CN114873099A - 一种新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，包括智能垃圾分类收集系统、智能终端和数据处理平台，智能垃圾分类收集系统包括智能垃圾分类设备、处理器和智能识别单元，智能识别单元包括人脸识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、语音模块、图形识别模块、称重模块、视频模块、分类模块、积分兑换提现模块、数据传输模块。本发明属于垃圾分类技术领域，具体是提供了一种原理简单，智能化程度高，对垃圾分类行为进行记录、指导及监督，通过奖惩、屏蔽的方式为垃圾分类强制推行提供有效保障，并通过人脸识别等方式实现投递与积分兑换功能的新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法。

Description

一种新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法

技术领域

本发明属于垃圾分类技术领域，具体是指一种新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法。

背景技术

我国是一个庞大的生活体，每天产生的垃圾数以万吨，如果没有有效的进行垃圾分类，每天都会产生了大量的混合垃圾，这样大量有回收价值的垃圾最后都不得不填埋或焚烧，而可回收垃圾还可以作为资源重复利用，既浪费了可回收资源又严重污染了环境。

现如今，相关部门鼓励生活垃圾分类收集，生活垃圾资源化、无害化、减量化处置是垃圾分类工作的目标。

现有专利号为ZL201510330852.1的中国发明专利，公开了一种“垃圾分类操作管理系统和方法”，用户通过手机客户端小程序进行账号注册，通过扫描垃圾袋上的条形码完成用户账户与垃圾袋的关联，通过扫描垃圾袋上的条码实现用户登录及投放数据记录。

但是上述技术存在以下缺点：(1)资源回收站则必须使用带有二维码的专用垃圾袋才能将投放信息与账户关联；(2)建立账户需通过手机客户端进行操作，登录方式单一，如遇老年人及儿童则会出现不便，此外，现有发明无法实现垃圾分类的认证、测评、监督功能，不能有效提高垃圾分类的准确性；(3)如果垃圾分类投放的积分不能立即兑换或不能完全兑换，居民还可能随便乱扔，各类垃圾得不到妥善处理，进一步造成环境污染和资源浪费。因此，有必要对上述方案进行改进。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种工作原理简单，智能化程度高，通过分类设备端视频模块及手机端APP功能，对垃圾分类行为进行记录、指导及监督，并通过数据平台进行行为分析，并将最终结果发送给监管方及居民用户端，实现对垃圾分类行为的个人奖惩、单位评比，为垃圾分类强制推行提供有效保障，并通过人脸识别等方式实现投递与积分兑换功能的新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，包括智能垃圾分类收集系统、智能终端和数据处理平台，所述智能垃圾分类收集系统与智能终端通信连接，所述数据处理平台连接智能垃圾分类收集系统以及智能终端。

作为进一步阐述的方案，所述智能垃圾分类收集系统包括智能垃圾分类设备、处理器和智能识别单元，所述智能识别单元安装设于智能垃圾分类设备上，且所述智能识别单元通过处理器进行相关指令和数据的处理；其中，所述智能识别单元包括人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、蓝牙模块、称重模块、视频模块、分类模块、积分兑换提现模块、网线接口通讯模块、4G通讯模块、数据传输模块，所述处理器分别连接人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、蓝牙模块、称重模块、视频模块、分类模块、积分兑换提现模块、网线接口通讯模块、4G通讯模块、数据传输模块。其中，所述人脸识别模块进行用户注册、登录、数据记录；所述专有二维码识别模块进行用户登录、数据记录；所述指纹识别模块进行用户注册、登录、数据记录；所述垃圾类别二维码识别模块进行用户注册、登录、数据记录；语音模块对设备进行语音操作管理，识别声音后自动启动，进行用户注册、登录、设备分类投放、账户查询、分类信息了解、并对用户进行分类投放指导；图形识别模块对投放的垃圾进行种类识别并通过语音播报给用户；触摸操作模块实现在设备安卓触摸显示屏上操控设备和查看数据；称重模块对投放垃圾进行称重记录并发送数据给用户账户及后端数据平台；视频模块对投放行为记录，便于后期进行强制垃圾分类阶段的奖励与惩罚；分类模块完成称重后，自动打开分类垃圾桶投放口，投放完毕后自动关闭；所述超声波测桶满模块安装设于智能垃圾分类设备的垃圾桶靠近投放口处，所述超声波测桶满模块用于探测垃圾桶是否满载，满载则报警提醒；所述GPS定位模块用于定位当前智能垃圾分类设备的位置；网线接口通讯模块用于连接网线用于通信使用；蓝牙模块通过蓝牙通讯实现手机app端对智能垃圾分类设备的操作控制；4G通讯模块通过4G通讯网络实现手机app端对智能垃圾分类设备的联网操作控制；数据传输模块用于向数据处理平台传递相关的数据与信息。

进一步地，所述智能终端包括手机APP普通用户端和手机APP管理端，所述手机APP普通用户端由用户使用；所述手机APP管理端由政府、物业单位、第三方服务代理企业使用，在手机APP管理端查看所管辖范围内所述智能垃圾分类设备的运营状态数据、统计数据、数据报表。

进一步地，所述智能终端还包括手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端，应用管理人员电脑端接收数据处理平台传输过来的数据通过HTML及CSS、javascript等技术进行外观设计并展示给管理人员，管理人员通过应用管理人员电脑端对所管辖的设备和用户进行管理操作，并将结果传输给数据处理平台保存。

作为优选方案，所述数据处理平台包括数据接收模块、数据分类分析及处理模块、数据展示及输出模块，所述数据处理平台信号连接手机APP普通用户端、手机APP管理端、手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端。

进一步地，所述智能垃圾分类设备包括智能四分类收集设备、半智能厨余和其他垃圾收集设备，所述智能四分类收集设备用于盛装可回收垃圾，可回收垃圾包括纸类、塑料类、金属类与玻璃类，所述半智能厨余和其他垃圾收集设备用于盛装厨余垃圾和其他垃圾；所述智能垃圾分类设备包括保护箱体、垃圾桶、触摸显示屏、智能LED宣传屏、抓拍摄像头、人脸识别摄像头、智能称重器、语音播放器、指纹识别器构成，所述垃圾桶可拆卸设于保护箱体内，所述保护箱体与垃圾桶的开口一侧开设有投口，所述智能识别单元还包括感应投口模块，所述投口处采用电机驱动连杆装置带动门的打开与闭合、设有感应器用于感应垃圾投放需要从而传递信号给电机，所述感应投口模块与感应器连接，无需通过手动按按钮，投口感应器控制箱门的开关，居民不用直接接触设备干净、卫生、方便快捷，所述投口处设置有活动挡板物理防夹，箱门关闭收阻自动开启避免夹伤用户，投口关闭时产品具有防止夹手功能，投口后端连接设有软连接，可以有效避免投口关闭时夹伤手部，安全又便捷；

所述智能称重器安装设于保护箱体内，所述智能称重器与称重模块连接，可对每次投递垃圾进行智能称重并反馈到服务器，也可通过智能终端随时查看垃圾重量，并根据系统设置的兑换规则，给予用户返还相应的积分；量程为350KG；

所述触摸显示屏设于保护箱体的前端一侧上，所述触摸显示屏与触摸操作模块连接，且所述触摸显示屏与语音播放器连接；

所述智能LED宣传屏安装设于保护箱体一外侧的顶部，所述智能识别单元还包括广宣模块，所述广宣模块与智能LED宣传屏和处理器连接，广宣模块通过智能LED宣传屏发布广告或垃圾分类投放时间、宣传标语；

所述人脸识别摄像头设于触摸显示屏的顶部一侧上，当用户注册人脸信息后可快速登录设备进行投递积分，且所述人脸识别摄像头上还配置有人脸识别补光灯，所述人脸识别补光灯与人脸识别摄像头连接，且人脸识别摄像头与人脸识别模块连接，所述人脸识别摄像头采用双目摄像头，由一个可见光摄像头加一个红外光摄像头组成，当外部光线较弱时，用户靠近设备，通过人脸识别摄像头的人体红外感应、人脸识别补光灯亮起，便于用户正常完成人脸采集或识别；

所述抓拍摄像头与人脸识别模块连接，当用户投递完成后，抓拍摄像头会对用户进行抓拍，并把抓拍使用的照片显示在触摸显示屏上并上传后台服务器。视频监控是安全防范系统的重要组成部分，可有效监控居民垃圾投递情况，还可实时监控设备的安全，抓拍摄像头采用日夜型半球型网络摄像机；

所述指纹识别器与指纹识别模块连接，用于确认使用者的身份。

优选方案中，所述数据传输模块采用基于Andriod控制平台的网络中控系统，包括用户操作界面、中央控制系统、各类控制接口等，智能设备的核心控制系统，相当于计算机的CPU，集中控制器支持低温-25°高温80°恢复时间2h实验后能正常工作。嵌入式主板，功能齐全；工作电压：DC12V；输出电压：DC12V；时钟频率：48-72MHz；PWM输出端口：1-2路PWM输出口：支持1-2路PMW信号输出；模拟输入端口：1-2路支持1-2路限位开关；电机电流检测：1-2路支持对电机遇阻检测进行防夹处理；直流电机控制：1-2路支持0.5-3A直流推杆或蜗杆电机；数字I/O输出：5-10路支持满溢报警灯、辅助照明灯、电控锁、喷淋灭火器、灭菌除臭器；数字I/O输入：5-10路支持关门、开门限位开关传感器、满溢TOF测距模式、接近开门限位开关传感器、按钮开门、激光防夹传感器；WIFI通信/4G：1路支持HTTP协议TCP数据透传；TTL串口：1路支持AI语音模块；485串口：1路支持外设传感器；温度、烟感、称重、扫码器、刷卡；语音输出：1路；麦克风输入：1路。

进一步地，所述垃圾桶内部设置有温度探测功能模块，温度探测功能模块为温度感应器，温度即时通讯检测，并当温度大于70°时通过手机APP推送或打开短信自动发送功能，可提前预知箱体内是否存在火源，大大提高了公共设施的安全性能。

优选地，所述保护箱体上配置有遮阳棚，主要为用户在特殊天气投递垃圾提供舒适环境，同时加强保护箱体和配件，让垃圾箱整体实用性、美观度更强，另外，所述投口上方设计投递照明灯，投递垃圾时，用户能更清晰地看到垃圾投口，将垃圾准确投入内桶；箱体背部装有换气风扇模块，能够迅速的将内部的空气排出，防止厨余垃圾分解产生的易燃气体聚集，避免发生爆炸。

优选方案中，所述智能四分类收集设备的垃圾桶采用聚乙烯材料制作而成，市场通用性强，具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能，单桶容量可达240L，容量较大，同时内桶可与垃圾清运车配套，清理过程中轻松、方便、快捷；所述智能四分类收集设备的投口采用拉丝铝型材镶边，防止长时间使用生锈。

本方案还公开了一种新型的垃圾分类操作综合管理方法，具体包括以下步骤：

步骤一：首先用户在智垃圾分类设备上先登录，登陆方式用户可以使用人脸识别、刷卡、手机号、手机扫描屏幕二维码、设备扫描手机二维码、指纹识别方式中的任意一种在智能垃圾分类设备上进行登录操作；下述以人脸识别为例；识别方式不限于上述几种方式；

步骤二：投递前用户在触摸显示屏上选择“人脸识别”身份验证方式，在设备前完成刷脸程序后，按照屏幕提示继续完成垃圾分类投递；当用户注册人脸信息后可快速登录设备进行投递积分；

步骤三：在触摸显示屏上选择要投放的垃圾类别，选好后相对应的垃圾投口会自动打开，此时所选的垃圾类别的垃圾箱上会有亮灯提示，然后再将垃圾投放到对应的垃圾箱中；

步骤四：投放完成后，智能垃圾分类设备语音提示欢迎使用提示、分类提示、重量提示、满溢提示、不文明操作提示、防夹提示。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种新型的垃圾分类操作综合管理系统及方法，本方案的工作原理简单，智能化程度高，通过分类设备端视频模块及手机端APP功能，对垃圾分类行为进行记录、指导及监督，并通过数据平台进行行为分析，并将最终结果发送给监管方及居民用户端，实现对垃圾分类行为的个人奖惩、单位评比，为垃圾分类强制推行提供有效保障；解决现有技术中垃圾分类投递、收集、装置、回收系统、存储介质、积分兑换等各环节缺点；本发明通过人脸识别、指纹识别等技术，将垃圾分类行为及信息与用户个人账户及信息进行绑定，简化注册登录及投放数据的收集过程，无需通过发放垃圾袋等附加手段对垃圾进行分类识别投递，解决现有技术中垃圾分类投递困难、以及居民投递后积分兑换等的技术问题。

附图说明

图1为本方案所提供的智能四分类收集设备的主视图；

图2为本方案所提供的智能四分类收集设备的左视图；

图3为本方案所提供的半智能厨余和其他垃圾收集设备的主视图；

图4为本方案所提供的半智能厨余和其他垃圾收集设备的左视图；

图5为本方案的整体组成示意图；

图6为本方案中智能垃圾分类设备的组成示意图；

图7为本方案中智能终端的部分组成示意图；

图8为本方案中数据处理平台的组成示意图。

其中，1、智能垃圾分类收集系统，2、智能终端，3、数据处理平台，4、智能垃圾分类设备，5、处理器，6、智能识别单元。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

如图1-8所示，本发明一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，包括智能垃圾分类收集系统、智能终端和数据处理平台，智能垃圾分类收集系统与智能终端通信连接，数据处理平台连接智能垃圾分类收集系统以及智能终端。

作为进一步阐述的方案，如图5和图6所示，智能垃圾分类收集系统包括智能垃圾分类设备、处理器和智能识别单元，智能识别单元安装设于智能垃圾分类设备上，且智能识别单元通过处理器进行相关指令和数据的处理；其中，智能识别单元包括人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、蓝牙模块、称重模块、视频模块、分类模块、积分兑换提现模块、网线接口通讯模块、4G通讯模块、数据传输模块，处理器分别连接人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、蓝牙模块、称重模块、视频模块、分类模块、积分兑换提现模块、网线接口通讯模块、4G通讯模块、数据传输模块。其中，人脸识别模块进行用户注册、登录、数据记录；专有二维码识别模块进行用户登录、数据记录；指纹识别模块进行用户注册、登录、数据记录；垃圾类别二维码识别模块进行用户注册、登录、数据记录；语音模块对设备进行语音操作管理，识别声音后自动启动，进行用户注册、登录、设备分类投放、账户查询、分类信息了解、并对用户进行分类投放指导；图形识别模块对投放的垃圾进行种类识别并通过语音播报给用户；触摸操作模块实现在设备安卓触摸显示屏上操控设备和查看数据；称重模块对投放垃圾进行称重记录并发送数据给用户账户及后端数据平台；视频模块对投放行为记录，便于后期进行强制垃圾分类阶段的奖励与惩罚；分类模块完成称重后，自动打开分类垃圾桶投放口，投放完毕后自动关闭；超声波测桶满模块安装设于智能垃圾分类设备的垃圾桶靠近投放口处，超声波测桶满模块用于探测垃圾桶是否满载，满载则报警提醒；GPS定位模块用于定位当前智能垃圾分类设备的位置；网线接口通讯模块用于连接网线用于通信使用；蓝牙模块通过蓝牙通讯实现手机app端对智能垃圾分类设备的操作控制；4G通讯模块通过4G通讯网络实现手机app端对智能垃圾分类设备的联网操作控制；数据传输模块用于向数据处理平台传递相关的数据与信息。

如图1-图4所示，智能垃圾分类设备包括智能四分类收集设备、半智能厨余和其他垃圾收集设备，智能四分类收集设备用于盛装可回收垃圾，可回收垃圾包括纸类、塑料类、金属类与玻璃类，半智能厨余和其他垃圾收集设备用于盛装厨余垃圾和其他垃圾；智能垃圾分类设备包括保护箱体、垃圾桶、触摸显示屏、智能LED宣传屏、抓拍摄像头、人脸识别摄像头、智能称重器、语音播放器、指纹识别器构成，垃圾桶可拆卸设于保护箱体内，保护箱体与垃圾桶的开口一侧开设有投口，智能识别单元还包括感应投口模块，投口处采用电机驱动连杆装置带动门的打开与闭合、设有感应器用于感应垃圾投放需要从而传递信号给电机，感应投口模块与感应器连接，无需通过手动按按钮，投口感应器控制箱门的开关，居民不用直接接触设备干净、卫生、方便快捷，投口处设置有活动挡板物理防夹，箱门关闭收阻自动开启避免夹伤用户，投口关闭时产品具有防止夹手功能，投口后端连接设有软连接，可以有效避免投口关闭时夹伤手部，安全又便捷；且投口采用整体封闭式挡板，用户完成身份验证向投口投递垃圾后，投口在几秒后自动关闭，可有效防止有人恶意盗窃桶内垃圾；

智能称重器安装设于保护箱体内，智能称重器与称重模块连接，可对每次投递垃圾进行智能称重并反馈到服务器，也可通过智能终端随时查看垃圾重量，并根据系统设置的兑换规则，给予用户返还相应的积分；量程为350KG；

触摸显示屏设于保护箱体的前端一侧上，触摸显示屏与触摸操作模块连接，且触摸显示屏与语音播放器连接；

智能LED宣传屏安装设于保护箱体一外侧的顶部，智能识别单元还包括广宣模块，广宣模块与智能LED宣传屏和处理器连接，广宣模块通过智能LED宣传屏发布广告或垃圾分类投放时间、宣传标语；

人脸识别摄像头设于触摸显示屏的顶部一侧上，当用户注册人脸信息后可快速登录设备进行投递积分，且人脸识别摄像头上还配置有人脸识别补光灯，人脸识别补光灯与人脸识别摄像头连接，且人脸识别摄像头与人脸识别模块连接，人脸识别摄像头采用双目摄像头，由一个可见光摄像头加一个红外光摄像头组成，当外部光线较弱时，用户靠近设备，通过人脸识别摄像头的人体红外感应、人脸识别补光灯亮起，便于用户正常完成人脸采集或识别；

抓拍摄像头与人脸识别模块连接，当用户投递完成后，抓拍摄像头会对用户进行抓拍，并把抓拍使用的照片显示在触摸显示屏上并上传后台服务器。视频监控是安全防范系统的重要组成部分，可有效监控居民垃圾投递情况，还可实时监控设备的安全，抓拍摄像头采用日夜型半球型网络摄像机；

指纹识别器与指纹识别模块连接，用于确认使用者的身份。

如图7所示，智能终端包括手机APP普通用户端和手机APP管理端，手机APP普通用户端由用户使用；手机APP管理端由政府、物业单位、第三方服务代理企业使用，在手机APP管理端查看所管辖范围内智能垃圾分类设备的运营状态数据、统计数据、数据报表。且智能终端还包括手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端，应用管理人员电脑端接收数据处理平台传输过来的数据通过HTML及CSS、javascript等技术进行外观设计并展示给管理人员，管理人员通过应用管理人员电脑端对所管辖的设备和用户进行管理操作，并将结果传输给数据处理平台保存。

如图8所示，数据处理平台包括数据接收模块、数据分类分析及处理模块、数据展示及输出模块，数据处理平台信号连接手机APP普通用户端、手机APP管理端、手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端。

优选方案中，数据传输模块采用基于Andriod控制平台的网络中控系统，包括用户操作界面、中央控制系统、各类控制接口等，智能设备的核心控制系统，相当于计算机的CPU，集中控制器支持低温-25°高温80°恢复时间2h实验后能正常工作。嵌入式主板，功能齐全；工作电压：DC12V；输出电压：DC12V；时钟频率：48-72MHz；PWM输出端口：1-2路PWM输出口：支持1-2路PMW信号输出；模拟输入端口：1-2路支持1-2路限位开关；电机电流检测：1-2路支持对电机遇阻检测进行防夹处理；直流电机控制：1-2路支持0.5-3A直流推杆或蜗杆电机；数字I/O输出：5-10路支持满溢报警灯、辅助照明灯、电控锁、喷淋灭火器、灭菌除臭器；数字I/O输入：5-10路支持关门、开门限位开关传感器、满溢TOF测距模式、接近开门限位开关传感器、按钮开门、激光防夹传感器；WIFI通信/4G：1路支持HTTP协议TCP数据透传；TTL串口：1路支持AI语音模块；485串口：1路支持外设传感器；温度、烟感、称重、扫码器、刷卡；语音输出：1路；麦克风输入：1路。

数据处理的工作原理如下：智能垃圾分类设备通过4G技术通讯模块传递过来数据，以及手机APP用户端、小程序传输过来的数据；数据分类分析及处理模块将这些数据首先进行分类，然后通过数据分类分析及处理模块中的数据分拣程序进行计算及分拣处理，分拣之后的结果数据存放在数据库中，最后通过数据展示及输出模块输出给手机APP用户端、手机APP管理端、手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端。

进一步地，垃圾桶内部设置有温度探测功能模块，温度探测功能模块为温度感应器，温度即时通讯检测，并当温度大于70°时通过手机APP推送或打开短信自动发送功能，可提前预知箱体内是否存在火源，大大提高了公共设施的安全性能。

优选地，保护箱体上配置有遮阳棚，主要为用户在特殊天气投递垃圾提供舒适环境，同时加强保护箱体和配件，让垃圾箱整体实用性、美观度更强，另外，投口上方设计投递照明灯，投递垃圾时，用户能更清晰地看到垃圾投口，将垃圾准确投入内桶；箱体背部装有换气风扇模块，能够迅速的将内部的空气排出，防止厨余垃圾分解产生的易燃气体聚集，避免发生爆炸。

优选方案中，智能四分类收集设备的垃圾桶采用聚乙烯材料制作而成，市场通用性强，具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能，单桶容量可达240L，容量较大，同时内桶可与垃圾清运车配套，清理过程中轻松、方便、快捷；智能四分类收集设备的投口采用拉丝铝型材镶边，防止长时间使用生锈。

本发明中，数据处理平台对该垃圾分类、收运和处理的信息进行分类统计分析和关联，得出垃圾分类、收运和处理的工作过程和结果的统计数据，政府管理端从云端大数据处理平台获得该统计数据，从而为垃圾分类工作的推进、监督、测试、考评和纠错提供数据支持和服务。在强制分类阶段，通过人脸识别手段进行奖惩，对设备端视频及用户手机端的举报信息进行审核对比，得出奖惩结果，再将信息反馈给获得奖励及惩罚的用户，以及举报人。数据处理平台具体使用流程为：首先是智能垃圾分类设备通过5G技术通讯模块传递过来数据，以及手机APP用户端传输过来的数据；数据分类分析及处理模块将这些数据首先进行分类，然后通过数据分类分析及处理模块中的数据分拣程序进行计算及分拣处理，分拣之后的结果数据存放在数据库中，最后通过数据展示及输出模块输出给手机APP用户端、手机APP管理端、手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端。应用管理人员电脑端接收大数据计算处理平台传输过来的数据通过HTML及CSS、javascript等技术进行外观设计并展示给管理人员。管理人员通过应用管理人员电脑端对所管辖的设备和用户进行管理操作，并将结果传输给大数据计算处理平台保存。

本发明的使用方法包括以下步骤：

A、首先用户在智垃圾分类设备上先登录，用户通过手机号码、指纹、刷脸、APP扫码垃圾类别码、刷IC卡、设备扫描专属用户投放二维码、此六种方式的任一一种在智能垃圾分类设备上进行登录操作；

B、在设备上选择要投放的垃圾类别，选好后对应的垃圾类别的垃圾箱上会有亮灯提示，然后自动开启投口，用户再将垃圾投放到对应的垃圾箱中；

C、投放完成后，设备上的语音播报系统会语音提示此次投放成功并在电脑屏幕上显示垃圾投放重量和本次投放应获得的积分值。

本发明的相关应用包括如下所示：

采用手机APP的方式对垃圾分类及其他相关环保公益活动的个人和单位提供操作移动平台并对其行为进行管理；

使用手机APP进行垃圾分类及其他相关环保公益活动的政策宣传、知识普及和行为的推广；

通过手机APP平台建立“生活”和“工作”二个朋友圈，为个人提供垃圾分类及其他相关环保公益活动提供展示和交流平台；

利用手机APP“生活圈”和“工作圈”公示和相互监督的功能，对个人在这二个“圈子”里展示了并且没有被投诉的垃圾分类行为及其他环保公益行为进行行为有效性的认定并积分。

在手机APP上设置拍照和录视频的功能，使个人垃圾分类或其他环保公益行为可以通过照片或视频进行展示并积分；

在手机APP上设置福利板块，为社会提供垃圾分类或其他环保公益活动的捐赠平台并整合社会其他资源为垃圾分类或其他公益活动参与人提供物质鼓励。

采用手机APP平台的数据，对参加垃圾分类或其他环保公益活动的个人及单位进行积分排名；以促进垃圾分类及其他相关公益行为的推广；

在手机APP上开通与微信、朋友圈、微博、QQ等平台通道，为下载人邀请其他人下载本手机APP进而参与垃圾分类及其他相关公益提供通道支持；

在手机APP上建立投诉和信息反馈通道，为垃圾分类及其他相关环保公益活动提供互动通道。

采用蓝牙连接技术在手机APP上对智能垃圾分类设备进行连接控制，使在手机APP上可进行垃圾分类投放操作。

在手机APP上建立和智能垃圾分类设备消息互通机制，在智能垃圾分类设备投放垃圾后可在手机APP上收到通知消息。

在手机APP上建立和大数据平台的连接，为个人提供垃圾分类投放统计及明细查询通道。

在手机APP上建立与大数据平台的连接，为企业、单位及监管部门提供辖区范围内垃圾分类投放统计数据分析。

综上所述，本发明工作原理简单，智能化程度高，通过分类设备端视频模块及手机端APP功能，对垃圾分类行为进行记录、指导及监督，并通过数据平台进行行为分析，并将最终结果发送给监管方及居民用户端，实现对垃圾分类行为的个人奖惩、单位评比，为垃圾分类强制推行提供有效保障；本发明通过人脸识别、指纹识别等技术，将垃圾分类行为及信息与用户个人账户及信息进行绑定，简化注册登录及投放数据的收集过程，无需通过发放垃圾袋等附加手段对垃圾进行分类识别投放。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：包括智能垃圾分类收集系统、智能终端和数据处理平台，所述智能垃圾分类收集系统与智能终端通信连接，所述数据处理平台连接智能垃圾分类收集系统以及智能终端；所述智能垃圾分类收集系统包括智能垃圾分类设备、处理器和智能识别单元，所述智能识别单元安装设于智能垃圾分类设备上，且所述智能识别单元通过处理器进行相关指令和数据的处理；

所述智能识别单元包括人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、称重模块、视频模块、分类模块、网线接口通讯模块、蓝牙模块、4G通讯模块、数据传输模块；所述处理器分别连接人脸识别模块、指纹识别模块、专有二维码识别模块、垃圾类别二维码识别模块、触摸操作模块、超声波测桶满模块、GPS定位模块、语音模块、图形识别模块、蓝牙模块、称重模块、视频模块、分类模块、网线接口通讯模块、4G通讯模块、数据传输模块；

所述人脸识别模块进行用户注册、登录、以及人脸数据的记录；

所述指纹识别模块进行用户注册、登录、以及指纹数据的记录；

所述专有二维码识别模块进行用户登录、数据记录；

所述垃圾类别二维码识别模块进行用户注册、登录、数据记录；

所述触摸操作模块用于实现在智能垃圾分类设备上操控设备和查看数据；

所述语音模块对设备进行语音操作管理，识别声音后自动启动，进行用户注册、登录、设备分类投放、账户查询、分类信息了解、并对用户进行分类投放指导；

所述图形识别模块对投放的垃圾进行种类识别并通过语音播报给用户；

所述称重模块对投放垃圾进行称重记录并发送数据给用户账户及后端数据平台；

所述视频模块对投放行为记录，便于后期进行强制垃圾分类阶段的奖励与惩罚；

所述分类模块完成称重后，自动打开分类垃圾桶投放口，投放完毕后自动关闭；

所述超声波测桶满模块安装设于智能垃圾分类设备的垃圾桶靠近投放口处，所述超声波测桶满模块用于探测垃圾桶是否满载，满载则报警提醒；

所述GPS定位模块用于定位当前智能垃圾分类设备的位置，用于用户通过智能终端对智能垃圾分类设备产品的定位与查找；

所述网线接口通讯模块用于连接网线用于通信使用，用户可通过网线接口进行网络连接；

所述蓝牙模块通过蓝牙通讯实现手机app端对智能垃圾分类设备的操作控制；

所述4G通讯模块通过4G通讯网络实现手机app端对智能垃圾分类设备的联网操作控制；

所述数据传输模块用于向数据处理平台传递相关的数据与信息。

2.根据权利要求1所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述智能终端包括手机APP普通用户端和手机APP管理端，所述手机APP普通用户端由用户使用；所述手机APP管理端由政府、物业单位、第三方服务代理企业使用，在手机APP管理端查看所管辖范围内所述智能垃圾分类设备的运营状态数据、统计数据、数据报表。

3.根据权利要求2所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述智能终端还包括手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端，应用管理人员电脑端接收数据处理平台传输过来的数据通过HTML及CSS、javascript技术进行外观设计并展示给管理人员，管理人员通过应用管理人员电脑端对所管辖的设备和用户进行管理操作，并将结果传输给数据处理平台保存。

4.根据权利要求3所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述数据处理平台包括数据接收模块、数据分类分析及处理模块、数据展示及输出模块，所述数据处理平台信号连接手机APP普通用户端、手机APP管理端、手机微信公众号端、手机小程序端、应用管理人员电脑端；所述智能垃圾分类设备信号连接智能终端，所述智能终端信号连接数据处理平台。

5.根据权利要求4所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述智能垃圾分类设备包括智能四分类收集设备、半智能厨余和其他垃圾收集设备，所述智能四分类收集设备用于盛装可回收垃圾，可回收垃圾包括纸类、塑料类、金属类与玻璃类，所述半智能厨余和其他垃圾收集设备用于盛装厨余垃圾和其他垃圾；

所述智能垃圾分类设备包括保护箱体、垃圾桶、触摸显示屏、智能LED宣传屏、抓拍摄像头、人脸识别摄像头、智能称重器、语音播放器、指纹识别器构成，

所述垃圾桶可拆卸设于保护箱体内，所述保护箱体与垃圾桶的开口一侧开设有投口，所述智能识别单元还包括感应投口模块，所述投口处采用电机驱动连杆装置带动门的打开与闭合、设有感应器用于感应垃圾投放需要从而传递信号给电机，所述感应投口模块与感应器连接，所述投口处设置有活动挡板物理防夹，投口后端连接设有软连接；

所述智能称重器安装设于保护箱体内，所述智能称重器与称重模块连接，所述智能识别单元还包括积分兑换提现模块，所述积分兑换提现模块与称重模块连接，可对每次投递垃圾进行智能称重并反馈到服务器，可通过智能终端随时查看垃圾重量，并根据系统设置的兑换规则，给予用户返还相应的积分，再使用积分兑换提现；

所述触摸显示屏设于保护箱体的前端一侧上，所述触摸显示屏与触摸操作模块连接，且所述触摸显示屏与语音播放器连接；

所述智能LED宣传屏安装设于保护箱体一外侧的顶部，所述智能识别单元还包括广宣模块，所述广宣模块与智能LED宣传屏和处理器连接，广宣模块通过智能LED宣传屏发布广告或垃圾分类投放时间、宣传标语；

所述人脸识别摄像头设于触摸显示屏的顶部一侧上，当用户注册人脸信息后可快速登录设备进行投递积分，且所述人脸识别摄像头上还配置有人脸识别补光灯，所述人脸识别补光灯与人脸识别摄像头连接，且人脸识别摄像头与人脸识别模块连接，所述人脸识别摄像头采用双目摄像头，所述双目摄像机由一个可见光摄像头加一个红外光摄像头组成，当外部光线较弱时，用户靠近设备，通过人脸识别摄像头的人体红外感应、人脸识别补光灯亮起，便于用户正常完成人脸采集或识别；

所述抓拍摄像头与人脸识别模块连接，当用户投递完成后，抓拍摄像头会对用户进行抓拍，并把抓拍使用的照片显示在触摸显示屏上并上传后台服务器，有效监控居民垃圾投递情况，可实时监控设备的安全，所述抓拍摄像头采用日夜型半球型网络摄像机；

所述指纹识别器与指纹识别模块连接，用于确认使用者的身份。

6.根据权利要求5所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述超声波测桶满模块包括相连接的红外探测满载探头和满桶报警灯，所述红外探测满载探头安装设于智能垃圾分类设备内部的投口处，所述满桶报警灯安装设于智能垃圾分类设备外部，并分别对应各个投口，当某个垃圾桶盛满时，对应位置的满桶报警灯闪烁提醒使用者，同时将信号发送至智能终端，管理人员可在线观察到情况，再到现场进行处理。

7.根据权利要求6所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述数据传输模块采用基于Andriod控制平台的网络中控系统，数据传输模块包括用户操作界面、中央控制系统、各类控制接口。

8.根据权利要求7所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述垃圾桶内部设置有温度探测功能模块，温度探测功能模块为温度感应器，温度即时通讯检测，并当温度大于70°时通过手机APP推送或打开短信自动发送功能；所述保护箱体上配置有遮阳棚，所述投口上方设置有投递照明灯；所述保护箱体背部装有换气风扇模块。

9.根据权利要求8所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于：所述垃圾桶采用聚乙烯材料制作而成，所述智能四分类收集设备的投口采用拉丝铝型材镶边。

10.根据权利要求9所述的一种新型的垃圾分类操作综合管理系统，其特征在于，其管理方法包括以下步骤：

步骤一：首先用户在智垃圾分类设备上先登录，登陆方式用户可以使用人脸识别、刷卡、手机号、手机扫描屏幕二维码、设备扫描手机二维码、指纹识别方式中的任意一种在智能垃圾分类设备上进行登录操作；下述以人脸识别为例；

步骤二：投递前用户在触摸显示屏上选择“人脸识别”身份验证方式，在设备前完成刷脸程序后，按照屏幕提示继续完成垃圾分类投递；当用户注册人脸信息后可快速登录设备进行投递积分；

步骤三：在触摸显示屏上选择要投放的垃圾类别，选好后相对应的垃圾投口会自动打开，此时所选的垃圾类别的垃圾箱上会有亮灯提示，然后再将垃圾投放到对应的垃圾箱中；

步骤四：投放完成后，智能垃圾分类设备语音提示欢迎使用提示、分类提示、重量提示、满溢提示、不文明操作提示、防夹提示。

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