CN217478128U - 智能垃圾点管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能垃圾点管理系统，包括服务器、片区数据采集器以及每个垃圾点的支架；所述支架上设置有微型电机、红外测距传感器、红外感应开关和控制箱；微型电机的驱动轴上缠绕钢丝，钢丝另一端连接桶盖挂钩；控制箱内部的控制主板包括第一单片机、第一无线通信模块、GPS芯片以及电源模块；数据采集器包括第二单片机和第二、第三无线通信模块，第二无线通信模块与片区内每个控制箱内的第一无线通信模块通信，第三无线通信模块与后台服务器通信。本实用新型无需改造普通环卫垃圾桶，只改造垃圾桶摆放点，通过传感器、微型电机以及通信模块的使用，实现了无障碍、无接触扔垃圾，同时还能收集垃圾桶的位置分布、使用频率、使用余量等信息。

Description

智能垃圾点管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网的智能垃圾点管理系统，适配普通翻盖式环卫垃圾桶。

背景技术

在人员密集的大型社区(居民区、公园、校园、会展中心等)存在许多大号环卫垃圾桶，这些环卫垃圾桶布局较为分散，不容易实时管理。人流密集区域垃圾桶往往设置不足，经常出现垃圾溢出、乱投乱放的现象；而人流稀疏区域垃圾桶使用率低。

另一方面，为考虑环境问题，环卫垃圾桶一般带有桶盖，扔垃圾时，需要用手打开桶盖，增加了交叉感染的几率。很多地方为了图方便将桶盖直接掀开敞口使用，使得桶盖形同虚设，垃圾桶将散发异味，细菌病毒容易扩散，在户外雨天更为糟糕。

目前，城市里出现了很多豪华的分类垃圾回收装置，这些装置造价高，维修成本高，使用依赖手机，离普及还有很长的路。在更广泛的场合，更广泛的地区，普通翻盖式环卫垃圾桶仍然是主流。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述不足之处，提供一种基于物联网的智能垃圾点管理系统，通过在垃圾桶摆放点安装智能设备，使普通翻盖式环卫垃圾桶更好的发挥作用。

按照本实用新型提供的技术方案，所述智能垃圾点管理系统包括后台服务器、为每个片区设置的数据采集器以及设置于每个垃圾点的支架；所述支架上设置有微型电机、红外测距传感器、红外感应开关和控制箱；所述微型电机的驱动轴上缠绕钢丝，钢丝的一端连接驱动轴，另一端连接桶盖挂钩，电机驱动轴的旋转带动钢丝的伸缩；所述红外测距传感器设置于支架上部，朝向垃圾桶内部，感应桶内垃圾高度；红外感应开关设置于支架底部感应人脚的红外感应区；所述控制箱内部的控制主板包括与第一单片机相连的第一无线通信模块、GPS芯片以及电源模块，微型电机、红外测距传感器、红外感应开关均与控制主板电连接；当红外感应开关被触发，微型电机带动钢丝收缩，微型电机运转到位后，红外测距传感器采集与桶内垃圾的距离信号，随后微型电机反转放出钢丝回原位；所述数据采集器包括与第二单片机相连的第二无线通信模块和第三无线通信模块，第二无线通信模块与片区内每个控制箱内的第一无线通信模块通信，第三无线通信模块通过互联网与后台服务器通信，当红外测距传感器采集的数据低于设定阈值时，数据采集器通过第三无线通信模块向后台服务器上传该垃圾点的GPS定位信号和垃圾已满信号。

具体的，所述支架根据该垃圾点的垃圾桶摆放位数，为每个垃圾桶摆放位配套设置微型电机、桶盖挂钩、红外测距传感器、红外感应开关。

当有并排多个垃圾桶摆放位时，共用一个控制箱，一个控制箱分别连接多个微型电机、红外测距传感器、红外感应开关。

具体的，所述支架高于垃圾桶盖被打开后的高度，红外测距传感器设置于支架靠前位置，微型电机设置于支架靠后位置，通过桶盖挂钩将桶盖向斜上方提拉打开。

进一步的，在光线较强处，为保证红外测距传感器的精度，所述支架上部需要设置遮光板。

本实用新型的优点：本实用新型将物联网技术应用于环卫垃圾桶的分散管理和使用，对普通环卫垃圾桶不做任何改变，只改造了垃圾桶摆放点，通过传感器、微型电机以及通信模块的使用，实现了无障碍、无接触扔垃圾，同时还能收集垃圾桶的位置分布、使用频率、使用余量等信息，方便调度管理，及时更换或清理已满的垃圾桶，并且给垃圾桶总体布局提供决策依据。

附图说明

图1是本实用新型实施例正面示意图。

图2是本实用新型工作状态的侧面示意图。

图3是本实用新型控制主板的电路框图。

图4是本实用新型的总体通信原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1，2所示，以2个垃圾桶摆放位为例，本实用新型在每个垃圾点处安装支架1，支架1上设置有微型电机11、红外测距传感器12、红外感应开关13和控制箱14。控制箱14内部的控制主板包括与第一单片机相连的第一无线通信模块、GPS芯片以及电源模块，微型电机11、红外测距传感器12、红外感应开关13均与控制主板电连接，如图3所示。

功能一：微型电机11的驱动轴上缠绕钢丝15，电机驱动轴的旋转可以带动钢丝15伸缩。钢丝15的一端连接驱动轴，另一端连接桶盖挂钩16。工作人员将垃圾桶推入划定位置，桶盖为关闭状态，将桶盖挂钩16连接桶盖上的抓手即可。在支架1底部设有感应人脚的红外感应区2，内有红外感应开关13，当人脚伸入，红外感应开关13被触发，微型电机11带动钢丝15收缩，将桶盖提起，使用者投入垃圾即可离开。

功能二：微型电机11运转到位后，红外测距传感器12采集与桶内垃圾的距离信号，随后微型电机11反转放出钢丝15回原位，桶盖关闭。所述红外测距传感器12设置于支架上部1，朝向垃圾桶内部，感应桶内垃圾高度。由于本实用新型需要的功能只是“垃圾满桶”报告，因此红外测距传感器12不用测到桶底，只要对着垃圾桶上半部，在第一单片机中设定阈值，当红外测距传感器12采集的数值低于设定阈值，说明垃圾位置已经很高了，此时才发送“垃圾已满”信号和地理位置信号。

功能三、本实用新型为每个片区设置数据采集器，通过数据采集器组网。数据采集器包括与第二单片机相连的第二无线通信模块和第三无线通信模块，第二无线通信模块与片区内每个控制箱14内的第一无线通信模块通信，第三无线通信模块通过互联网与后台服务器通信，如图4所示。接收到垃圾已满信号和地理位置信号后，数据采集器再通过第三无线通信模块向后台服务器上传该垃圾点的GPS定位信号和垃圾已满信号。后台服务器就可以显示该垃圾点的地点与状态，并通知工作人员去处理。

以上只是一种最低功耗的简略通信方式，通信的频率、通信的信息可以根据现场的电力配备情况(是交流电源还是蓄电池供电)、网络带宽情况灵活设置。如果想显示各垃圾点实时情况，可以固定时间间隔持续发送GPS定位信号和垃圾桶状态信号(在第一单片机中设定多个阈值，判断桶内垃圾为少量、中等、较多、满桶等状态)。控制箱14也能够存储每个垃圾桶的使用频率数据，发到后台服务器，供调度人员参考。

在实际生产规划中，根据一个垃圾点的垃圾桶摆放位数，需设置对应的支架1，采用标准组件拼接，在支架1上还要为每个垃圾桶摆放位配套设置一组微型电机11、桶盖挂钩16、红外测距传感器12、红外感应区2、红外感应开关13。当有并排多个垃圾桶摆放位时，可共用一个控制箱14，分别连接多个微型电机11、红外测距传感器12、红外感应开关13。每个桶位对应的微型电机和传感器有唯一识别码，分组编程。

支架1应当高于垃圾桶盖被打开后的高度，在图2所示的实施例中，红外测距传感器12设置于支架1靠前位置，微型电机11设置于支架1靠后位置，通过桶盖挂钩16将桶盖向斜上方提拉打开。

由于红外测距传感器12的精度会受到环境光线的影响，应尽量靠近垃圾桶安装，在室外工作时，需要在支架1上部设置遮光板，阻挡一部分光线，同时也有挡雨功能。

在电路设计上，可以采用成熟物联网技术中较低成本的硬件，第一无线通信模块、第二无线通信模块可以采用LoRa模块或Zigbee模块，第三无线通信模块可以采用GPRS模块或wifi模块。组网方式根据使用环境、片区大小、地理特征综合考虑。实施例中，第一单片机、第二单片机采用STM8S003单片机，也可以采用国产单片机替代。

本实用新型改造了普通环卫垃圾桶的摆放点，通过GPS芯片可定位垃圾桶的位置，在远程服务器端显示；通过红外感应区2的红外感应开关13和微型电机11的配合，可以实现伸脚开桶盖，无接触扔垃圾；通过红外测距传感器12检测垃圾桶空余量；通过数据采集器组网，将GPS位置信息和垃圾满桶信息等发送到后台服务器统一显示和管理。

可以看到，本实用新型的实施成本低，完全不用对现有环卫垃圾桶进行改造，微型电机加钢丝拖曳开盖的形式，成本最小、故障率最小、使用方便、维护方便，能够达到价格较贵的家用感应开盖垃圾桶的效果。系统功能全面，通信数据量却很小，从而功耗低、对网络稳定性要求也低，非常适合普通场合的广泛使用。

Claims (8)

1.智能垃圾点管理系统，其特征在于：包括后台服务器、为每个片区设置的数据采集器以及设置于每个垃圾点的支架(1)；所述支架(1)上设置有微型电机(11)、红外测距传感器(12)、红外感应开关(13)和控制箱(14)；所述微型电机(11)的驱动轴上缠绕钢丝(15)，钢丝(15)的一端连接驱动轴，另一端连接桶盖挂钩(16)，电机驱动轴的旋转带动钢丝(15)的伸缩；所述红外测距传感器(12)设置于支架(1)上部，朝向垃圾桶内部，感应桶内垃圾高度；红外感应开关(13)设置于支架(1)底部感应人脚的红外感应区(2)；所述控制箱(14)内部的控制主板包括与第一单片机相连的第一无线通信模块、GPS芯片以及电源模块，微型电机(11)、红外测距传感器(12)、红外感应开关(13)均与控制主板电连接；当红外感应开关(13)被触发，微型电机(11)带动钢丝(15)收缩，微型电机(11)运转到位后，红外测距传感器(12)采集与桶内垃圾的距离信号，随后微型电机(11)反转放出钢丝(15)回原位；所述数据采集器包括与第二单片机相连的第二无线通信模块和第三无线通信模块，第二无线通信模块与片区内每个控制箱(14)内的第一无线通信模块通信，第三无线通信模块通过互联网与后台服务器通信，当红外测距传感器(12)采集的数据低于设定阈值时，数据采集器通过第三无线通信模块向后台服务器上传该垃圾点的GPS定位信号和垃圾已满信号。

2.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述支架(1)根据该垃圾点的垃圾桶摆放位数，为每个垃圾桶摆放位配套设置微型电机(11)、桶盖挂钩(16)、红外测距传感器(12)、红外感应开关(13)。

3.根据权利要求2所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：当有并排多个垃圾桶摆放位时，共用一个控制箱(14)，分别连接多个微型电机(11)、红外测距传感器(12)、红外感应开关(13)。

4.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述支架(1)上部设有遮光板。

5.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述支架(1)高于垃圾桶盖被打开后的高度，红外测距传感器(12)设置于支架(1)靠前位置，微型电机(11)设置于支架(1)靠后位置，通过桶盖挂钩(16)将桶盖向斜上方提拉打开。

6.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述第一无线通信模块、第二无线通信模块采用LoRa模块或Zigbee模块。

7.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述第三无线通信模块采用GPRS模块或wifi模块。

8.根据权利要求1所述的智能垃圾点管理系统，其特征在于：所述第一单片机、第二单片机采用STM8S003单片机。

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