CN112046963A - 一种智能防腐可分类垃圾桶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能防腐可分类垃圾桶，包括：前端数据检测单元、异味处理单元、光伏供电单元、冲洗烘干单元、垃圾识别分类单元和主控单元；前端数据检测单元用于检测垃圾桶内部的温湿度信息、冲洗烘干单元所用水流量和进出水阀口的启闭；异味处理单元用于根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度，并自动挥发香薰达到去除异味的目的；冲洗烘干单元用于对垃圾桶进行清洗再烘干；垃圾识别分类单元包括设置在识别区的图像识别分类模块和设置在垃圾桶底部转动圆盘上的多个垃圾分类存储箱；主控单元包括机械机构控制模块、核心控制器模块、存储模块、远程通信模块和智能报警模块，本发明提高了垃圾分类效率，实现智能投放，提升了用户使用体验。

Description

一种智能防腐可分类垃圾桶
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及到一种智能防腐可分类垃圾桶。
背景技术
随着社会生活水平的提高，人们的日常生产量和消耗量增加导致各类垃圾也越来越多，而如何结合自动化控制技术解决日常生活中最让人头疼的垃圾处理问题也逐渐被人们关注，生活垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源，垃圾分类后会被送到工厂而不是填埋场，既可以减少占地，降低垃圾处理成本，又避免了填埋或焚烧所产生的环境污染，还可以变废为宝，垃圾分类收集是垃圾资源化利用的前提和基础，是发展循环经济的突破口，具有社会、经济、生态三方面的效益。但目前的垃圾分类因为宣传成本和宣传广度的问题，有很多用户无法很好的分类垃圾，仅能进行简单分类，且现有的垃圾桶大都只是单纯隔开空间，进行分类，智能化不高，无法满足人们对垃圾投放的简捷化要求，且普通垃圾桶由于长时间垃圾堆放可能导致垃圾腐败而散发异味影响周围环境。
综上所述，提供一种可提高垃圾分类效率，实现智能投放，提升用户使用体验的智能防腐可分类垃圾桶，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种智能防腐可分类垃圾桶，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能防腐可分类垃圾桶，包括：前端数据检测单元、异味处理单元、光伏供电单元、冲洗烘干单元、垃圾识别分类单元和主控单元；
所述前端数据检测单元包括温湿度检测模块、水流量计量模块、阀口启闭检测模块和数据安全隔离模块，所述温湿度检测模块用于检测垃圾桶内部的温度和湿度信息，所述水流量计量模块用于计量所述冲洗烘干单元所用水流量，所述阀口启闭检测模块用于检测所述冲洗烘干单元中进出水阀口的启闭，所述温湿度检测模块、所述水流量计量模块和所属阀口启闭检测模块均通过所述数据安全隔离模块与所述主控单元相连接；
所述异味处理单元包括垃圾腐败程度判断模块和香薰挥发模块，所述垃圾腐败程度判断模块可根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度，所述香薰挥发模块用于自动挥发香薰达到去除异味的目的；
所述冲洗烘干单元包括水位获取模块、冲洗水泵、储水装置和暖风装置，所述水位获取模块用于获取所述储水装置中的水位信息，所述冲洗水泵用于抽取所述储水装置中的水对垃圾桶进行清洗，所述暖风装置用于烘干；
所述垃圾识别分类单元包括设置在识别区的图像识别分类模块和设置在垃圾桶底部转动圆盘上的多个垃圾分类存储箱，所述识别区包括垃圾暂存机构和方形固定座，所述垃圾暂存机构为翻斗形式和所述方形固定座相连接，所述图像识别分类模块设置在所述方形固定座上；
所述主控单元包括机械机构控制模块、核心控制器模块、存储模块、远程通信模块和智能报警模块，所述机械机构控制模块用于控制垃圾投放口盖的启闭和相关电机的转动，所述存储模块用于存储相关运行数据及参数，所述远程通信模块用于与远程控制平台进行通信。
优选地，还包括人体自动检测单元，所述人体自动检测单元采用热释红外检测方式检测是否有人员靠近垃圾桶，当检测到有人靠近时所述机械机构控制模块控制垃圾投放口盖开启。
更优选地，还包括降温装置，所述降温装置仅在温度高于设定值时工作用于降低垃圾桶内部的温度减缓异味挥发和垃圾腐败程度。
优选地，所述光伏供电单元包括太阳能供电模块、储能计算模块、紧急电源备用模块和供电控制模块，所述太阳能供电模块用于将太阳能转换成各单元所需电压输出，所述储能计算模块用于计算所述太阳能供电模块和所述紧急电源备用模块的剩余电能，当所述太阳能供电模块的剩余电能低于设定标准时切换到紧急电源备用模块供电，当所述紧急电源备用模块的剩余电能低于设定标准时向远程控制平台发送更换电源的信号，所述储能计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量，利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正，以消除安时计量法估算过程中的累计误差。
优选地，所述垃圾桶内部表面涂有防锈防腐漆。
优选地，所述冲洗烘干单元还包括进水管和出水管，所述进水管和所述出水管连接在所述冲洗水泵与所述多个垃圾分类存储箱之间。
优选地，所述前端数据检测单元还包括重量检测模块，所述重量检测模块设置在垃圾桶底部来检测垃圾桶内垃圾的重量，并将重量信息通过所述数据安全隔离模块发送给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块接收所述重量信息并与所述存储模块中存储的设定报警重量范围相比较，当所述重量信息超过所述设定报警重量范围时，控制所述远程通信模块向所述远程控制平台进行远程报警提醒。
更优选地，异味处理过程包括：所述垃圾腐败程度判断模块根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度并将判断结果发送给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块根据判断结果决策是否需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作，当需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作时，所述核心控制器模块先远程通信模块通知维护人员处理腐败垃圾，垃圾处理后再控制所述冲洗水泵抽取所述储水装置中的水对垃圾桶进行清洗并用所述暖风装置用于烘干，烘干动作完成后，向所述香薰挥发模块发送触发信号，所述香薰挥发模块通过控制雾化电路，对香薰存储装置中的香薰液进行雾化吹出改善异味。
优选地，垃圾分类识别主要包括：所述图像识别分类模块获取垃圾图像进行图像预处理，然后对预处理后图像采用基于CNN卷积神经网络的识别算法进行特征对比、信息匹配和决策分类，并对分类垃圾进行分类标记并将标记信息传输给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块控制所述机械机构控制模块驱动设置在垃圾桶底部的转动圆盘转动，同时驱动电机控制所述垃圾暂存机构投放垃圾，将分类垃圾投入对应垃圾存储箱内。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明可提高垃圾分类效率，实现智能投放，提升用户使用体验。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
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，下文将对本发明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，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明智能防腐可分类垃圾桶的组成结构示意图。
图2为本实施例中垃圾分类识别过程的流程示意图。
图3为本实施例中异味处理过程的具体步骤示意图。
图4为本发明中智能垃圾桶的结构示意图。
附图标记：
温湿度检测模块1、水流量计量模块2、阀口启闭检测模块3、人体自动检测单元4、异味处理单元5、水位获取模块6、冲洗水泵7、储水装置8、暖风装置9、图像识别分类模块10、转动圆盘11、垃圾分类存储箱12、进水管13、出水管14、垃圾暂存机构15、方形固定座16、太阳能供电模块17、主控单元18。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明提供了一种可提高垃圾分类效率，实现智能投放，提升用户使用体验的智能防腐可分类垃圾桶。如图1至图4所示，该系统包括：前端数据检测单元、异味处理单元5、光伏供电单元、冲洗烘干单元、垃圾识别分类单元和主控单元18，其中，还包括人体自动检测单元4以及降温装置，所述人体自动检测单元4采用热释红外检测方式检测是否有人员靠近垃圾桶，当检测到有人靠近时所述机械机构控制模块控制垃圾投放口盖开启。所述降温装置仅在温度高于设定值时工作用于降低垃圾桶内部的温度减缓异味挥发和垃圾腐败程度。
本系统中的所述主控单元18包括机械机构控制模块、核心控制器模块、存储模块、远程通信模块和智能报警模块，所述机械机构控制模块用于控制垃圾投放口盖的启闭和相关电机的转动，所述存储模块用于存储相关运行数据及参数，所述远程通信模块用于与远程控制平台进行通信。
所述前端数据检测单元包括温湿度检测模块1、水流量计量模块2、阀口启闭检测模块3和数据安全隔离模块，所述温湿度检测模块1用于检测垃圾桶内部的温度和湿度信息，所述水流量计量模块2用于计量所述冲洗烘干单元所用水流量，所述阀口启闭检测模块3用于检测所述冲洗烘干单元中进出水阀口的启闭，所述温湿度检测模块1、所述水流量计量模块2和所属阀口启闭检测模块3均通过所述数据安全隔离模块与所述主控单元18相连接。其中，所述前端数据检测单元还包括重量检测模块，所述重量检测模块设置在垃圾桶底部来检测垃圾桶内垃圾的重量，以重量信息来判断垃圾是否存满，并将重量信息通过所述数据安全隔离模块发送给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块接收所述重量信息并与所述存储模块中存储的设定报警重量范围相比较，当所述重量信息超过所述设定报警重量范围时，控制所述远程通信模块向所述远程控制平台进行远程报警提醒。
所述异味处理单元5包括垃圾腐败程度判断模块和香薰挥发模块，所述垃圾腐败程度判断模块可根据检测H2S等气体的浓度来判断垃圾的腐败程度，所述香薰挥发模块用于自动挥发香薰达到去除异味的目的。本实施例中，垃圾腐败程度判断模块采用型号为TGS2603的空气质量传感器检测这类气体的微量，其对胺系列以及含硫的气味(如食物异味)有高敏感度，有着较高的灵敏性，有着寿命长，易使用，体积小，灵活性好等优点。
所述冲洗烘干单元包括水位获取模块6、冲洗水泵7、储水装置8和暖风装置9，所述水位获取模块6用于获取所述储水装置8中的水位信息，所述冲洗水泵7用于抽取所述储水装置8中的水对垃圾桶进行清洗，所述暖风装置9用于烘干，所述冲洗烘干单元还包括进水管13和出水管14，所述进水管13和所述出水管14连接在所述冲洗水泵7与所述多个垃圾分类存储箱12之间。
所述垃圾识别分类单元包括设置在识别区的图像识别分类模块10和设置在垃圾桶底部转动圆盘11上的多个垃圾分类存储箱12，所述识别区包括垃圾暂存机构15和方形固定座16，所述垃圾暂存机构15为翻斗形式和所述方形固定座16相连接，所述图像识别分类模块10设置在所述方形固定座16上，其中，如图2所示，垃圾分类识别主要包括：所述图像识别分类模块10获取垃圾图像进行图像预处理，然后对预处理后图像采用基于CNN卷积神经网络的识别算法进行特征对比、信息匹配和决策分类，先判断是否属于厨余垃圾，若属于厨余垃圾则进行对应垃圾分类动作，不属于厨余垃圾则进行有害垃圾和其它垃圾区分，并对分类垃圾进行分类标记并将标记信息传输给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块控制所述机械机构控制模块驱动设置在垃圾桶底部的转动圆盘11转动，同时驱动电机控制所述垃圾暂存机构15投放垃圾，将分类垃圾投入对应垃圾存储箱内。
所述光伏供电单元包括太阳能供电模块17、储能计算模块、紧急电源备用模块和供电控制模块，所述太阳能供电模块17用于将太阳能转换成各单元所需电压输出，所述储能计算模块用于计算所述太阳能供电模块17和所述紧急电源备用模块的剩余电能，当所述太阳能供电模块17的剩余电能低于设定标准时切换到紧急电源备用模块供电，当所述紧急电源备用模块的剩余电能低于设定标准时向远程控制平台发送更换电源的信号，所述储能计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量，利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正，以消除安时计量法估算过程中的累计误差。
本实施例中，太阳能供电模块17包括光伏阵列、光伏控制器和太阳能蓄电池，光伏阵列、光伏控制器和太阳能蓄电池依次连接，所述紧急电源备用模块采用锂电池供电，所述太阳能蓄电池的电压输出端和所述锂电池的电压输出端均与所述供电控制模块的输入端相连，所述供电控制模块根据所述储能计算模块计算的太阳能供电模块17和紧急电源备用模块的剩余电能进行下一步动作。
本系统中，垃圾桶内部表面涂有防锈防腐漆。
如图3所示，异味处理过程包括：a.所述垃圾腐败程度判断模块根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度并将判断结果发送给所述核心控制器模块；b.所述核心控制器模块根据判断结果决策是否需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作；c.当需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作时，所述核心控制器模块先远程通信模块通知维护人员处理腐败垃圾；d.垃圾处理后再控制所述冲洗水泵7抽取所述储水装置8中的水对垃圾桶进行清洗并用所述暖风装置9用于烘干；e.烘干动作完成后，向所述香薰挥发模块发送触发信号，所述香薰挥发模块通过控制雾化电路，对香薰存储装置中的香薰液进行雾化吹出改善异味。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，包括：前端数据检测单元、异味处理单元、光伏供电单元、冲洗烘干单元、垃圾识别分类单元和主控单元；
所述前端数据检测单元包括温湿度检测模块、水流量计量模块、阀口启闭检测模块和数据安全隔离模块，所述温湿度检测模块用于检测垃圾桶内部的温度和湿度信息，所述水流量计量模块用于计量所述冲洗烘干单元所用水流量，所述阀口启闭检测模块用于检测所述冲洗烘干单元中进出水阀口的启闭，所述温湿度检测模块、所述水流量计量模块和所属阀口启闭检测模块均通过所述数据安全隔离模块与所述主控单元相连接；
所述异味处理单元包括垃圾腐败程度判断模块和香薰挥发模块，所述垃圾腐败程度判断模块可根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度，所述香薰挥发模块用于自动挥发香薰达到去除异味的目的；
所述冲洗烘干单元包括水位获取模块、冲洗水泵、储水装置和暖风装置，所述水位获取模块用于获取所述储水装置中的水位信息，所述冲洗水泵用于抽取所述储水装置中的水对垃圾桶进行清洗，所述暖风装置用于烘干；
所述垃圾识别分类单元包括设置在识别区的图像识别分类模块和设置在垃圾桶底部转动圆盘上的多个垃圾分类存储箱，所述识别区包括垃圾暂存机构和方形固定座，所述垃圾暂存机构为翻斗形式和所述方形固定座相连接，所述图像识别分类模块设置在所述方形固定座上；
所述主控单元包括机械机构控制模块、核心控制器模块、存储模块、远程通信模块和智能报警模块，所述机械机构控制模块用于控制垃圾投放口盖的启闭和相关电机的转动，所述存储模块用于存储相关运行数据及参数，所述远程通信模块用于与远程控制平台进行通信。
2.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，还包括人体自动检测单元，所述人体自动检测单元采用热释红外检测方式检测是否有人员靠近垃圾桶，当检测到有人靠近时所述机械机构控制模块控制垃圾投放口盖开启。
3.如权利要求2所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，还包括降温装置，所述降温装置仅在温度高于设定值时工作用于降低垃圾桶内部的温度减缓异味挥发和垃圾腐败程度。
4.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，所述光伏供电单元包括太阳能供电模块、储能计算模块、紧急电源备用模块和供电控制模块，所述太阳能供电模块用于将太阳能转换成各单元所需电压输出，所述储能计算模块用于计算所述太阳能供电模块和所述紧急电源备用模块的剩余电能，当所述太阳能供电模块的剩余电能低于设定标准时切换到紧急电源备用模块供电，当所述紧急电源备用模块的剩余电能低于设定标准时向远程控制平台发送更换电源的信号，所述储能计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量，利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正，以消除安时计量法估算过程中的累计误差。
5.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，垃圾桶内部表面涂有防锈防腐漆。
6.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，所述冲洗烘干单元还包括进水管和出水管，所述进水管和所述出水管连接在所述冲洗水泵与所述多个垃圾分类存储箱之间。
7.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，所述前端数据检测单元还包括重量检测模块，所述重量检测模块设置在垃圾桶底部来检测垃圾桶内垃圾的重量，并将重量信息通过所述数据安全隔离模块发送给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块接收所述重量信息并与所述存储模块中存储的设定报警重量范围相比较，当所述重量信息超过所述设定报警重量范围时，控制所述远程通信模块向所述远程控制平台进行远程报警提醒。
8.如权利要求3所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，异味处理过程包括：所述垃圾腐败程度判断模块根据检测H2S气体的浓度来判断垃圾的腐败程度并将判断结果发送给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块根据判断结果决策是否需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作，当需要控制所述冲洗烘干单元和所述降温装置工作时，所述核心控制器模块先远程通信模块通知维护人员处理腐败垃圾，垃圾处理后再控制所述冲洗水泵抽取所述储水装置中的水对垃圾桶进行清洗并用所述暖风装置用于烘干，烘干动作完成后，向所述香薰挥发模块发送触发信号，所述香薰挥发模块通过控制雾化电路，对香薰存储装置中的香薰液进行雾化吹出改善异味。
9.如权利要求1所述的智能防腐可分类垃圾桶，其特征在于，垃圾分类识别主要包括：所述图像识别分类模块获取垃圾图像进行图像预处理，然后对预处理后图像采用基于CNN卷积神经网络的识别算法进行特征对比、信息匹配和决策分类，并对分类垃圾进行分类标记并将标记信息传输给所述核心控制器模块，所述核心控制器模块控制所述机械机构控制模块驱动设置在垃圾桶底部的转动圆盘转动，同时驱动电机控制所述垃圾暂存机构投放垃圾，将分类垃圾投入对应垃圾存储箱内。
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