CN111891596A - 一种基于物联网的智能垃圾处理系统及垃圾识别系统 - Google Patents

一种基于物联网的智能垃圾处理系统及垃圾识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于物联网的智能垃圾处理系统，通过这个系统来统和垃圾收集信息、设施信息及根据信息调度运输车辆，实现集中监管、集中调度、合理分配人力资源,从而实现垃圾收集效率最优化，采用实时信息采集，将区域内的垃圾数量化，将垃圾清理智能化，将区域内的垃圾点统一协调处理，更高效地利用已有资源处理垃圾，同时及时有效地清理垃圾也美化了垃圾点附近的环境，对公众开放的垃圾点查询功能也增强了群众对垃圾良好的处理意识。居民通过手机端进行垃圾点情况查看，调度中心可以通过web端或PC端进行查看、调度，本发明还提供了一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，通过此系统，可将垃圾进行视觉识别分类，最大化的实现了垃圾分类收集效率的最大最优化，具有较强的实用性和较好的应用前景。

Description

一种基于物联网的智能垃圾处理系统及垃圾识别系统
技术领域
本发明涉及智能公交技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能垃圾处理系统及垃圾识别系统。
背景技术
随着我国社会、经济、文化的快速发展,以及人们环保意识的不断提高,国家有关环境保护的法律法规对环境质量也提出了更高的标准及要求,城市垃圾处理问题也越来越受到重视。城市化进程的加快、城市人口数量膨胀使生活垃圾的产生量持续迅速增长、组分日益复杂，垃圾收运作业范围增长迅速，传统的垃圾定时处理方法的弊端逐渐显现出来,现有环卫管理的模式都较为传统,大部分处理垃圾的方法是每天固定时间由垃圾车到各个垃圾桶或垃圾池收集垃圾,但是由于对每个垃圾桶产生的垃圾的量的信息掌握少,有些垃圾桶还未到收集时间就已经收满垃圾,反之有些垃圾桶放置天也收不满垃圾;而且,对垃圾收集作业情况无法掌握,垃圾收集车常常绕远路或者垃圾收集满前白走一趟,缺少系统调度。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种基于物联网的智能垃圾处理系统，通过这个系统来统和垃圾收集信息、设施信息及根据信息调度运输车辆，实现集中监管、集中调度、合理分配人力资源,从而实现垃圾收集效率最优化，本发明还提供了一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，通过此系统，可将垃圾进行视觉识别分类，最大化的实现了垃圾分类收集效率的最大最优化，具有非常好的应用前景。
为达此目的，本发明提供的一种基于物联网的智能垃圾处理系统，所述系统包括
1).垃圾识别系统：采用AI图像识别进行垃圾识别，对不同的垃圾进行分类识别;
2).垃圾检测子系统：在每个垃圾收集点上方安装测距传感器与烟雾传感器,测距传感器通过距离测试垃圾收集量,当垃圾收集量到达垃圾桶总容量的一定比例时,传感器通过移动通信网络发送信息到汇总平台通知调度中心,当垃圾桶内的垃圾数量达到一天以上未清理时，传感器也会发送信息给汇总平台，当出现这两种情况的垃圾点的垃圾总量达到一定量时，调度中心人员根据实时信息合理地进行垃圾装运车调度;
3).垃圾点信息管理子系统：每个垃圾收集点都有唯一的编号,在系统中可以直观、形象地展示设施的分布情况,并分析设施分布的饱和度及合理性,从而进行环卫设施整体布局,同时,结合北斗导航系统,可以帮助调度人员实现快速、实时、准确的调度并建立设施基础数据库,记录和显示每个设施的基本信息,如地理位置、容量等,通过传感器和垃圾收集点的对应关系,可以收集到垃圾收集量等相关数据;
4).垃圾装运车辆调度系统：每辆垃圾收集车上装有北斗卫星定位器,调度中心可以根据垃圾预警系统和车行情况对车辆进行合理调度，运用类似Dijkstra算法和百度或者高德地图api，sdk定位进行最优的路线规划;
5).居民手机端APP信息查看系统：通过Android Studio平台开发Android手机客户端，居民可以根据用户所在地理位置，随时查看到上述设施基础数据库收集的垃圾收集量等相关信息，所述垃圾点信息管理子系统根据附近垃圾桶的空余情况对需要抛掷垃圾的用户进行合理推荐，若附近垃圾桶满而普通居民需要抛掷，则进行提醒和其他垃圾点的合理建议。
作为本发明的一种改进，使用OpenCV对图像进行采集和预处理，将处理后的AI图像上传到云端服务端通过深度学习算法进行垃圾分类识别,使用超声波测距传感器、测温传感器、烟雾传感器等，通过嵌入式硬件系统平台，凭借网络将信息传输到云端服务器,使用web前端技术编写管理员网站，后端采用PHP语言，同时借助数据库技术对数据进行持久化存储，并通过数据库连接池与后台数据库连接实现CRUD,
使用Android Studio平台开发手机端应用程序，以达到附近居民可以随时获得反馈，手机端APP通过网络通信框架与服务端建立连接,读取服务端数据库中数据,同时,建立手机端SQLite嵌入式数据库，对获得的数据进行缓存，有助于在没有联网的情况下，查询信息。
本发明还提供了上述基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，所述垃圾识别系统包括推动气缸、推动推板、第一传送带、相机、垃圾桶、第二传送带和垃圾压缩装置，所述垃圾压缩装置包括压缩箱、第一气缸、第一推板、支架、第二气缸、第二推板、机架、挡板，所述机架一侧设置有安装槽，所述垃圾桶的开口置于所述安装槽中，所述第一气缸、所述第一推板、所述压缩箱，所述挡板依次置于所述机架上表面，所述第一推板一端联接于所述第一气缸，另一端位于所述压缩箱的内部，用于推动所述压缩箱内的垃圾进入所述垃圾桶内，所述挡板安装在所述压缩箱的另一侧，并可上下移动开闭，用于阻挡所述压缩箱内的垃圾进入所述垃圾桶内，所述第二气缸安装于所述支架上，所述第二推板一端联接于所述第二气缸一端，另一端置于所述压缩箱内部， 所述第二传送带和第一传送带置于同一水平面，一端紧靠所述第一传送带一侧，另一端置于所述压缩箱的开口内，所述推动推板位于所述第一传送带的另一侧，并联接于所述推动气缸，所述相机位于所述第一传送带正上方，并安装于所述支架上，所述垃圾识别系统工作时，所述挡板处于关闭状态，垃圾通过所述第一传送带传送，经过所述相机时，对垃圾进行视觉识别分类后，启动所述推动气缸带动推动推板，将对应的垃圾从所述第一传送带推到对应的所述第二传送带上，垃圾随着所述第二传送带的传动进入所述压缩箱内后，启动所述第二气缸 带动第二推板向下运动，压缩所述压缩箱内的垃圾，压缩完成后，所述第二推板向上回归初始位置，所述挡板打开，启动所述第一气缸带动所述第一推板，将所述压缩箱内的垃圾推动直至落入所述垃圾桶内，则垃圾分类完成。
作为本发明的一种改进，所述垃圾压缩装置、所述相机、所述第二传送带、所述垃圾桶数量成套设置。垃圾一般可分为可回收，干垃圾，湿垃圾三类，根据这三类可以决定套件的数量为三种或者三种的倍数即可，当然，部分地区垃圾分类会分的更细一点，只要套件的数量和垃圾的类别数量相等即可，也可按照各地的要求自行设置。
作为本发明的一种改进，所述垃圾桶侧面设置有射频感应芯片，方便识别垃圾桶内装的什么垃圾，便于运输装车。
作为本发明的一种改进，所述垃圾桶侧面设置有手把，便于搬运。
本发明相对现有技术所具有的有益效果是：本发明提供一种基于物联网的智能垃圾处理系统，通过这个系统来统和垃圾收集信息、设施信息及根据信息调度运输车辆，实现集中监管、集中调度、合理分配人力资源,从而实现垃圾收集效率最优化，采用实时信息采集，将区域内的垃圾数量化，将垃圾清理智能化，将区域内的垃圾点统一协调处理，更高效地利用已有资源处理垃圾，同时及时有效地清理垃圾也美化了垃圾点附近的环境，对公众开放的垃圾点查询功能也增强了群众对垃圾良好的处理意识。居民通过手机端进行垃圾点情况查看，调度中心可以通过web端或PC端进行查看、调度，本发明还提供了一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，通过此系统，可将垃圾进行视觉识别分类，最大化的实现了垃圾分类收集效率的最大最优化，具有较强的实用性和较好的应用前景。
附图说明
图1 本发明的一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统的整体示意图;
图2 为图1中压缩装置的示意图;
图3 为图2的压缩机装置的半截面图;
图4 为图1的垃圾桶示意图;
1、推动气缸;2、推动推板;3、第一传送带;4、相机;5、支架;6、压缩箱;6-1、第一气缸;6-2、第一推板;6-3、第二气缸;6-4、第二推板;6-5、机架;6-6、挡板;6-7、安装槽;7、垃圾桶;7-1、手把;7-2、射频感应芯片;8、第二传送带。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种本发明提供的一种基于物联网的智能垃圾处理系统，所述系统包括
1).垃圾识别系统：采用AI图像识别进行垃圾识别，对不同的垃圾进行分类识别;
2).垃圾检测子系统：在每个垃圾收集点上方安装测距传感器与烟雾传感器,测距传感器通过距离测试垃圾收集量,当垃圾收集量到达垃圾桶总容量的一定比例时,传感器通过移动通信网络发送信息到汇总平台通知调度中心,当垃圾桶内的垃圾数量达到一天以上未清理时，传感器也会发送信息给汇总平台，当出现这两种情况的垃圾点的垃圾总量达到一定量时，调度中心人员根据实时信息合理地进行垃圾装运车调度;
3).垃圾点信息管理子系统：每个垃圾收集点都有唯一的编号,在系统中可以直观、形象地展示设施的分布情况,并分析设施分布的饱和度及合理性,从而进行环卫设施整体布局,同时,结合北斗导航系统,可以帮助调度人员实现快速、实时、准确的调度并建立设施基础数据库,记录和显示每个设施的基本信息,如地理位置、容量等,通过传感器和垃圾收集点的对应关系,可以收集到垃圾收集量等相关数据;
4).垃圾装运车辆调度系统：每辆垃圾收集车上装有北斗卫星定位器,调度中心可以根据垃圾预警系统和车行情况对车辆进行合理调度，运用类似Dijkstra算法和百度或者高德地图api，sdk定位进行最优的路线规划;
5).居民手机端APP信息查看系统：通过Android Studio平台开发Android手机客户端，居民可以根据用户所在地理位置，随时查看到上述设施基础数据库收集的垃圾收集量等相关信息，所述垃圾点信息管理子系统根据附近垃圾桶的空余情况对需要抛掷垃圾的用户进行合理推荐，若附近垃圾桶满而普通居民需要抛掷，则进行提醒和其他垃圾点的合理建议。
使用OpenCV对图像进行采集和预处理，将处理后的AI图像上传到云端服务端通过深度学习算法进行垃圾分类识别。
使用超声波测距传感器、测温传感器、烟雾传感器等，通过嵌入式硬件系统平台，凭借网络将信息传输到云端服务器。
使用web前端技术编写管理员网站，后端采用PHP语言，同时借助数据库技术对数据进行持久化存储，并通过数据库连接池与后台数据库连接实现CRUD。
使用Android Studio平台开发手机端应用程序，以达到附近居民可以随时获得反馈，手机端APP通过网络通信框架与服务端建立连接,读取服务端数据库中数据,同时,建立手机端SQLite嵌入式数据库，对获得的数据进行缓存，有助于在没有联网的情况下，查询信息。
本发明还提供了上述基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，如图1-图4所示，所述垃圾识别系统包括推动气缸1、推动推板2、第一传送带3、相机4、垃圾桶7、第二传送带8和垃圾压缩装置，所述垃圾压缩装置包括压缩箱6、第一气缸6-1、第一推板6-2、支架5、第二气缸6-3、第二推板6-4、机架6-5、挡板6-6，所述机架6-5一侧设置有安装槽6-7，所述垃圾桶7的开口置于所述安装槽6-7中，所述第一气缸6-1、所述第一推板6-2、所述压缩箱6，所述挡板6-6依次置于所述机架6-5上表面，所述第一推板6-20一端联接于所述第一气缸6-1，另一端位于所述压缩箱6的内部，用于推动所述压缩箱6内的垃圾进入所述垃圾桶7内，所述挡板6-6安装在所述压缩箱6的另一侧，并可上下移动开闭，用于阻挡所述压缩箱6内的垃圾进入所述垃圾桶7内，所述第二气缸6-3安装于所述支架5上，所述第二推板6-4一端联接于所述第二气缸6-3一端，另一端置于所述压缩箱6内部， 所述第二传送带8和第一传送带3置于同一水平面，一端紧靠所述第一传送带3一侧，另一端置于所述压缩箱6的开口内，所述推动推板2位于所述第一传送带3的另一侧，并联接于所述推动气缸1，所述相机4位于所述第一传送带3正上方，并安装于所述支架5上，所述垃圾识别系统工作时，所述挡板6-6处于关闭状态，垃圾通过所述第一传送带3传送，经过所述相机4时，对垃圾进行视觉识别分类后，启动所述推动气缸1带动推动推板2，将对应的垃圾从所述第一传送带3推到对应的所述第二传送带8上，垃圾随着所述第二传送带8的传动进入所述压缩箱6内后，启动所述第二气缸6-3 带动第二推板6-4向下运动，压缩所述压缩箱6内的垃圾，压缩完成后，所述第二推板6-4向上回归初始位置，所述挡板6-6打开，启动所述第一气缸6-1带动所述第一推板6-2，将所述压缩箱6内的垃圾推动直至落入所述垃圾桶7内，则垃圾分类完成。本发明的垃圾识别系统可将垃圾进行视觉识别分类，最大化的实现了垃圾分类收集效率的最大最优化。
所述垃圾压缩装置、所述相机4、所述第二传送带8、所述垃圾桶7数量成套设置。垃圾一般可分为可回收，干垃圾，湿垃圾三类，根据这三类可以决定套件的数量为三种或者三种的倍数即可，当然，部分地区垃圾分类会分的更细一点，只要套件的数量和垃圾的类别数量相等即可，也可按照各地的要求自行设置。
所述垃圾桶7侧面设置有射频感应芯片7-2，方便识别垃圾桶内装的什么垃圾，便于运输装车。
所述垃圾桶7侧面设置有手把7-1，便于搬运。
本发明相对现有技术所具有的有益效果是：本发明提供一种基于物联网的智能垃圾处理系统，通过这个系统来统和垃圾收集信息、设施信息及根据信息调度运输车辆，实现集中监管、集中调度、合理分配人力资源,从而实现垃圾收集效率最优化，采用实时信息采集，将区域内的垃圾数量化，将垃圾清理智能化，将区域内的垃圾点统一协调处理，更高效地利用已有资源处理垃圾，同时及时有效地清理垃圾也美化了垃圾点附近的环境，对公众开放的垃圾点查询功能也增强了群众对垃圾良好的处理意识。居民通过手机端进行垃圾点情况查看，调度中心可以通过web端或PC端进行查看、调度，本发明还提供了一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，通过此系统，可将垃圾进行视觉识别分类，最大化的实现了垃圾分类收集效率的最大最优化，具有较强的实用性和较好的应用前景。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网的智能垃圾处理系统，其特征在于，所述系统包括
1).垃圾识别系统：采用AI图像识别进行垃圾识别，对不同的垃圾进行分类识别;
2).垃圾检测子系统：在每个垃圾收集点上方安装测距传感器与烟雾传感器,测距传感器通过距离测试垃圾收集量,当垃圾收集量到达垃圾桶总容量的一定比例时,传感器通过移动通信网络发送信息到汇总平台通知调度中心,当垃圾桶内的垃圾数量达到一天以上未清理时，传感器也会发送信息给汇总平台，当出现这两种情况的垃圾点的垃圾总量达到一定量时，调度中心人员根据实时信息合理地进行垃圾装运车调度;
3).垃圾点信息管理子系统：每个垃圾收集点都有唯一的编号,在系统中可以直观、形象地展示设施的分布情况,并分析设施分布的饱和度及合理性,从而进行环卫设施整体布局,同时,结合北斗导航系统,可以帮助调度人员实现快速、实时、准确的调度并建立设施基础数据库,记录和显示每个设施的基本信息,如地理位置、容量等,通过传感器和垃圾收集点的对应关系,可以收集到垃圾收集量等相关数据;
4).垃圾装运车辆调度系统：每辆垃圾收集车上装有北斗卫星定位器,调度中心可以根据垃圾预警系统和车行情况对车辆进行合理调度，运用类似Dijkstra算法和百度或者高德地图api，sdk定位进行最优的路线规划;
5).居民手机端APP信息查看系统：通过Android Studio平台开发Android手机客户端，居民可以根据用户所在地理位置，随时查看到上述设施基础数据库收集的垃圾收集量等相关信息，所述垃圾点信息管理子系统根据附近垃圾桶的空余情况对需要抛掷垃圾的用户进行合理推荐，若附近垃圾桶满而普通居民需要抛掷，则进行提醒和其他垃圾点的合理建议。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能垃圾处理系统，其特征在于，使用OpenCV对图像进行采集和预处理，将处理后的AI图像上传到云端服务端通过深度学习算法进行垃圾分类识别,使用超声波测距传感器、测温传感器、烟雾传感器等，通过嵌入式硬件系统平台，凭借网络将信息传输到云端服务器,使用web前端技术编写管理员网站，后端采用PHP语言，同时借助数据库技术对数据进行持久化存储，并通过数据库连接池与后台数据库连接实现CRUD,
使用Android Studio平台开发手机端应用程序，以达到附近居民可以随时获得反馈，手机端APP通过网络通信框架与服务端建立连接,读取服务端数据库中数据,同时,建立手机端SQLite嵌入式数据库，对获得的数据进行缓存，有助于在没有联网的情况下，查询信息。
3.根据权利要求1和2任意一项所述的一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，其特征在于，所述垃圾识别系统包括推动气缸(1)、推动推板(2)、第一传送带(3)、相机(4)、垃圾桶(7)、第二传送带(8)和垃圾压缩装置，所述垃圾压缩装置包括压缩箱(6)、第一气缸(6-1)、第一推板(6-2)、支架(5)、第二气缸(6-3)、第二推板(6-4)、机架(6-5)、挡板(6-6)，所述机架(6-5)一侧设置有安装槽(6-7)，所述垃圾桶(7)的开口置于所述安装槽(6-7)中，所述第一气缸(6-1)、所述第一推板(6-2)、所述压缩箱(6)，所述挡板(6-6)依次置于所述机架(6-5)上表面，所述第一推板(6-20)一端联接于所述第一气缸(6-1)，另一端位于所述压缩箱(6)的内部，用于推动所述压缩箱(6)内的垃圾进入所述垃圾桶(7)内，所述挡板(6-6)安装在所述压缩箱(6)的另一侧，并可上下移动开闭，用于阻挡所述压缩箱(6)内的垃圾进入所述垃圾桶(7)内，所述第二气缸(6-3)安装于所述支架(5)上，所述第二推板(6-4)一端联接于所述第二气缸(6-3)一端，另一端置于所述压缩箱(6)内部， 所述第二传送带(8)和第一传送带(3)置于同一水平面，一端紧靠所述第一传送带(3)一侧，另一端置于所述压缩箱(6)的开口内，所述推动推板(2)位于所述第一传送带(3)的另一侧，并联接于所述推动气缸(1)，所述相机(4)位于所述第一传送带(3)正上方，并安装于所述支架(5)上，所述垃圾识别系统工作时，所述挡板(6-6)处于关闭状态，垃圾通过所述第一传送带(3)传送，经过所述相机(4)时，对垃圾进行视觉识别分类后，启动所述推动气缸(1)带动推动推板(2)，将对应的垃圾从所述第一传送带(3)推到对应的所述第二传送带(8)上，垃圾随着所述第二传送带(8)的传动进入所述压缩箱(6)内后，启动所述第二气缸(6-3) 带动第二推板(6-4)向下运动，压缩所述压缩箱(6)内的垃圾，压缩完成后，所述第二推板(6-4)向上回归初始位置，所述挡板(6-6)打开，启动所述第一气缸(6-1)带动所述第一推板(6-2)，将所述压缩箱(6)内的垃圾推动直至落入所述垃圾桶(7)内，则垃圾分类完成。
4.根据权利要求3任意一项所述的一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，其特征在于，所述垃圾压缩装置、所述相机(4)、所述第二传送带(8)、所述垃圾桶(7)设置数量相同，且可根据垃圾分类的类别数量设置。
5.根据权利要求4任意一项所述的一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，其特征在于，所述垃圾桶(7)侧面设置有射频感应芯片(7-2)，方便识别垃圾桶内装的什么垃圾，便于运输装车。
6.根据权利要求5任意一项所述的一种基于物联网的智能垃圾处理系统用垃圾识别系统，其特征在于，所述垃圾桶(7)侧面设置有手把(7-1)，便于搬运。
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