CN112938241A - 一种智能垃圾箱中央控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能垃圾箱中央控制系统，包括主控单元及至少一个分控单元；主控单元包括工控主机、人机交互界面及身份识别模块；分控单元包括分控主板、电推杆及溢满传感器；控制方法包括：一、用户通过身份识别模块进行身份识别，以验证其操作权限；二、用户于人机交互界面点击与投放垃圾类型对应的按键，工控主机发送控制指令至分控单元；三、分控主板得到控制指令后对应的投放口开启，以便用户进行垃圾投放；四、用户投放结束后，关闭投放口。本发明主控单元的工控主机通过采用嵌入式系统，不仅启动快速，无掺杂第三方程序，同时界面可实现简洁、清楚，便于操作。本发明采用一主控+多分控的方式接入，以组网形态运行，垃圾箱的数量可根据需求灵活增减。

Description

一种智能垃圾箱中央控制系统

技术领域

本发明涉及智能垃圾箱技术领域，具体涉及一种智能垃圾箱中央控制系统。

背景技术

垃圾分类对改善生活环境，绿色发展可持续发展十分重要。近些年，民众垃圾分类“运动”热情似火，而在垃圾处理的第一现场，集合物联网、云计算、移动互联网技术，垃圾桶也有了新的改变，“物联网+智能垃圾分类回收系统”是通过信息化手段，建立起的一整套综合性、高智能的垃圾分类管理体系。

然而，在现有技术中，市面上智能垃圾箱的主控端大多采用安卓平台+APP的方式来实现各项功能，但由于安卓系统本身存在的系统缺陷，如时间久了系统变卡、程序运行不稳定等问题，大大增加了维护成本并降低了用户体验度。

另一方面，现有智能垃圾箱的扩展性较差，通常由主板上的接口数量决定其能够控制的垃圾箱的数量，并不能体现产品以用户为主。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能垃圾箱中央控制系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能垃圾箱中央控制系统，包括主控单元，以及与之电性连接的至少一个分控单元；

所述主控单元包括工控主机、人机交互界面以及身份识别模块；所述工控主机采用嵌入式系统，所述人机交互界面及所述身份识别模块均电性连接所述工控主机；

所述分控单元包括分控主板、电推杆以及溢满传感器；所述电推杆及所述溢满传感器均电性连接所述分控主板；

所述控制系统的控制方法包括：

步骤一、用户通过主控单元中的身份识别模块进行身份识别，以验证其操作权限，若该操作权限被判定为“有效”，则进入下一步骤；

步骤二、用户于主控单元的人机交互界面点击与所需投放的垃圾类型对应的图形按键，工控主机得到信号后发送一控制指令至分控单元的分控主板；

步骤三、分控主板得到所述控制指令后驱动电推杆工作，将对应垃圾类型的投放口开启，以便用户进行垃圾投放；

步骤四、用户投放结束后，关闭垃圾投放口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述分控单元为多个，各所述分控单元并联设置。

2．上述方案中，所述主控单元的人机交互界面包括显示屏和操作键位。

3．上述方案中，所述身份识别模块至少包括IC读卡器或二维码扫描头。

4．上述方案中，所述分控单元还包括限位传感器、称重传感器、清运仓门开关传感器；各传感器均电性连接所述分控主板。

5．上述方案中，还包括物联网通信模块，该物联网通信模块与所述工控主机电性连接。

6．上述方案中，于步骤一中，所述操作权限包括普通用户和管理用户。

7．上述方案中，于步骤二中，所述图形按键为实体的机械按键，或者为触摸屏的按键区。

8．上述方案中，于步骤四中，用户投放结束后，系统于一设定时间后，控制电推杆反向动作关闭投放口。

9．上述方案中，所述主控单元还包括语音模块，该语音模块用于进行各种语音提示。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种智能垃圾箱中央控制系统，包括主控单元及至少一个分控单元；主控单元包括工控主机、人机交互界面及身份识别模块；分控单元包括分控主板、电推杆及溢满传感器；控制方法包括：一、用户通过身份识别模块进行身份识别，以验证其操作权限；二、用户于人机交互界面点击与投放垃圾类型对应的按键，工控主机发送控制指令至分控单元；三、分控主板得到控制指令后对应的投放口开启，以便用户进行垃圾投放；四、用户投放结束后，关闭投放口。

相比现有技术而言，本发明主控单元的工控主机通过采用嵌入式系统（如Ubuntu），不仅启动快速，无掺杂第三方程序，同时界面可实现简洁、清楚，便于操作。

本发明采用一主控+多分控的方式接入，以组网形态运行，垃圾箱的数量可根据需求灵活增减，不仅具有较佳的后期扩展灵活性，且能够大幅降低扩展的设备成本。

本发明的优点包括：

1、融合性好：系统采用嵌入式开发，运行稳定操作简单，可根据用户需求适合各场景使用。

2、扩展性好：由于分控单元是独立的，用户可根据需求增减分控单元数量。

3、经济性好：由于系统的主控单元和分控单元属于分体设计，可大幅节省运输成本及搬运成本，针对通过性不强的场景，小型运输器具亦可完成驳运。

4、定制性好：用户可根据自身情况和需求采购与本系统匹配的硬件设备。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构框图。

以上附图中：1．主控单元；2．分控单元；3．工控主机；4．人机交互界面；5．IC读卡器；6．二维码扫描头；7．物联网通信模块；8．语音模块；9．分控主板；10．电推杆；11．溢满传感器；12．上限位传感器；13．下限位传感器；14．称重传感器；15．清运仓门开关传感器；16．编辑器；17．电源。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

参见附图1所示，一种智能垃圾箱中央控制系统，包括主控单元1，以及与之电性连接的至少一个分控单元2。当分控单元2为多个时，各所述分控单元2并联设置。

其中，所述主控单元1包括工控主机3、人机交互界面4以及身份识别模块；所述工控主机3采用嵌入式系统，所述人机交互界面4及所述身份识别模块均电性连接所述工控主机3。所述嵌入式系统可选用诸如Ubuntu等常用的嵌入式系统，本领域技术人员可根据功能实现的需要灵活编辑程序，其程序部分为现有技术，由于并非本案发明点，故本案不做赘述。

所述主控单元1的人机交互界面4包括显示屏和操作键位，该人机交互界面4以触摸屏为佳。

所述身份识别模块至少包括IC读卡器5或二维码扫描头6，还可以是诸如密码登入、指纹识别、刷脸识别等单一或组合的身份识别方案。

还包括物联网通信模块7，该物联网通信模块7与所述工控主机3电性连接，可为4G或5G通信模块。

所述主控单元1还包括语音模块8，该语音模块8用于进行各种语音提示。

其中，所述分控单元2包括分控主板9、电推杆10以及溢满传感器11。所述电推杆10及所述溢满传感器11均电性连接所述分控主板9。所述电推杆10用于开关垃圾投放口，电推杆10为双向电推杆，也可以使用双向电机实现开关功能。所述溢满传感器11用于检测垃圾箱中垃圾的堆放高度。

所述分控单元2还包括上限位传感器12、下限位传感器13、称重传感器14、清运仓门开关传感器15；各传感器均电性连接所述分控主板9。所述分控主板9接收各传感器的反馈信号和主控单元1的控制指令，并控制分控单元2的执行部分执行对应操作，如投放口的开和关。

所述分控单元2还包括编辑器16，该编辑器16电性连接所述分控主板9，用于对分控主板9的设置、调整分控主板9的控制方式，该编辑器可通过按键开关+LED数码管实现，具体实现方式为现有技术，由于并非本案发明点，故本案不做赘述。

还包括给系统各单元供电的电源17。

其中，所述工控主机3具体可选用HD6UL-IoT工控板，或其它功能相同或相似的工控板；所述分控主板9具体可选用STM32F103C8T6主控单片机，或其它功能相同或相似的主控单片机。所述工控主机3与所述分控主板9的具体选型由本领域技术人员根据需要进行选择，为现有技术，由于并非本案发明点，故本案不做赘述。

本发明的控制方法包括：

步骤一、用户通过主控单元1中的身份识别模块进行身份识别，以验证其操作权限，若该操作权限被判定为“有效”，则进入下一步骤；

步骤二、用户于主控单元1的人机交互界面4点击与所需投放的垃圾类型对应的图形按键，工控主机3得到信号后发送一控制指令至分控单元2的分控主板9；

步骤三、分控主板9得到所述控制指令后驱动电推杆10工作，将对应垃圾类型的投放口开启，以便用户进行垃圾投放；

步骤四、用户投放结束后，关闭垃圾投放口，整个过程可伴有语音提示。

其中，于步骤一中，所述操作权限包括普通用户和管理用户。所述管理用户的权限可包括：1、调整投放口定时关闭的时长，每个箱体可预置多个关闭时长；2、调整照明系统的开关时间段，可预置多个时间段；3、校准陈重数据以及维护箱体在断线情况下运行是否正常；4、定义分控单元名称以及数量和投放口开启方式；5、定义主控单元名称、编号以及地理位置；6、定义主服务器地址。

管理用户可根据需要细分为分管用户和管理员，后者的权限高于前者。

于步骤二中，所述图形按键为实体的机械按键，或者为触摸屏的按键区。

于步骤四中，用户投放结束后，系统（分控主板9或工控主机3）于一设定时间后（如40秒），控制电推杆10反向动作关闭投放口。

现就本实施例的主要工作流程说明如下：主控程序通过IC卡或者二维码获取用户信息验证，验证通过后，用户通过图形按钮（例如：“其他垃圾”定义编号为3）通过CAN通讯模块向编号为3的分控主板一个开箱指令，则分控主板会给直流电机工作电压电流，使其工作，该“其他垃圾”箱体投放口会由电推杆驱动开启。投放口开启过程中，开度大小会受上、下限位传感器干预，可调节限位传感器位置来控制投放口开度大小。投放口动作完成后40秒（时长可设置），系统会控制已经开启的投放口进行关闭命令，同时投放口关度也收限位传感器干预，避免过度关闭导致仓门连接件损坏。同时投递完成后分控单元会将所投递的物品重量数据发送至主控单元，主控单元会将用户信息、垃圾类型、垃圾重量以及投放时间通过物联网通信模块发送至服务器保存，便于以后日后挑取或汇总。

其他辅助功能：防夹手设定，在投放口关闭过程中，当投放口因受其他外力干预而不能正常完全关闭时，电机将因电流超过设定值，立刻停止工作并让电机进行反向工作，重新开启投放口。开启后40秒后再进行关闭命令。三次循环后仍然无法关闭，主控单元将收集状态信息发送至服务器。

语音播放：对投放过程中的各项操作以及反馈进行语音播放。

定时功能：面对投放高峰期，可通过主控单元可对每个箱体进行设置多时段投放口开启，节省投放时间。

扩展功能：本系统属于一个主控单元+若干个分控单元，以组网形态运行，垃圾箱的数量可根据需求灵活增减，不仅具有较佳的后期扩展灵活性，且能够大幅降低扩展的设备成本。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：

包括主控单元，以及与之电性连接的至少一个分控单元；

所述主控单元包括工控主机、人机交互界面以及身份识别模块；所述工控主机采用嵌入式系统，所述人机交互界面及所述身份识别模块均电性连接所述工控主机；

所述分控单元包括分控主板、电推杆以及溢满传感器；所述电推杆及所述溢满传感器均电性连接所述分控主板；

所述控制系统的控制方法包括：

步骤一、用户通过主控单元中的身份识别模块进行身份识别，以验证其操作权限，若该操作权限被判定为“有效”，则进入下一步骤；

步骤二、用户于主控单元的人机交互界面点击与所需投放的垃圾类型对应的图形按键，工控主机得到信号后发送一控制指令至分控单元的分控主板；

步骤三、分控主板得到所述控制指令后驱动电推杆工作，将对应垃圾类型的投放口开启，以便用户进行垃圾投放；

步骤四、用户投放结束后，关闭垃圾投放口。

2.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：所述分控单元为多个，各所述分控单元并联设置。

3.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：所述主控单元的人机交互界面包括显示屏和操作键位。

4.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：所述身份识别模块至少包括IC读卡器或二维码扫描头。

5.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：所述分控单元还包括限位传感器、称重传感器、清运仓门开关传感器；各传感器均电性连接所述分控主板。

6.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：还包括物联网通信模块，该物联网通信模块与所述工控主机电性连接。

7.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：于步骤一中，所述操作权限包括普通用户和管理用户。

8.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：于步骤二中，所述图形按键为实体的机械按键，或者为触摸屏的按键区。

9.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：于步骤四中，用户投放结束后，系统于一设定时间后，控制电推杆反向动作关闭投放口。

10.根据权利要求1所述的智能垃圾箱中央控制系统，其特征在于：所述主控单元还包括语音模块，该语音模块用于进行各种语音提示。

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