作指令信息；
根据图像语义分离判别法，对检测的不可回收垃圾中的图像信息进行标签标定，然后通过对图像滤波去噪之后，进行二值化转换，通过图像特征矩阵分类方法，对不可回收垃圾进行面积分析，通过面积大小判别垃圾重量，并进行面积垃圾图像分类，通过对相应面积垃圾图像分类之后估计相应垃圾的体积参数，并对相应垃圾体积进行评估预判，从而形成该体积垃圾的重量预估，设置不可回收垃圾的规格类型数据集，将预判的体积垃圾进行数据集比对，从而获取垃圾来源以及该体积垃圾的投放时段和分布地理坐标，从而对该不可回收垃圾进行地理位置标定。
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| CN202010706177.9A CN111846693A (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 基于实名制的智能垃圾分类投放监督和控制系统 |
Publications (1)
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