CN116506472A - 一种智能物联称重系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能物联称重系统，数据采集单元设置在各监测节点中，且在每一个监测节点中对应数据采集单元设置一个识别单元，各监测节点均设有中继传输单元；数据采集单元获取垃圾箱的重量数据识别单元用于获取被采集垃圾箱的标签数据；主控单元用于获取数据采集单元获取的重量数据和识别单元采集的标签数据，执行本地存储和/或上传至云端。本发明通过数据采集单元、识别单元和中继传输单元可以实时监控垃圾箱中的垃圾重量进而判断垃圾箱是否超过最大容纳量，并将相关的数据存储至云端，提示工作人员及时对垃圾进行清理，并且根据识别模块的识别标签能够追踪每一个垃圾箱的位置和状态。
Description
技术领域
本发明属于智能垃圾处理设备领域，具体涉及一种智能物联称重系统。
背景技术
由于社会的飞速发展，生活垃圾的产生量也越来越大。
目前社会上所采用的往往是定点垃圾投放的方式，并且采用人工对垃圾进行清理和监督，由于人工往往无法实时监控垃圾箱内的垃圾量是否高于垃圾箱的容纳量，极易导致垃圾箱超载，而新产生的垃圾无法被垃圾箱收纳，造成进一步的污染，影响市容市貌和卫生安全。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种智能物联称重系统，实时监控垃圾箱中的垃圾重量进而判断垃圾箱是否超过最大容纳量。
本发明的上述技术目的是通过如下方案实现的：
一种智能物联称重系统，包括数据采集单元、识别单元、中继传输单元和主控单元；
所述数据采集单元设置在各监测节点中，且在每一个监测节点中对应所述数据采集单元设置一个所述识别单元，各监测节点均设有中继传输单元；
所述数据采集单元获取垃圾箱的重量数据；
所述识别单元用于获取被采集垃圾箱的标签数据；
所述主控单元用于获取数据采集单元获取的重量数据和所述识别单元采集的标签数据，执行本地存储和/或上传至云端；
所述中继传输单元用于将一个所述监测节点上传的数据上传至另一个监测节点中；
所述云端包括云端调度模块和云端路径规划模块；
所述云端调度模块，执行当任一监测节点中的垃圾容积率比率高于预设值时，则从其他监测节点中调度一个对应的垃圾箱；
垃圾容积率通过如下公式计算：
K=nT/N；
其中，K为垃圾容积率，n为多次称重的垃圾平均值，T为多次间隔称重的时间内的方差，N为垃圾箱的最大容积，在计算出垃圾箱的容积率后，根据其容积率推断出在节点内对应垃圾箱的容纳需求和实际容纳量的差值；
执行调度时，通过如下步骤实现：
计算该监测节点的第一垃圾箱容积率，若容积率高于预设值，从其他监测节点内调度一个第二垃圾箱容积率大于或等于第一垃圾箱容积率与预设容积率差值的垃圾箱，但第二垃圾箱容积率不大于2倍的第一垃圾箱容积率；
若容积率低于预设值，且该节点的其他垃圾箱的容积率总和均小于预设容积率，且剔除其中任一容积率后，容积率总和仍然小于预设容积率的数量总和，则将该节点标记为可调度节点；
以及路径规划模块，本实施例中的路径规划模块，根据实际容积需求，从监测节点中调度最近的垃圾箱；
每执行一次调度，均需要通过识别单元重新标记该垃圾箱并且记录于主控单元和云端内。
进一步的，所述主控单元还包括配置模块，所述配置模块用于设定采集数据时的预设阈值、量程、采样灵敏度和监测节点地址。
进一步的，一个所述主控单元至多连接三个所述数据采集单元。
进一步的，所述识别单元为RFID识别模块，在每个所述垃圾箱上均设有RFID并存储该垃圾箱的数据标签。
进一步的，所述主控单元通过电源和备用电源供电，当所述电源断电时，所述备用电源激活并进行供电。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现所述的系统。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的系统。
本发明的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：
本发明通过数据采集单元、识别单元和中继传输单元可以实时监控垃圾箱中的垃圾重量进而判断垃圾箱是否超过最大容纳量，并将相关的数据存储至云端，提示工作人员及时对垃圾进行清理，并且根据识别模块的识别标签能够追踪每一个垃圾箱的位置和状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和系统可以简化展示。
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何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、方法或者电子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、方法或者电子设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者电子设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本实施例提供一种智能物联称重系统，如图1所示，包括数据采集单元、识别单元、中继传输单元和主控单元。
所述数据采集单元设置在各监测节点中，且在每一个监测节点中对应所述数据采集单元设置一个所述识别单元，各监测节点内均设置有中继传输单元。
所述数据采集单元获取垃圾箱的重量数据，所述识别单元用于获取被采集垃圾箱的标签数据，所述主控单元用于获取数据采集单元获取的重量数据和所述识别单元采集的标签数据，执行本地存储或者上传至云端，而中继传输单元则用于将一个所述监测节点上传的数据上传至另一监测节点之中。
在本实施例当中，所述主控单元执行上传至云端，且本实施例中的云端还包括云端调度模块和云端路径规划模块。
所述云端调度模块，执行当任一监测节点中的垃圾容积率比率高于预设值时，则从其他监测节点中调度一个对应的垃圾箱。
本实施例中的垃圾容积率通过如下公式计算：
K=nT/N；
其中，K为垃圾容积率，n为多次称重的垃圾平均值，T为多次间隔称重的时间内的方差，N为垃圾箱的最大容积，在计算出垃圾箱的容积率后，根据其容积率推断出在节点内对应垃圾箱的容纳需求和实际容纳量的差值。
因此，根据设置一预设容积率，以执行调度，在本实施例中，执行调度时，通过如下步骤实现：
计算该监测节点的第一垃圾箱容积率，若容积率高于预设值，从其他监测节点内调度一个第二垃圾箱容积率大于或等于第一垃圾箱容积率与预设容积率差值的垃圾箱，但第二垃圾箱容积率不大于2倍的第一垃圾箱容积率；
若容积率低于预设值，且该节点的其他垃圾箱的容积率总和均小于预设容积率，且剔除其中任一容积率后，容积率总和仍然小于预设容积率的数量总和，则将该节点标记为可调度节点。
以及路径规划模块，本实施例中的路径规划模块，根据实际容积需求，从监测节点中调度最近的垃圾箱。
在本实施例中，每执行一次调度，均需要通过识别单元重新标记该垃圾箱并且记录于主控单元和云端内。
且作为本实施例的进一步优选方式，调度模块在监测所有节点时，各节点均未出现容积率高于预设值时，记录所有的节点为可调度节点，在预设的采样时间内若有任一节点的容积率高于预设值时，则根据影响因子决定是否调度。
本实施例的影响因子设置为，在预设的时间内，任意一个垃圾箱的采样间隔发生变化且变化连续，引入影响因子，并在采样间隔变化，但变化未连续发生，设置基本影响因子i，每次采样变化后计算采样累加值o，若变化连续则引入连续影响因子r，因此计算实际影响因子：
（i+o）r；
影响因子的设置在于，由于垃圾车的频繁清理和采样导致了容积率始终低于预设容积率值，但垃圾清理的量发生变化，因此当采样间隔发生连续变化时，对该节点的影响最大，采样间隔变化则是累计次数影响，因此根据影响因子决定调度，影响因子的量变化后，若变化值大于预设的影响因子，则同样产生调度。
进一步的，所述主控单元还包括配置模块，所述配置模块用于设定采集数据时的预设阈值、量程、采样灵敏度和监测节点地址。
进一步的，一个所述主控单元至多连接三个所述数据采集单元。
进一步的，所述识别单元为RFID识别模块，在每个所述垃圾箱上均设有RFID并存储该垃圾箱的数据标签。
进一步的，所述主控单元通过电源和备用电源供电，当所述电源断电时，所述备用电源激活并进行供电。
作为本实施例的一种优选方式，电源为市电直接供电，在地区直接连接市电复杂的地区采用太阳能供电。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现所述的系统。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的系统。
结合图2所示，本公开实施例提供智能物联称重系统的电子设备，包括处理器（processor）30和存储器（memory）31。可选地，该电子设备还可以包括通信接口（CommunicationInterface）32和总线33。其中，处理器30、通信接口32、存储器31可以通过总线33完成相互间的通信。通信接口32可以用于信息传输。处理器30可以调用存储器31中的逻辑指令，以执行上述实施例的智能物联称重系统方法。
本公开实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述智能物联称重系统方法。
上述的存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”（a）、“一个”（an）和“所述”（the）旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”（comprise）及其变型“包括”（comprises）和/或包括（comprising）等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者电子设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
Claims (7)
1.一种智能物联称重系统，其特征在于，包括数据采集单元、识别单元、中继传输单元和主控单元；
所述数据采集单元设置在各监测节点中，且在每一个监测节点中对应所述数据采集单元设置一个所述识别单元，各监测节点均设有中继传输单元；
所述数据采集单元获取垃圾箱的重量数据；
所述识别单元用于获取被采集垃圾箱的标签数据；
所述主控单元用于获取数据采集单元获取的重量数据和所述识别单元采集的标签数据，执行本地存储和/或上传至云端；
所述中继传输单元用于将一个所述监测节点上传的数据上传至另一个监测节点中；
所述云端包括云端调度模块和云端路径规划模块；
所述云端调度模块，执行当任一监测节点中的垃圾容积率比率高于预设值时，则从其他监测节点中调度一个对应的垃圾箱；
垃圾容积率通过如下公式计算：
K=nT/N；
其中，K为垃圾容积率，n为多次称重的垃圾平均值，T为多次间隔称重的时间内的方差，N为垃圾箱的最大容积，在计算出垃圾箱的容积率后，根据其容积率推断出在节点内对应垃圾箱的容纳需求和实际容纳量的差值；
执行调度时，通过如下步骤实现：
计算该监测节点的第一垃圾箱容积率，若容积率高于预设值，从其他监测节点内调度一个第二垃圾箱容积率大于或等于第一垃圾箱容积率与预设容积率差值的垃圾箱，但第二垃圾箱容积率不大于2倍的第一垃圾箱容积率；
若容积率低于预设值，且该节点的其他垃圾箱的容积率总和均小于预设容积率，且剔除其中任一容积率后，容积率总和仍然小于预设容积率的数量总和，则将该节点标记为可调度节点；
以及路径规划模块，本实施例中的路径规划模块，根据实际容积需求，从监测节点中调度最近的垃圾箱；
每执行一次调度，均需要通过识别单元重新标记该垃圾箱并且记录于主控单元和云端内。
2.根据权利要求1中所述的智能物联称重系统，其特征在于，所述主控单元还包括配置模块，所述配置模块用于设定采集数据时的预设阈值、量程、采样灵敏度和监测节点地址。
3.根据权利要求1中所述的智能物联称重系统，其特征在于，一个所述主控单元至多连接三个所述数据采集单元。
4.根据权利要求3中所述的智能物联称重系统，其特征在于，所述识别单元为RFID识别模块，在每个所述垃圾箱上均设有RFID并存储该垃圾箱的数据标签。
5.根据权利要求4中所述的智能物联称重系统，其特征在于，所述主控单元通过电源和备用电源供电，当所述电源断电时，所述备用电源激活并进行供电。
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至5中任一项所述的系统。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的系统。
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