CN214650866U - 一种基于rfid的智能垃圾分类装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID的智能垃圾分类装置，目的在于，能够在解决城市生活垃圾带来的问题的同时，提高资源回收利用率，逐步培养居民垃圾分类投放的良好习惯，其包括至少四种垃圾桶，以及与至少四种垃圾桶对应的至少四种垃圾袋，所述垃圾桶设置有RFID阅读器模块，所述垃圾袋设置有RFID标签，且所述RFID阅读器模块与所述RFID标签对应设置，所述垃圾桶具有活动设置的桶盖，所述桶盖传动连接有电机模块，所述电机模块用于驱动所述桶盖打开或封闭所述垃圾桶，所述RFID阅读器模块和所述电机模块通信连接至单片机，所述RFID阅读器模块、所述电机模块和所述单片机电连接至电源模块。

Description

一种基于RFID的智能垃圾分类装置

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于RFID的智能垃圾分类装置。

背景技术

垃圾是人们日常生活和生产中所产生的废弃物，由于排出量较大，成分复杂，所以具有很大的污染性，但都遵循垃圾减量化、资源化、无害化和社会化处理等原则，实施生活垃圾分类。城市生活垃圾治理是一个困扰世界多国的问题，伴随社会的快速发展、科学技术的进步，人们物质生活得到质的飞跃，同时，最容易被忽视的就是生活中所产生的大量垃圾，垃圾分类回收的现状令人非常堪忧，我国许多城市都被“垃圾围城”所困扰。而且国民素质有待提高培养，国民对垃圾分类投放的意识形态非常薄弱；居民垃圾分类知识匮乏，不具备完善细致的垃圾分类回收设备；目前尚未完全建设关于垃圾分类的法律法规，导致对居民垃圾分类投放行为的约束力不够严格，没办法刺激居民积极性，制造垃圾分类投放的相关产品行业未能实现全面产业化。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于RFID的智能垃圾分类装置，能够在解决城市生活垃圾带来的问题的同时，提高了资源回收利用率，逐步培养了居民垃圾分类投放的良好习惯。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括至少四种垃圾桶，以及与至少四种垃圾桶对应的至少四种垃圾袋，所述垃圾桶设置有RFID阅读器模块，所述垃圾袋设置有RFID标签，且所述RFID阅读器模块与所述RFID标签对应设置，所述垃圾桶具有活动设置的桶盖，所述桶盖传动连接有电机模块，所述电机模块用于驱动所述桶盖打开或封闭所述垃圾桶，所述RFID阅读器模块和所述电机模块通信连接至单片机，所述RFID阅读器模块、所述电机模块和所述单片机电连接至电源模块，当所述垃圾袋靠近对应的所述垃圾桶时，对应的所述垃圾桶的所述RFID阅读器模块感应所述垃圾袋的所述RFID标签的标签信息并反馈给所述单片机，所述单片机获取标签信息后控制对应的所述垃圾桶的所述电机模块驱动所述桶盖打开，所述垃圾袋投放入对应的所述垃圾桶后，所述电机模块驱动所述桶盖封闭。

进一步地，所述垃圾桶的顶部设置有超声波测距模块，所述超声波测距模块通信连接至所述单片机，所述超声波测距模块用于检测所述垃圾桶内的垃圾高度信息并反馈给所述单片机，所述单片机获取垃圾高度信息并与设定的阈值比较，若达到阈值，则发送提示信息。

进一步地，所述超声波测距模块包括HC-SR04芯片。

进一步地，所述单片机通信连接有显示模块，所述显示模块用于显示所述RFID标签对应的垃圾分类信息，以及所述单片机发出的提示信息。

进一步地，所述显示模块包括LCD1602液晶模块。

进一步地，所述垃圾桶内设置有烟雾传感器模块，所述烟雾传感器模块通信连接至所述单片机，所述单片机还通信连接有报警模块，所述烟雾传感器模块用于检测所述垃圾桶内的烟雾信息并反馈给所述单片机，所述单片机若获取到烟雾信息，则通过所述报警模块发出报警信息。

进一步地，所述烟雾传感器模块包括MQ-2烟雾传感器，所述报警模块包括有源蜂鸣器。

进一步地，所述单片机包括STM32单片机。

进一步地，所述RFID阅读器模块包括MIFIRERC522芯片。

进一步地，所述电机模块包括型号为SG90的舵机。

与现有技术相比，本实用新型设置至少四种垃圾桶，以及对应的至少四种垃圾袋，垃圾桶设置RFID阅读器模块，垃圾袋设置RFID标签，RFID阅读器模块与RFID标签对应设置，并且垃圾桶具有由电机模块驱动的桶盖，利用单片机作为控制单元，RFID阅读器模块和电机模块通信连接至单片机，当垃圾袋靠近对应的垃圾桶时，对应的垃圾桶的RFID阅读器模块感应垃圾袋的RFID标签的标签信息并反馈给单片机，单片机获取标签信息后控制对应的垃圾桶的电机模块驱动桶盖打开，垃圾袋投放入对应的垃圾桶后，电机模块驱动桶盖封闭，从而实现了垃圾自动分类，能够在解决城市生活垃圾带来的问题的同时，提高了资源回收利用率，逐步培养了居民垃圾分类投放的良好习惯。

进一步地，在垃圾桶的顶部设置超声波测距模块，以检测垃圾桶内的垃圾高度信息，并且能够将垃圾高度信息反馈给单片机与设定的阈值比较，若达到阈值，则发送提示信息，避免垃圾桶装满垃圾后继续投放。

进一步地，利用显示模块显示投放垃圾时RFID标签对应的垃圾分类信息，以及显示单片机发出的各种提示信息等，方便人们直观的看到相关信息。

进一步地，垃圾桶内设置烟雾传感器模块，检测垃圾桶内的烟雾信息，并反馈给单片机通过报警模块发出报警信息，提高安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构框架图；

图2是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种基于RFID的智能垃圾分类装置，能够有效地引导人们进行垃圾分类，至少四种垃圾桶，以及与至少四种垃圾桶对应的至少四种垃圾袋，垃圾桶设置有RFID阅读器模块，垃圾袋设置有RFID标签，且RFID阅读器模块与RFID标签对应设置，垃圾桶具有活动设置的桶盖，桶盖传动连接有电机模块，电机模块用于驱动桶盖打开或封闭垃圾桶，RFID阅读器模块和电机模块通信连接至单片机，RFID阅读器模块、电机模块和单片机电连接至电源模块，当垃圾袋靠近对应的垃圾桶时，对应的垃圾桶的RFID阅读器模块感应垃圾袋的RFID标签的标签信息并反馈给单片机，单片机获取标签信息后控制对应的垃圾桶的电机模块驱动桶盖打开，垃圾袋投放入对应的垃圾桶后，电机模块驱动桶盖封闭。

本实施例设置四种垃圾桶，分别为可回收垃圾桶、不可回收垃圾桶、厨余垃圾桶和其他垃圾桶。并设置四种带有RFID标签的垃圾袋，分别为可回收垃圾袋、不可回收垃圾袋、厨余垃圾袋和其他垃圾袋。垃圾桶在平时是密闭的，当垃圾袋靠近对应的垃圾桶时，对应的垃圾桶的RFID阅读器模块感应到垃圾袋的RFID标签的标签信息，从而单片机控制电机模块驱动桶盖打开对应的垃圾桶，才能将垃圾投放入对应的垃圾桶，能够在解决城市生活垃圾带来的问题的同时，提高了资源回收利用率，逐步培养了居民垃圾分类投放的良好习惯。

具体地，垃圾桶的顶部设置有超声波测距模块，具体设置于桶盖上，超声波测距模块通信连接至单片机，超声波测距模块用于检测垃圾桶内的垃圾高度信息并反馈给单片机，单片机获取垃圾高度信息并与设定的阈值比较，若达到阈值，则发送提示信息，避免垃圾桶装满垃圾后继续投放。

优选地，超声波测距模块包括HC-SR04芯片，是目前市场上分辨率最高，重复测量一致性最好的超声波测距模块，分辨率高于1mm，可达0.5mm，测距精度高，可提供2cm～4m的非接触式测距功能，供电电压为5v，工作电流为2.2mA。此模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。

具体地，单片机通信连接有显示模块，显示模块用于显示RFID标签对应的垃圾分类信息，以及单片机发出的提示信息等，方便人们直观的看到相关信息。

优选地，显示模块包括LCD1602液晶模块，采用数字式接口，具有显示画质高且不会闪烁，体积小、重量轻，功耗低的优点。

具体地，垃圾桶内设置有烟雾传感器模块，烟雾传感器模块通信连接至单片机，单片机还通信连接有报警模块，烟雾传感器模块用于检测垃圾桶内的烟雾信息并反馈给单片机，单片机若获取到烟雾信息，则通过报警模块发出报警信息，提高安全性。

优选地，烟雾传感器模块包括MQ-2烟雾传感器，MQ-2的探测范围极其的广泛。MQ-2传感器对甲烷的探测范围是5000～20000ppm，因此此模块可以检测出垃圾箱内是否有可燃气体。

优选地，报警模块包括有源蜂鸣器，有源蜂鸣器采用S8550三极管驱动，设有固定螺栓孔，便于安装，工作电压范围为3.3v～5v，当输入高电平触发时蜂鸣器就能发出报警。

优选地，单片机包括STM32单片机，STM32嵌入式平台，功能强大，可以兼容现有的垃圾分类装置，即可作为独立的预警装置，亦可作为智能垃圾分类系统的控制器。电源模块可以采用+5V锂电池为单片机供电，有效的节约了电能，而且系统装置简单，易于使用，用户技术门槛低，可以广泛普及。

优选地，RFID阅读器模块包括MIFIRERC522芯片，MIFIRERC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片，该芯片利用了先进的调制和解调概念，支持多种工作在13.56MHz下的射频卡读写操作。

优选地，电机模块包括型号为SG90的舵机，主要包括舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机和控制电路板等，单片机通信连接控制电路板，减速齿轮组传动连接桶盖。当控制电路板接收来自单片机的控制信号后，控制直流电机转动，直流电机进而带动减速齿轮组转动，从而带动桶盖打开或封闭。

本实施例中电源模块为处理器STM32单片机提供+5V电源，超声波测距模块监测垃圾的高度并通过显示模块实时显示出来，烟雾传感器监测是否有有害气体产生，并通过蜂鸣器报警，RFID阅读器模块随时待命，当对应类别的贴有RFID标签的垃圾袋进入到RFID阅读器的工作范围之内时，RFID阅读器发送信号给单片机，单片机驱使电机模块工作，此时对应类别的垃圾桶的桶盖打开，投入垃圾，从而实现垃圾的自动分类。

本实施例的工作原理：当持贴有RFID标签的垃圾袋进入RFID阅读器的工作范围之内时，RFID阅读器不断的向外界发送电磁波，此时RFID标签通过电感耦合或电磁反向散射耦合获得能量，将自身信息发送给RFID阅读器。RFID是一种短距离无线通信技术，该技术因成本低廉，传输速度快，而且可以对多个目标进行响应识别的特点而被广泛应用到各个领域中，所以此技术运用到垃圾分类系统是最合适不过的。通过智能垃圾分类装置，实现了垃圾的自动分类，也有效的预防了火灾的发生。

参见图2，本实施例的具体工作流程：

电源模块给STM32单片机处理器提供+5V电源后，系统首先初始化，判断当垃圾桶内有烟雾产生时，将信号传递给单片机，单片机驱使蜂鸣器发出警报；垃圾桶顶部的超声波传感器通过感应垃圾与垃圾桶盖的距离的变化来判断垃圾是否装满，当垃圾装满时，通过显示模块显示“垃圾已满”；当持贴有RFID标签的不同类别的垃圾袋进入到放置在智能垃圾桶旁的RFID阅读器的工作范围之内时，RFID标签向RFID阅读器发送自己所包含的垃圾分类信息，RFID阅读器在接受到这一信号之后，反馈给单片机，单片机驱使电机模块工作，对应类别的智能垃圾桶的桶盖打开，并在显示模块上显示相应的垃圾分类信息，即“可回收垃圾”、“不可回收垃圾”、“厨余垃圾”、“其他垃圾”这四类中的一类，在智能垃圾桶的桶盖打开5S之后，单片机再次驱使电机模块工作，桶盖关闭。

本实用新型实施例通过设置四种带有RFID标签的垃圾袋，当持有一类垃圾袋靠近垃圾桶时，对应类别的垃圾桶盖自动打开，实现了垃圾的自动分类。垃圾桶内桶盖上装有超声波测距模块，当垃圾装满后，可以通过显示模块显示“垃圾已满”，且垃圾桶内还设有烟雾传感器，当内部起火或者有烟雾可以通过蜂鸣器发出报警，有效的避免了火灾的发生，易于使用，用户技术门槛低，可以广泛普及。电源模块采用+5V锂电池供电，有效的节约了电能，而且系统装置简单，易于使用，用户技术门槛低，可以广泛普及。本实施例的结构设计简单，各个模块部件可以随时检修和更换，后期维护方便，本实用新型实施例在解决城市生活垃圾带来的问题的同时，提高了资源回收利用率，能够逐步培养居民垃圾分类投放的良好习惯。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，包括至少四种垃圾桶，以及与至少四种垃圾桶对应的至少四种垃圾袋，所述垃圾桶设置有RFID阅读器模块，所述垃圾袋设置有RFID标签，且所述RFID阅读器模块与所述RFID标签对应设置，所述垃圾桶具有活动设置的桶盖，所述桶盖传动连接有电机模块，所述电机模块用于驱动所述桶盖打开或封闭所述垃圾桶，所述RFID阅读器模块和所述电机模块通信连接至单片机，所述RFID阅读器模块、所述电机模块和所述单片机电连接至电源模块，当所述垃圾袋靠近对应的所述垃圾桶时，对应的所述垃圾桶的所述RFID阅读器模块感应所述垃圾袋的所述RFID标签的标签信息并反馈给所述单片机，所述单片机获取标签信息后控制对应的所述垃圾桶的所述电机模块驱动所述桶盖打开，所述垃圾袋投放入对应的所述垃圾桶后，所述电机模块驱动所述桶盖封闭；所述垃圾桶内设置有烟雾传感器模块，所述烟雾传感器模块通信连接至所述单片机，所述单片机还通信连接有报警模块，所述烟雾传感器模块用于检测所述垃圾桶内的烟雾信息并反馈给所述单片机，所述单片机若获取到烟雾信息，则通过所述报警模块发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述垃圾桶的顶部设置有超声波测距模块，所述超声波测距模块通信连接至所述单片机，所述超声波测距模块用于检测所述垃圾桶内的垃圾高度信息并反馈给所述单片机，所述单片机获取垃圾高度信息并与设定的阈值比较，若达到阈值，则发送提示信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述超声波测距模块包括HC-SR04芯片。

4.根据权利要求2所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述单片机通信连接有显示模块，所述显示模块用于显示所述RFID标签对应的垃圾分类信息，以及所述单片机发出的提示信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述显示模块包括LCD1602液晶模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述烟雾传感器模块包括MQ-2烟雾传感器，所述报警模块包括有源蜂鸣器。

7.根据权利要求1所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述单片机包括STM32单片机。

8.根据权利要求1所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述RFID阅读器模块包括MIFIRERC522芯片。

9.根据权利要求1所述的一种基于RFID的智能垃圾分类装置，其特征在于，所述电机模块包括型号为SG90的舵机。

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