CN114104549B - 一种一体化智能垃圾分类投放设备及投放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化智能垃圾分类投放设备及投放方法，所述设备包括用于管理用户信息和管理智能垃圾桶信息及垃圾投放信息的管理端，对数据进行储存、分析和处理的云端，用户端app，智能垃圾桶终端；所述用户端app包括用于查询垃圾桶位置和垃圾桶满溢程度的垃圾投放设备信息查询模块、垃圾分类识别模块、环保知识科普模块、积分与兑换模块和个人信息管理模块；所述用户端app通过云端与智能垃圾桶终端通讯连接。本发明产品为环保、新兴、智能的一体化垃圾投放管理产品。

Description

一种一体化智能垃圾分类投放设备及投放方法

技术领域

本发明涉及垃圾投放技术领域，具体涉及一种一体化智能垃圾分类投放设备及投放方法。

背景技术

目前分类垃圾投放设备主要有两大类：一是传统塑料垃圾桶，仅在桶身标识有分类垃圾的标志，不涉及任何人工智能辅助投放手段，要求投放人员能够对垃圾分类知识非常了解。二是不断涌现的各类所谓智能垃圾投放设备,其中一类是以红外线传感器通过感应方式控制垃圾箱盖开关的垃圾投放设备，与传统垃圾桶的弊端相同，其优势仅在于用户不用直接接触垃圾桶；另一类采用人工智能技术的垃圾投放设备多采用人脸识别技术，用于收集用户信息，但是投放时同样需要用户自行确定垃圾种类后对应仓门开启进行投放，不仅涉及侵犯用户隐私，还未能解决目前垃圾分类普及度不高所带来的投放难问题。而我们运用多种垃圾识别技术，直接引导用户对垃圾进行分类投放，从而解决了垃圾精准分类的难题也避免侵犯客户隐私。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种一体化智能垃圾分类投放设备及投放方法，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种一体化智能垃圾分类投放设备，所述设备包括用于管理用户信息和管理智能垃圾桶信息及垃圾投放信息的管理端，对数据进行储存、分析和处理的云端，用户端app，智能垃圾桶终端；所述用户端app包括用于查询垃圾桶位置和垃圾桶满溢程度的垃圾投放设备信息查询模块、垃圾分类识别模块、环保知识科普模块、积分与兑换模块和个人信息管理模块；所述用户端app通过云端与智能垃圾桶终端通讯连接。

优选的，所述的积分与兑换模块主要包括个人积分及兑换商城；所述的个人信息管理模块主要包括用户基本信息和历史投放数据；所述的环保知识科普模块包括环保知识文章、环保新闻和/或环保知识问答竞赛。

优选的，所述的智能垃圾桶终端包括数据采集模块，所述数据采集模块负责采集需要识别的垃圾数据，进行数据预处理后向云端传输数据；所述数据采集模块包括图像采集模块、语音采集模块和文字识别模块，图像采集模块用于拍照采集垃圾图片数据并向云端传输，语音采集模块用于收集并向云端传输用户语音数据，文字识别模块用于采集并向云端传输输入的文字信息。

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括信息展示设备，用于智能垃圾桶的操作界面、云端识别结果显示，以及播放环保知识、环保新闻、环保文章和/或广告商广告；所述的智能垃圾桶终端还包括有用于响应垃圾投放设备信息查询模块指令的垃圾桶容量检测模块，所述垃圾桶容量检测模块，用于检测垃圾桶内垃圾是否满溢。

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括有温度检测模块、烟雾检测模块和安全预警模块，所述的温度检测模块能识别智能垃圾桶的温度变化，所述的烟雾检测模块能检测智能垃圾桶内是否有烟雾产生，所述的温度检测模块、烟雾检测模块均与云端相连接，能将数据及时发送给云端，由云端进行分析和处理，判断垃圾桶内是否出现高温和烟雾，所述的安全预警模块还包括报警装置，所述的云端与安全预警模块相连接，能将报警信息及时发送给报警装置和管理端；所述的报警装置包括报警灯和报警扬声器。

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括有仓门防夹模块，所述仓门防夹模块包括有超声波传感器，所述超声波传感器设置在仓门上，用于检测仓门处是否有异物，所述仓门防夹装置通过超声波传感器感应到仓门处有异物时，仓门将立刻停止关闭动作。

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括消毒杀菌装置，所述消毒杀菌装置包括气体感知传感器、本地控制器和消毒装置；气体感知传感器用于对所述垃圾投放区域的异味和有害气体进行检测，所述气体感知传感器与本地控制器连接，在气体感知传感器检测出气体后，本地控制器自动关闭垃圾桶，并使用消毒装置进行消杀操作，持续30秒，期间垃圾桶所有操作暂停；

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括有智能电力管理模块，所述智能电力管理模块包括电源供电模块和电源调控模块，所述电源供电模块是线路供电、蓄电池供电、太阳能电池板供电中的一种或几种的组合；所述电源调控模块包括光感芯片，光感芯片能够在环境光源暗到一定程度时开启智能垃圾桶终端的环境照明灯，在夜晚无人投递的时段会自动关闭智能大屏的滚动播放，并将自己调整为暗屏的待机状态；在待机状态有用户进行操作，将立刻做出反应，并在感受到无人操作后的2分钟后再次进入待机。

优选的，所述的智能垃圾桶终端还包括特制的高能高臭氧UV紫外线光束，所述特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如C02、H20 等。

本发明还提供了另一种技术方案，一种一体化智能垃圾分类投放设备的分类投放方法，所述投放方法包括如下步骤，准备投放垃圾的用户登录用户端app，或扫描垃圾桶端信息展示设备上的二维码进行登录或选择不登录，然后选择是否知道垃圾种类，如果用户知道垃圾种类则点击相应垃圾种类，对应仓门开启，完成投放；如果用户不知道垃圾种类则可以选择垃圾识别方式，垃圾识别完成后对应仓门开启，完成投放。

优选的，所述的垃圾识别方式包括拍照识别、语音输入识别和文字输入识别；

所述的拍照识别，是根据图像采集模块对垃圾进行拍照及图像预处理，然后将图像数据上传云端，由云端智能处理模块中的图像识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；

所述的语音输入识别，是根据语音采集模块对用户语音进行采集及预处理，然后将语音数据上传云端，由云端智能处理模块中的语音识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；

所述的文字输入识别，是根据文字采集模块对用户输入文字进行采集及预处理，然后将数据上传云端，由云端智能处理模块中的文字识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；

优选的，选择通过登录用户端app进行垃圾投放的用户，在投放时，可以根据用户端app中垃圾投放设备信息查询模块进行垃圾桶位置和垃圾桶容量的查询，能根据用户自身情况选择最合适的智能垃圾桶终端；已登录用户端app 的用户完成垃圾投放后，会获得对应的积分。

本发明的有益效果是：本发明方法能够利用智能垃圾桶终端的垃圾识别装置对分类垃圾进行图像识别、语音识别和文字识别，基于识别结果开启对应仓门，使得用户可以在不具备垃圾分类常识的情况下进行正确投放，实现垃圾精确分类。此外，智能垃圾桶终端还提供垃圾桶满溢检测、位置检测、高温及烟雾报警、仓门防夹、消毒杀菌和智能电力管理功能，实现了设备的整体安全监控和预警，大大降低人力成本。本发明方法还可以利用用户端APP对投放垃圾进行分类识别，实现APP端、云端和垃圾桶终端的互联互通；同时APP端可以对投放人员的投放操作和投放信息进行记录，帮助后台进行合理的资源调配和管理。

附图说明

图1为本发明装置模块架构图；

图2为本发明实施例垃圾投放流程图；

图3为本发明装置结构示意图。

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-图3，本发明提供一种技术方案：一种一体化智能垃圾分类投放设备，如图1所示，所述设备包括用于管理用户信息和管理智能垃圾桶信息及垃圾投放信息的管理端，对数据进行储存、分析和处理的云端，用户端app，智能垃圾桶终端；所述用户端app包括用于查询垃圾桶位置和垃圾桶满溢程度的垃圾投放设备信息查询模块、垃圾分类识别模块、环保知识科普模块、积分与兑换模块和个人信息管理模块；所述用户端app通过云端与智能垃圾桶终端通讯连接。

垃圾投放设备信息查询模块，用户能通过用户app端进行垃圾桶位置的查询，用户可以选择距离自己位置比较近或者顺路的垃圾桶来进行垃圾投放，还可以查询该垃圾桶的满溢程度。

垃圾分类识别模块，包括拍照、语音、文字三大识别功能，用户可以选择其中一种识别方式来识别垃圾，拍照识别方式，利用图像采集模块(摄像头) 对垃圾进行拍照及图像预处理，然后将图像数据上传云端，由云端智能处理模块中的图像识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；语音识别方式，根据语音采集模块(麦克风)对用户语音进行采集及预处理，然后将语音数据上传云端，由云端智能处理模块中的语音识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；文字输入识别方式，是根据文字采集模块对用户输入文字进行采集及预处理，然后将数据上传云端，由云端智能处理模块中的文字识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示。

环保知识科普模块包括环保知识文章、环保类新闻和或环保知识问答竞赛，可以通过这种形式，让将垃圾分类知识进行推广普及。然后还有关于激励的模块，具体是积分与兑换模块，用户通过登录用户端app完成垃圾投放的，会获得积分奖励，当积分达到一定数值时，可以参与用积分来兑换礼物的活动，这样与用户的粘度会得到提高，能培养用户主动进行分类垃圾投放的意识。

个人信息模块主要包括用户基本信息和历史投放数据，可以直观的看到用户历史的投放数据，及对应的积分等。

用户端app通过云端与智能垃圾桶终端通讯连接，用户端app还可以是比如微信小程序之类的，智能垃圾桶终端有以下模块或设备。

数据采集模块,负责采集需要识别的垃圾数据，进行数据预处理后向云端传输数据；所述数据采集模块包括图像采集模块、语音采集模块和文字识别模块，图像采集模块用于拍照采集垃圾图片数据并向云端传输，语音采集模块用于收集并向云端传输用户语音数据，文字识别模块用于采集并向云端传输输入的文字信息,具体的是，在垃圾投放口附近设置有摄像头和麦克风，能拍照采集图像和采集语音信息。

如图3所示，信息展示设备(屏幕显示)，设置在垃圾桶上部中间的位置，用于智能垃圾桶的操作界面，整个屏幕显示可以分为两部分，下面的一部分用作用户操作界面，上面部分用来播放环保知识、环保新闻、环保文章和或环保广告等。

所述的智能垃圾桶终端还包括有根据垃圾投放设备信息查询模块的指令做出响应的垃圾桶容量检测模块和位置模块(gps)，所述垃圾桶容量检测模块，通过设置传感器来检测垃圾桶内垃圾是否满溢；所述位置模块用于确定垃圾桶的位置。如果垃圾桶内垃圾满了，会将数据情况以及垃圾桶的位置一起反馈给云端，再反馈给管理端，然后会通知人员尽快来回收垃圾桶中的垃圾。

温度检测模块通过温度传感器能识别智能垃圾桶的温度变化，所述的烟雾检测模块通过烟雾传感器能检测智能垃圾桶内是否有烟雾产生，所述的温度检测模块、烟雾检测模块均与云端相连接，当数据超过设定的阈值时就会将数据及时发送给云端，由云端进行分析和处理，判断垃圾桶内是否出现燃烧物(高温和烟雾)，所述的云端还与安全预警装置相连接，所述的安全预警模块还包括报警装置，能将报警信息及时发送给报警装置和管理端；所述的报警装置包括报警灯和报警扬声器，管理端收到报警会尽快派人来查看，而智能垃圾桶终端上的报警灯会闪烁，并且报警扬声器也会拉起，如果附近有行人或者环保人员，听到报警声音后，也能立即采取灭火措施等，极大的提高了安全性，如果有人恶意盗取和破坏垃圾桶也会触发警报，本发明的垃圾桶更加实用和安全。

如图3所示，在智能垃圾桶终端上还设置有夜间照明灯，晚上投放垃圾会自动打开夜间照明灯，保证拍照光线和投放位置的准确性。

智能垃圾桶终端还包括有仓门防夹模块，所述仓门防夹模块包括有超声波传感器，所述超声波传感器设置在仓门上，用于检测仓门处是否有异物，所述仓门防夹装置通过超声波传感器感应到仓门处有异物时，仓门将不论处于任何状态(刚开始关闭或即将完全关闭)，立刻停止关闭动作，保证使用者的安全。

智能垃圾桶终端还包括消毒杀菌装置，具有消毒杀菌功能。消毒杀菌装置包括气体感知传感器、本地控制器和消毒装置；气体感知传感器用于对所述垃圾投放区域的异味和有害气体进行检测，气体感知传感器与本地控制器连接，在气体感知传感器检测出有害气体后，本地控制器自动关闭垃圾桶，并使用消毒装置进行消杀操作，持续30秒，期间垃圾桶所有操作暂停。

智能垃圾桶终端还包括特制的高能高臭氧UV紫外线光束，所述特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如C02、H20等达到消毒杀菌的目的。

智能电力管理模块，智能电力管理模块包括电源供电模块和电源调控模块，电源供电模块采用线路供电、蓄电池供电、太阳能电池板供电三种供电方式的一种或几种最优组合，通过对时段的分析对自身用电量进行调整，同时，智能终端调控方面，设备终端能够通过对时段的分析对自身用电量进行调整，电源调控模块包括光感芯片，所搭载的光感芯片能够在环境光源暗到一定程度时开启设备的环境照明灯，在夜晚无人投递的时段自动关闭智能大屏，进入待机状态，若在待机状态有用户进行操作，将立刻做出反应，并结束操作后的2分钟后再次进入待机，以此实现智能化的电力管理，充分节约能源。

一种一体化智能垃圾分类投放设备的分类投放方法，如图2所示，投放方法包括如下步骤，准备投放垃圾的用户登录用户端app，或扫描垃圾桶端信息展示设备上的二维码进行登录或选择不登录，然后选择是否知道垃圾种类，如果用户知道垃圾种类则点击相应垃圾种类，对应仓门开启，完成投放；如果用户不知道垃圾种类则可以选择垃圾识别方式，垃圾识别完成后对应仓门开启，完成投放，已登录用户获得对应积分。

所述的垃圾识别方式包括拍照识别、语音输入识别和文字输入识别。

所述的拍照识别，是根据图像采集模块对垃圾进行拍照及图像预处理，然后将图像数据上传云端，由云端智能处理模块中的图像识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；

所述的语音输入识别，是根据语音采集模块对用户语音进行采集及预处理，然后将语音数据上传云端，由云端智能处理模块中的语音识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示；

所述的文字输入识别，是根据文字采集模块对用户输入文字进行采集及预处理，然后将数据上传云端，由云端智能处理模块中的文字识别模型进行识别分类后将结果回传至垃圾桶端/app端进行显示。

选择通过登录用户端app进行垃圾投放的用户，在投放时，可以根据用户端app中垃圾投放设备信息查询模块进行垃圾桶位置和垃圾桶容量的查询，能根据用户自身情况选择最合适的智能垃圾桶终端；已登录用户端app的用户完成垃圾投放后，会获得对应的积分。本发明的垃圾桶为环保、新兴、智能的一体化垃圾投放管理产品。有助于垃圾回收利用，资源使用合理化，营造青山绿水的环境。

本发明方法能够利用智能垃圾桶终端的垃圾识别装置对分类垃圾进行图像识别、语音识别和文字识别，基于识别结果开启对应仓门，使得用户可以在不具备垃圾分类常识的情况下进行正确投放，实现垃圾精确分类。此外，智能垃圾桶终端还提供垃圾桶满溢检测、位置检测、高温及烟雾报警、仓门防夹、消毒杀菌和智能电力管理功能，实现了设备的整体安全监控和预警，大大降低人力成本。本发明方法还可以利用用户端APP对投放垃圾进行分类识别，实现APP 端、云端和垃圾桶终端的互联互通；同时APP端可以对投放人员的投放操作和投放信息进行记录，帮助后台进行合理的资源调配和管理。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体化智能垃圾分类投放设备，其特征在于，所述设备包括用于管理用户信息和管理智能垃圾桶信息及垃圾投放信息的管理端，对数据进行储存、分析和处理的云端，用户端app，智能垃圾桶终端；所述用户端app包括用于查询智能垃圾桶位置和智能垃圾桶满溢程度的垃圾投放设备信息查询模块、垃圾分类识别模块、环保知识科普模块、积分与兑换模块和个人信息管理模块;所述用户端app通过云端与智能垃圾桶终端通讯连接；

所述的智能垃圾桶终端包括数据采集模块，所述数据采集模块负责采集需要识别的垃圾数据，进行数据预处理后向云端传输数据；所述数据采集模块包括图像采集模块、语音采集模块和文字识别模块，图像采集模块用于拍照采集垃圾图片数据并向云端传输，语音采集模块用于收集并向云端传输用户语音数据，文字识别模块用于采集并向云端传输输入的文字信息；

所述的智能垃圾桶终端还包括信息展示设备，用于智能垃圾桶的操作界面、云端识别结果显示，以及播放环保知识、环保新闻、环保文章和/或广告商广告；所述的智能垃圾桶终端还包括有用于响应垃圾投放设备信息查询模块指令的垃圾桶容量检测模块，所述垃圾桶容量检测模块，用于检测智能垃圾桶内垃圾是否满溢；

所述的智能垃圾桶终端还包括消毒杀菌装置，所述消毒杀菌装置包括气体感知传感器、本地控制器和消毒装置；气体感知传感器用于对垃圾投放区域的异味和有害气体进行检测，所述气体感知传感器与本地控制器连接，在气体感知传感器检测出气体后，本地控制器自动关闭智能垃圾桶，并使用消毒装置进行消杀操作，持续30秒，期间智能垃圾桶所有操作暂停；

所述的智能垃圾桶终端还包括有智能电力管理模块，所述智能电力管理模块包括电源供电模块和电源调控模块，所述电源供电模块是线路供电、蓄电池供电、太阳能电池板供电中的一种或几种的组合；所述电源调控模块包括光感芯片，光感芯片能够在环境光源暗到一定程度时开启智能垃圾桶终端的环境照明灯，在夜晚无人投递的时段会自动关闭信息展示设备的滚动播放，并调整为暗屏的待机状态；在待机状态有用户进行操作，将立刻做出反应，并在感受到无人操作后的2分钟后再次进入待机。

2.根据权利要求1所述的一体化智能垃圾分类投放设备，其特征在于：所述的积分与兑换模块主要包括个人积分及兑换商城；所述的个人信息管理模块主要包括用户基本信息和历史投放数据；所述的环保知识科普模块包括环保知识文章、环保新闻和/或环保知识问答竞赛。

3.根据权利要求1所述的一体化智能垃圾分类投放设备，其特征在于：所述的智能垃圾桶终端还包括有温度检测模块、烟雾检测模块和安全预警模块，所述的温度检测模块能识别智能垃圾桶的温度变化，所述的烟雾检测模块能检测智能垃圾桶内是否有烟雾产生，所述的温度检测模块、烟雾检测模块均与云端相连接，能将数据及时发送给云端，由云端进行分析和处理，判断智能垃圾桶内是否出现高温和烟雾，所述的安全预警模块包括报警装置，所述的云端与安全预警模块相连接，能将报警信息及时发送给报警装置和管理端；所述的报警装置包括报警灯和报警扬声器。

4.根据权利要求1所述的一体化智能垃圾分类投放设备，其特征在于：所述的智能垃圾桶终端还包括有仓门防夹模块，所述仓门防夹模块包括有超声波传感器，所述超声波传感器设置在仓门上，用于检测仓门处是否有异物，所述仓门防夹模块通过超声波传感器感应到仓门处有异物时，仓门将立刻停止关闭动作。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的一体化智能垃圾分类投放设备的投放方法，其特征在于：所述投放方法包括如下步骤，准备投放垃圾的用户登录用户端app，或扫描智能垃圾桶终端信息展示设备上的二维码进行登录或选择不登录，然后选择是否知道垃圾种类，如果用户知道垃圾种类则点击相应垃圾种类，对应仓门开启，完成投放；如果用户不知道垃圾种类则可以选择垃圾识别方式，垃圾识别完成后对应仓门开启，完成投放。

6.根据权利要求5所述的投放方法，其特征在于：所述的垃圾识别方式包括拍照识别、语音输入识别和文字输入识别；

所述的拍照识别，是根据图像采集模块对垃圾进行拍照及图像预处理，然后将图像数据上传云端，由云端智能处理模块中的图像识别模型进行识别分类后将结果回传至智能垃圾桶终端或用户端app进行显示；

所述的语音输入识别，是根据语音采集模块对用户语音进行采集及预处理，然后将语音数据上传云端，由云端智能处理模块中的语音识别模型进行识别分类后将结果回传至垃智能垃圾桶终端或用户端app；

所述的文字输入识别，是根据文字采集模块对用户输入文字进行采集及预处理，然后将数据上传云端，由云端智能处理模块中的文字识别模型进行识别分类后将结果回传至智能垃圾桶终端或用户端app。

7.根据权利要求5所述的投放方法，其特征在于：选择通过登录用户端app进行垃圾投放的用户，在投放时，可以根据用户端app中垃圾投放设备信息查询模块进行智能垃圾桶位置和智能垃圾桶容量的查询，能根据用户自身情况选择最合适的智能垃圾桶终端；已登录用户端app的用户完成垃圾投放后，会获得对应的积分。

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