CN207861097U - 基于wsn的智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于WSN(无线传感器网络)的智能垃圾桶，包括垃圾桶本体、控制器、检测器、GPS模块、无线传输模块、云平台、智能臂组件及电源模块；垃圾桶本体包括外桶和至少两个可分离的内桶；控制器设置于外桶内；检测器包括红外线检测器及燃烧气体检测器；红外检测模块和燃烧气体检测器均与控制器通信连接，且均设置于外桶内；GPS模块连接控制器，提供垃圾桶的位置信息；同时便于用户查找垃圾桶位置；无线传输模块将控制器接收的信息传输给云平台；云平台统计控制器反馈的信息；提示清理垃圾的位置和时间；智能臂组件位于外桶顶部，且由控制器控制压缩桶内垃圾；电源模块电性连接控制器，用于给垃圾桶供电。

Description

基于WSN的智能垃圾桶

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，更具体的说是涉及一种基于WSN的智能垃圾桶。

背景技术

人们在日常生活中，每天都会产生垃圾，人们一般将垃圾丢入垃圾桶内，然后由清理人员进行专门的清理，然而为了保证城市的形象及公众的健康，及时的垃圾清理是非常必要的。

一般垃圾桶设置在街头或公共场所，容易因垃圾久置招来苍蝇、蚊子等昆虫，而且如果没有及时清理的话，容易散发食物腐败的味道或者别的异味，严重影响城市的形象，威胁公众的健康；而后垃圾桶配备了盖子，解决了上述问题，但是依然无法解决垃圾及时清理的技术问题，并且实用性差；现有技术中出现了一种有自动感应装置的垃圾桶，可以自动开合垃圾桶的盖子，但是在垃圾桶的清洁管理工作上还是有不能及时被清理，而导致垃圾桶装满后，周围全是垃圾，不仅破坏城市形象、威胁公众健康，还增加清理人员垃圾清理的难度。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的智能的垃圾桶是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于WSN(无线传感器网络)的智能垃圾桶，解决了上述技术问题，使监管部门及时获知垃圾的满桶状态，及时清理。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于WSN(无线传感器网络)的智能垃圾桶，包括垃圾桶本体、控制器、检测器、GPS模块、提供所述垃圾桶本体位置信息的无线传输模块、云平台、智能臂组件及电源模块；

垃圾桶本体包括长方形的外桶和至少两个可分离的内桶，外桶沿长边方向上的两侧面具有相对的出口，且内桶可滑动连接于出口；

控制器设置于外桶内；

检测器包括红外线检测器及燃烧气体检测器；红外检测模块和燃烧气体检测器均与控制器连接，且均设置于外桶内；

GPS模块连接控制器，

无线传输模块将控制器接收的信息传输给云平台；

云平台统计控制器反馈的信息；提示清理垃圾的位置和时间；

智能臂组件位于外桶顶部，且与控制器控连接；

电源模块电性连接控制器，用于给垃圾桶供电。

其中，无线传输模块可以设置于控制器内部，直接接收数据反馈给云平台；或者控制器内部具有发送模块，通过发送模块发给无线传输模块，经无线传输模块发送给云平台。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了基于WSN的智能垃圾桶，首先，监管部门使用云平台进行监管垃圾桶的是否装满的状态，进行及时清理垃圾；垃圾桶上的红外检测模块检测垃圾桶内的垃圾是否装满，并将信息传输给控制器，控制器通过无线传输模块传输给云平台，云平台统计垃圾桶装满的频率，及时清理垃圾，同时根据统计数据合理设置垃圾桶的位置，满足人们的扔垃圾的生活需求；其次，垃圾桶内设置有燃烧气体检测器，当垃圾桶内物体发生燃烧或者气体浓度大于设定值，垃圾桶报警；再次，当检测到有大件垃圾放入垃圾桶时，控制器控制智能机械臂组件压缩垃圾，增加垃圾桶的空间利用率；最后，当人们需要扔垃圾时，可以通过手机查找垃圾桶的GPS信号，确定附近垃圾桶的位置，提高了垃圾桶的智能化。

优选的，垃圾桶本体还包括备用内桶储备箱，备用内桶储备箱位于两个内桶之间，备用内桶储备箱内部具有多个可折叠的备用内桶；其中，内桶至少包括一个可回收垃圾内桶和一个不可回收垃圾内桶，可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶分别位于外桶两侧，且可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶与外桶可分离设置。

优选地，内桶和所述备用内桶底部均具有滚轮，外桶底部具有滑轨及推动滚轮移动的执行电机；滚轮与滑轨滑动连接；滑轨沿外桶内部延伸至外部具有预定的距离；执行电机连接控制器，用于驱动滚轮沿滑轨移动。其中，控制器内部预设了执行电机的推进速度大小及施加的推力大小，滑轨伸出外桶的长度为预设的内桶分离后移动的距离。

采用此方案的有益效果为：当红外线检测器检测内桶垃圾已满，清理人员无法第一时间到场清理，控制器控制执行电机，按照预设的速度和力施加给内桶，使滚轮沿滑轨移动，内桶移动到预设的距离位置，执行电机归位，随着内桶的移出，可折叠的备用内桶在其底部的滚轮作用下移至内桶位置，继续盛放垃圾。

可选地，滑轨上可以具有第二执行电机，由控制器控制其使滑轨伸缩，当执行电机推动内桶时，轨道可以配合实现内桶的更快的拖出，释放备用内桶。

优选地，还包括开关，开关连接执行电机，控制滚轮相对滑轨运动；当人们投入的垃圾体积较大时，可以通过开关控制执行电机使滚轮相对滑轨运动，打开更大的入口，允许放入垃圾；然后再次按下开关，内桶回位。

优选地，还包括自动垃圾桶盖，通过内桶外侧设置红外线感应器检测是否有人靠近垃圾桶的信号反馈给控制器，控制器控制自动垃圾桶盖实现自动开关。

优选地，还包括紫外线杀菌器，紫外线杀菌器连接控制器，且根据控制器控制紫外线杀菌器进行垃圾杀菌处理。控制器可以根据红外线的检测，当垃圾体积达到一定量、或久置或温度达到一定值时进行杀菌处理，也可以为距离上一次清理时开始累计时长超过一定时长进行一次杀菌处理；以上内容在垃圾桶设置时，已经设定好，根据不同的情况实现对应的杀菌时间和频率。

优选地，还包括显示屏，显示屏与控制器电性连接；用于展示媒体信息；显示屏位于外桶的外壁上。显示屏为LED显示屏，可以对应播放新闻、广告、天气预报等。还可增加媒体信息宣传的收入。

优选地，还包括垃圾分类提醒器，其位于内桶储备箱的外侧壁面上，与显示屏位于同一侧；且与控制器电性连接；当人们无法判断垃圾投放种类时，可以通过该模块扫描，最终分类通过控制器显示在显示屏上，便于人们投入垃圾种类正确，对于垃圾的后期处理具有非常重要的意义。

优选地，还包括太阳能电池板，太阳能电池板安装在外桶的顶部，位于智能臂组件的两侧，且与电源模块电性连接；太阳能电池板将白天收集的电能储存在电源模块内，当夜晚或阴天时为垃圾桶供电，其节能环保。

优选地，智能臂组件，包括机械臂、压板及电机；机械臂一端固定在外桶上，另一端与压板连接；电机连接控制器，用于控制机械臂和压板压缩桶内的垃圾。

其中，机械臂具有伸缩功能，可以下压垃圾的体积具有一定深度，压缩后，缩短长度，归位。

优选地，每一个内桶均具有红外线检测器和燃烧气体检测器，红外线检测器位于外桶顶部内壁上，红外线检测器包括：红外线发射极和红外线接收极，红外线发射极和红外线接收极面对面安装在所述外桶的两侧短边方向上的内壁面顶部；燃烧气体检测器安装于内桶的内壁顶部。

红外线检测器，检测放入内桶的垃圾，并确定垃圾是否超出内桶上预警线(红外线检测器安装位置对应的高度)，如高出，首先控制器控制智能臂组件压缩桶内垃圾；如压缩后依然高于预警线，需要控制器控制执行电机推动内桶上的滚轮移至预定位置，使备用内桶介入盛放垃圾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶俯视图；

图2附图为本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶立体图；

图3附图为本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶的内桶打开示意图；

图4附图为本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶的智能机械臂组件工作示意图；

图5附图为本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶的控制原理方框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了基于WSN的智能垃圾桶，解决了上述技术问题，使监管部门及时获知垃圾的满桶状态，及时清理。

本实用新型提供的基于WSN的智能垃圾桶，参见附图1-4所示，包括垃圾桶本体、控制器、检测器、GPS模块7、无线传输模块8、云平台、智能臂组件及电源模块；

垃圾桶本体包括矩形的外桶1和至少两个可分离的内桶2；外桶1沿长边方向上的两侧面具有相对的出口通道，出口通道安装内桶2；

控制器设置于外桶1内；

检测器包括红外线检测器9及燃烧气体检测器10；红外检测模块9和燃烧气体检测器10均与控制器通信连接，且均设置于外桶1内；

GPS模块7连接控制器，提供垃圾桶的位置信息；同时便于用户查找垃圾桶位置；

无线传输模块8将控制器接收的信息传输给云平台；

云平台统计控制器反馈的信息；提示清理垃圾的位置和时间；

智能臂组件位于外桶1顶部，且由控制器控制压缩桶内垃圾；

电源模块电性连接控制器，用于给垃圾桶供电。

本实用新型公开提供的基于WSN的智能垃圾桶，首先，监管部门使用云平台进行监管垃圾桶的是否装满的状态，进行及时清理垃圾；垃圾桶上的红外检测模块9检测垃圾桶内的垃圾是否装满，并将信息传输给控制器，控制器通过无线传输模块8传输给云平台，云平台统计垃圾桶装满的频率，及时清理垃圾，同时根据统计数据合理设置垃圾桶的位置，满足人们的扔垃圾的生活需求；其次，垃圾桶内设置有燃烧气体检测器10，当垃圾桶内物体发生燃烧或者气体浓度大于设定值，垃圾桶报警；再次，当检测到有大件垃圾放入垃圾桶时，控制器控制智能机械臂组件压缩垃圾，增加垃圾桶的空间利用率；最后，当人们需要扔垃圾时，可以通过手机查找垃圾桶的GPS信号，确定附近垃圾桶的位置，提高了垃圾桶的智能化。

在本实用新型的一个实施例中，垃圾桶本体还包括备用内桶储备箱3，备用内桶储备箱3位于两个内桶2之间，备用内桶储备箱3内部具有多个可折叠的备用内桶；其中，内桶2至少包括一个可回收垃圾内桶和一个不可回收垃圾内桶，可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶分别位于外桶1两侧，且可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶与外桶1可分离设置。

具体而言，内桶2和备用内桶底部均具有滚轮，外桶1底部具有滑轨及推动滚轮移动的执行电机；滚轮与滑轨适配；滑轨沿外桶1内部延伸至外部具有预定的距离；执行电机连接控制器，用于驱动滚轮沿滑轨移动。其中，控制器内部预设了执行电机的推进速度大小及施加的推力大小，滑轨伸出外桶的长度为预设的内桶2分离后移动的距离。

当红外线检测器9检测到内桶2垃圾已满，清理人员无法第一时间到场清理，控制器控制执行电机，按照预设的速度和力施加给内桶2，使滚轮沿滑轨移动，内桶移动到预设的距离位置，执行电机归位，随着内桶2的移出，可折叠的备用内桶在其底部的滚轮作用下移至内桶位置，继续盛放垃圾。

有利的，还包括开关6，开关6连接执行电机，控制滚轮相对滑轨运动；当人们投入的垃圾体积较大时，可以通过开关6控制执行电机使滚轮相对滑轨运动，打开更大的入口，允许放入垃圾；然后再次按下开关6，内桶2回位。

更有利的，还包括自动垃圾桶盖16，通过内桶2外侧设置红外线感应器14检测是否有人靠近垃圾桶的信号反馈给控制器，控制器控制自动垃圾桶盖实现自动开关。

在本实用新型的一个实施例中，还包括紫外线杀菌器，紫外线杀菌器连接控制器，且根据控制器内设定的时间，进行定期垃圾杀菌处理。控制器可以根据红外线的检测，当垃圾体积达到一定量、或久置或温度达到一定值时进行杀菌处理，也可以为距离上一次清理时开始累计时长超过一定时长进行一次杀菌处理；以上内容在垃圾桶设置时，已经设定好，根据不同的情况实现对应的杀菌时间和频率。

在本实用新型提供的一个实施例中，还包括显示屏4，显示屏4与控制器电性连接；用于展示媒体信息；显示屏位于外桶1的外壁上。显示屏4为LED显示屏，可以对应播放新闻、广告、天气预报等。还可增加媒体信息宣传的收入。

在本实用新型提供的另一个实施例中，还包括垃圾分类提醒器15，其位于内桶储备箱3的外侧壁面上，与显示屏4位于同一侧；且与控制器电性连接。当人们无法判断垃圾投放种类时，可以通过该模块扫描，最终分类通过控制器显示在显示屏4上，便于人们投入垃圾种类正确，对于垃圾的后期处理具有非常重要的意义。

在本实用新型提供的另一个实施例中，还包括太阳能电池板5，太阳能电池板5安装在外桶1的顶部，位于智能臂组件的两侧，且与电源模块电性连接。太阳能电池板5将白天收集的电能储存在电源模块内，当夜晚或阴天时为垃圾桶供电，其节能环保。

具体的，智能臂组件，包括机械臂12、压板13及电机；机械臂12一端固定在外桶1上，另一端与压板13连接；电机连接控制器，用于控制机械臂12和压板13压缩桶内的垃圾。其中，机械臂12具有伸缩功能，可以下压垃圾的体积具有一定深度，压缩后，缩短长度，归位。

有利的，每一个内桶2均具有红外线检测器9和燃烧气体检测器10，红外线检测器9包括：红外线发射极和红外线接收极，红外线发射极和红外线接收极面对面安装在所述外桶1的两侧短边方向上的内壁面顶部；燃烧气体检测器10安装于内桶2的内壁顶部。

红外线检测器9，检测放入内桶2的垃圾，并确定垃圾是否超出内桶2上预警线(红外线检测器的安装位置)，如高出，首先控制器控制智能臂组件压缩桶内垃圾；如压缩后依然到达预警线，需要控制器控制滚轮组件，弹出内桶至预定位置，使备用内桶介入盛放垃圾。

本实用新型提供的一种基于WSN的垃圾桶具体的工作过程：

当人们将垃圾扔进垃圾桶，红外线检测器发射极发送红外信号，接收极接收红外信号，如果当接收极未接到发射极的红外信号，控制器接收到一个反馈信号，证明检测到垃圾桶内的垃圾体积超过内桶中预设的高度(红外检测模块安装高度)；控制器首先控制电机带动智能手臂和压板下压垃圾，减小垃圾的体积；如压缩后依然处于预设高度，控制器继续控制执行电机推动内桶外移，直至内桶到达预定的位置，执行电机归位，备用内桶因没有支撑，其底部滚轮沿滑轨滑出替代内桶，继续盛放垃圾。

当内桶内的垃圾久置或者天气炎热等情况，控制器控制紫外线杀菌器进行杀菌处理；当人们无法辨别垃圾属于哪一类别时，可以通过垃圾分类提醒器扫描获知，这对于垃圾的后处理非常重要；当人们不知道附近哪里有垃圾桶时，可以通过手机定位查找垃圾桶的GPS信号。

本实用新型内的无线传输模块，将垃圾桶满桶信息、可燃气体的浓度传输给云平台，云平台内统计每一个垃圾桶一天内弹出内桶的频次，监管部门根据云平台统计的数据，合理的设立垃圾桶的位置，方便人们使用；当可燃气体浓度高于预设值，垃圾桶通过设置与控制器连接的报警器报警，并反馈给云平台，便于监管部门及时支援。

本说明书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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，包括垃圾桶本体、控制器、检测器、提供所述垃圾桶本体位置信息的GPS模块(7)、无线传输模块(8)、云平台、智能臂组件及电源模块；

所述垃圾桶本体包括长方体形的外桶(1)和至少两个可分离的内桶(2)；所述外桶(1)沿长边方向上相对的两侧面具有相对应的出口，且所述内桶(2)可滑动连接于所述出口；

所述控制器设置于所述外桶(1)内；

所述检测器包括红外线检测器(9)及燃烧气体检测器(10)；所述红外检测模块(9)和所述燃烧气体检测器(10)均与所述控制器连接，且均设置于所述外桶(1)内；

所述GPS模块(7)连接所述控制器；

所述无线传输模块(8)将所述控制器与所述云平台无线连接；

所述智能臂组件位于所述外桶(1)内的顶部，且与所述控制器连接；

所述电源模块电性连接所述控制器，用于给所述垃圾桶供电。

2.根据权利要求1所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，所述垃圾桶本体还包括备用内桶储备箱(3)，所述备用内桶储备箱(3)位于所述两个内桶(2)之间，所述备用内桶储备箱(3)内部具有多个可折叠的备用内桶。

3.根据权利要求2所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，所述内桶(2)和所述备用内桶底部均具有滚轮，所述外桶(1)底部具有滑轨及推动所述滚轮移动的执行电机；所述滚轮与所述滑轨滑动连接；所述滑轨沿外桶(1)内部延伸至外部具有预定的距离；所述执行电机连接所述控制器。

4.根据权利要求3所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，还包括开关(6)，所述开关(6)连接所述执行电机，控制所述滚轮相对所述滑轨运动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，还包括紫外线杀菌器，所述紫外线杀菌器连接所述控制器，且根据所述控制器控制所述紫外线杀菌器进行垃圾的杀菌处理。

6.根据权利要求5所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，还包括显示屏(4)，所述显示屏(4)与所述控制器电性连接；用于展示媒体信息；所述显示屏位于所述外桶(1)的外壁上。

7.根据权利要求6所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，还包括垃圾分类提醒器(15)，其位于所述内桶储备箱(3)的外侧壁面上，与所述显示屏(4)位于同一侧；且与所述控制器电性连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，还包括太阳能电池板(5)，所述太阳能电池板(5)安装在所述外桶(1)的顶部，位于所述智能臂组件的两侧，且与所述电源模块电性连接。

9.根据权利要求1-4任一项所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，所述智能臂组件，包括机械臂(12)、压板(13)及电机；所述机械臂(12)一端固定在所述外桶(1)上，另一端与所述压板(13)连接；所述电机连接所述控制器，用于控制所述机械臂(12)和所述压板(13)压缩桶内的垃圾。

10.根据权利要求1-4任一项所述的基于WSN的智能垃圾桶，其特征在于，每一个所述内桶(2)均具有所述红外线检测器(9)和所述燃烧气体检测器(10)；所述红外线检测器(9)包括：红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器和所述红外线接收器面对面安装在所述外桶(1)的两侧短边方向上的内壁面顶部；所述燃烧气体检测器(10)安装于所述内桶(2)的内壁顶部。