IT202000005575U1 - CONTAINER EQUIPPED WITH SENSORS AND TELEMATIC DEVICES FOR TRACKING AND DETERMINING THE QUALITY OF MUNICIPAL WASTE DELIVERIES. - Google Patents
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Description
Domanda di brevetto per Modello di utilit? dal titolo: Patent application for utility model by title:
Cassonetto attrezzato con sensori e dispositivi telematici per la tracciabilit? e determinazione della qualit? dei conferimenti di rifiuti urbani. Dumpster equipped with sensors and telematic devices for traceability and quality determination? of urban waste deliveries.
Descrizione Description
Oggetto del presente trovato ? un cassonetto attrezzato con sensori e dispositivi telematici al fine di tracciare e verificare sia la persona che conferisce sia il conferito, essenzialmente rifiuti urbani, in quantit? e qualit? . Object of this invention ? a dumpster equipped with sensors and telematic devices in order to track and verify both the person who confers and the conferred, essentially urban waste, in quantity? and quality? .
Come ? noto le modalit? di raccolta dei rifiuti urbani sono sostanzialmente due: la raccolta con contenitore stradale e/o di prossimit? e la raccolta porta a porta. As ? known the modalities? collection of urban waste are essentially two: the collection with road container and / or proximity? and door-to-door collection.
La diffusione del sistema di raccolta porta a porta ha coinvolto anche i centri ad elevata urbanizzazione e di grandi dimensioni, sostenuta dalla tesi di ?tracciabilit?? dei conferimenti resa possibile dal sistema di conferimento in cui ogni singolo utente espone i propri rifiuti avanti l?uscio di casa, consentendo la verifica del contenuto agli operatori e facilitare la raccolta differenziata in modo da ridurre i rifiuti da avviare in discarica e rigenerare parte dei materialrcostituenti lo scarto. Questo naturalmente innalza il fabbisogno di risorse umane e strumentali con innalzamento dei costi. La raccolta con contenitore stradale viceversa introduce economie di scala, in quanto si riesce a servire n utenze con un'unica presa, e pi? grande ? il contenitore e meno risorse si consumano. Per?, questo tipo di raccolta, con gli odierni e convenzionali cassonetti, non consente una tracciabilit? e una verifica attenta dei conferimenti. Sono quindi necessarie nuove soluzioni per la realizzazione dei cassonetti di raccolta dei rifiuti. In particolare abbisogna di cassonetti strumentati tali da determinare e memorizzare e/o trasmettere chi ha conferito i rifiuti, dove e quanti, di che genere e la qualit? di essi, e quando il cassonetto risulta pieno. Inoltre abbisogna che il cassonetto sia autonomo in termini energetici e di reattivit?, decentralizzazione e affidabilit? rispetto alle soluzioni proposte. In particolare si conviene addivenire ad una soluzione tecnica di un cassonetto intelligente, la cui conformazione e la strumentazione di cui ? dotato, consente di ovviare alle mancanze della tecnica precedente, ma anche di apportare nuovi vantaggi, quali la possibilit? di discriminare esattamente la qualit? del conferimento, utilizzando tecnologie hardware e software proprietarie e le potenzialit? offerte dal web e dal Global Positioning System. The diffusion of the door-to-door collection system has also involved highly urbanized and large centres, supported by the thesis of ?traceability? of the conferments made possible by the conferment system in which each individual user exposes his own waste in front of the door of the house, allowing operators to verify the content and facilitate separate collection in order to reduce waste to be sent to landfills and regenerate part of the waste materials. This naturally raises the need for human and instrumental resources with an increase in costs. Conversely, street container collection introduces economies of scale, as it is possible to serve n users with a single outlet, and more? great ? container and less resources are consumed. However, this type of collection, with today's conventional bins, does not allow traceability? and a careful verification of the contributions. New solutions are therefore needed for the construction of waste collection bins. In particular, it needs bins equipped to determine and memorize and/or transmit who delivered the waste, where and how many, what kind and quality? of them, and when the dumpster is full. Furthermore, the dumpster must be autonomous in terms of energy and reactivity, decentralization and reliability. compared to the proposed solutions. In particular, it is advisable to arrive at a technical solution of an intelligent dumpster, whose conformation and instrumentation of which ? equipped, allows you to remedy the shortcomings of the previous technique, but also to bring new advantages, such as the possibility? to discriminate exactly the quality? of the provision, using proprietary hardware and software technologies and the potential? offered by the web and by the Global Positioning System.
Scopo principale del presente trovato ? realizzare un cassonetto ad elevata volumetria, conformato e provvisto di strumentazione elettronica, tale da memorizzare e/o trasmettere un valore qualitativo e quantitativo per ogni singolo conferimento e rapportandolo univocamente ad un dato conferitore ed al cassonetto stesso, in modo tale che l'imposta gravante su ogni cittadino venga commisurata alla qualit? e alla quantit? dei suoi conferimenti e si ottenga un conferimento meglio discriminato per il successivo smaltimento e/o riciclo. Main purpose of the present invention ? create a high-volume container, shaped and equipped with electronic instruments, such as to memorize and/or transmit a qualitative and quantitative value for each single conferment and relate it unequivocally to a given conferor and to the container itself, in such a way that the tax levied on each citizen is commensurate with the quality? and to the quantity? of its contributions and a better discriminated contribution is obtained for subsequent disposal and/or recycling.
Altro scopo del presente trovato in accordo con il precedente, ? realizzare un cassonetto provvisto di un sensore atto a determinare e registrare essenzialmente l?utente che ha conferito i rifiuti nel cassonetto. Another purpose of the present invention in accordance with the previous one is making a dumpster provided with a sensor capable of essentially determining and recording the user who has placed the waste in the dumpster.
Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti, ? realizzare un cassonetto provvisto di un sensore atto a determinare il grado di riempimento del cassonetto. Another object of the present invention in accordance with the previous ones is making a box provided with a sensor able to determine the degree of filling of the box.
Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti, ? realizzare un cassonetto provvisto di un sensore atto a determinare il peso del conferimento. Another object of the present invention in accordance with the previous ones is create a dumpster equipped with a sensor able to determine the weight of the conferment.
Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti, ? realizzare un cassonetto provvisto di un sensore atto a captare il rumore generato dalla caduta nel cassonetto del rifiuto conferito. Another object of the present invention in accordance with the previous ones is create a container equipped with a sensor capable of capturing the noise generated by the fall of the conferred waste into the container.
Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti, ? realizzare un cassonetto provvisto di una scheda elettronica dotata di software, atto alla gestione dei sensori, alla misura e analisi dei loro input per generare uno o pi? valori di uscita da memorizzare e/o trasmettere per via telematica ad un centro di gestione centralizzato, che effettua l?analisi dei dati e l?attribuzione del conferimento, nelle sue caratteristiche di tipologia, quantit? e qualit?, al conferitore. Another object of the present invention in accordance with the previous ones is create a dumpster equipped with an electronic card equipped with software, suitable for sensor management, measurement and analysis of their inputs to generate one or more? output values to be memorized and/or transmitted electronically to a centralized management centre, which carries out the analysis of the data and the attribution of the contribution, in its characteristics of typology, quantity? and quality, to the contributor.
Gli scopi sopra esposti e altre caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva di un cassonetto conformato e attrezzato con sensori e dispositivi telematici come illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni, in cui: The objects set out above and other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a bin shaped and equipped with sensors and telematic devices as illustrated by way of example, but not in limitation, in the joint drawing tables, in which:
La fig. 1 mostra una vista tridimensionale a tre quarti della configurazione esterna del cassonetto strumentato, oggetto del presente trovato. fig. 1 shows a three-quarter three-dimensional view of the external configuration of the instrumented box, object of the present invention.
La fig. 2 mostra una vista tridimensionale del cassonetto strumentato con il coperchio aperto per lo svuotamento. fig. 2 shows a three-dimensional view of the dumpster with the lid open for emptying.
La fig. 3 mostra una vista in pianta laterale del cassonetto strumentato. fig. 3 shows a side plan view of the instrumented container.
Le fig. 4 , 5 mostrano rispettivamente una vista in pianta frontale e dall?alto del cassonetto strumentato. Figs. 4 , 5 respectively show a front plan view and a top view of the instrumented box.
La fig. 6 mostra una vista in pianta frontale del cassonetto strumentato con lo sportello di conferimento aperto. fig. 6 shows a front plan view of the instrumented dumpster with the transfer door open.
La fig. 7 mostra una vista in pianta ed in sezione laterale del cassonetto strumentato con il coperchio aperto. fig. 7 shows a plan and side sectional view of the instrumented box with the lid open.
La fig. 8 mostra una vista tridimensionale in sezione del cassonetto strumentato. La fig. 9 mostra la serigrafia della scheda elettronica che gestisce la captazione e memorizzazione dei dati da trasmettere al centro di elaborazione. fig. 8 shows a three-dimensional sectional view of the instrumented box. fig. 9 shows the serigraphy of the electronic board which manages the capture and storage of the data to be transmitted to the processing centre.
Conformemente ai disegni allegati, si ? indicato con (1) il cassonetto di forma parallelepipeda a base quadrangolare, provvisto frontalmente di uno sportello circolare (2) apribile a scorrimento mediante maniglia (3) , per il conferimento dei rifiuti, di uno slot (4) per l'inserimento della chiave provvista di tag Rfid per il riconoscimento dell?utente che conferisce il rifiuto; superiormente vi ? un pannello a celle fotovoltaiche (5) da 5/1 Ow. per la provvista di energia e la ricarica delle batterie 12 v Pb Gel con capacit? da 2Ah a 7Ah, il coperchio (13) apribile per lo svuotamento. Lateralmente il cassonetto ? provvisto di agganci (6) per lo svuotamento. In accordance with the attached drawings, yes? indicated with (1) the parallelepiped box with a quadrangular base, frontally provided with a circular door (2) that can be opened by sliding using a handle (3), for the conferment of waste, with a slot (4) for inserting the key equipped with an Rfid tag for the recognition of the user who gives the refusal; above there? a 5/1 Ow photovoltaic cell panel (5). for the supply of energy and the recharge of the 12 v Pb Gel batteries with capacity? from 2Ah to 7Ah, the lid (13) can be opened for emptying. Laterally the dumpster? equipped with hooks (6) for emptying.
All?interno del cassonetto , in alto, al di sotto e in corrispondenza del pannello a cellule fotovoltaiche (5) ? predisposto il vano (7) che contiene la strumentazione elettronica, costituita essenzialmente da una scheda elettronica (8) che raccoglie, mediante sensori, e gestisce le informazioni che derivano dai sensori e dalla chiave RFID utente; capta e registra il suono, generato dall'urto dei rifiuti conferiti, per il tramite di un microfono dinamico 12 V (9) posizionato in alto di lato al vano (7), e misura, attraverso quattro celle di carico (10), con fondo scala 0,5T Range di lettura 3276.7 / - 3276.8 Kg , risoluzione 0,1 Kg, installate in corrispondenza dei quattro angoli sul fondo (11) del cassonetto (1), la differenza di peso tra prima dell'apertura dello sportello (2) e la successiva chiusura, attribuendo pertanto un peso al conferimento. E? presente anche un sensore di livello ad ultrasuoni (12) che misura il grado di riempimento del cassonetto ad ogni conferimento, ed un accellerometro digitale a 3 assi per la rilevazione dello svuotamento del cassonetto. Inside the box, above, below and in correspondence with the photovoltaic cell panel (5) ? the compartment (7) which contains the electronic instrumentation has been arranged, essentially consisting of an electronic card (8) which collects, by means of sensors, and manages the information deriving from the sensors and from the user RFID key; captures and records the sound, generated by the impact of the disposed waste, by means of a 12 V dynamic microphone (9) positioned at the top side of the compartment (7), and measures, through four load cells (10), with full scale 0.5T Reading range 3276.7 / - 3276.8 Kg , resolution 0.1 Kg, installed in correspondence with the four corners on the bottom (11) of the box (1), the difference in weight between before opening the door (2 ) and the subsequent closure, thus attributing a weight to the contribution. AND? there is also an ultrasound level sensor (12) which measures the degree of filling of the bin at each conferment, and a 3-axis digital accelerometer for detecting the emptying of the bin.
La scheda ? provvista di antenne GSM/GPS e modulo radio per trasferire le informazioni ad un sistema centrale il quale rielaborer? le stesse ai fini dell'attribuzione della quantit? e qualit? del conferimento al'utente. The board ? equipped with GSM / GPS antennas and radio module to transfer information to a central system which will re-process? the same for the purpose of attributing the quantity? and quality? of the provision to the user.
Pi? in particolare la scheda ? provvista di Pi? in particular the card ? provided with
- 4 ingressi differenziali /- 10mV FS per leggere direttamente le quattro celle di carico - 4 differential inputs /- 10mV FS to directly read the four load cells
- Modem GSM/GPRS/GPS con portaSIM su pcb , - GSM/GPRS/GPS modem with SIM port on pcb,
- Antenna GSM con cavo 2m e connettore SMA. - GSM antenna with 2m cable and SMA connector.
- Antenna GPS attiva con cavo 2m e connettore SMA. - Active GPS antenna with 2m cable and SMA connector.
- Modulo radio RxTx a 868 Mhz con modulazione FSK e antenna su PCB per comunicazione tra schede A-C. - 868 Mhz RxTx radio module with FSK modulation and antenna on PCB for communication between A-C boards.
- Porta RJ11 6P per Display LCDAM. - RJ11 6P port for LCDAM displays.
- Porta Rs232 per debug , collegamento remoto in ModBus , aggiornamento software. - Rs232 port for debugging, ModBus remote connection, software update.
- memoria per lo storico degli ultimi 256 messaggi POST. - memory for the history of the last 256 POST messages.
- Lettore di trasponder RFID utente a 13,56Mhz e protocollo ISO 14443 A. - User RFID transponder reader at 13.56Mhz and ISO 14443 A protocol.
- Pannello remoto di segnalazione (max 1m) con antenna RFID , led verde/rosso e buzzer. - Remote signaling panel (max 1m) with RFID antenna, green/red LED and buzzer.
La raccolta dei dati avviene in questo modo: il cittadino, dopo aver differenziato i propri rifiuti urbani secondo le indicazioni delle autorit? di citt?, si avvicina al cassonetto (1) e con la propria chiave RFID si identifica; apre lo sportello (2) del cassonetto, conferisce i propri rifiuti differenziati, e chiude lo sportello; appena viene letto il codice RFID della chiave, vengono attivate le quattro celle di carico (10) , il sensore a ultrasuoni (12), ed il microfono (9), e registrati i dati; dopo la chiusura dello sportello (2), viene calcolata la differenza di peso tra il valore letto dalle quattro celle di carico, memorizzato in precedenza, e il nuovo valore derivante dall?aggiunta del nuovo conferimento; la differenza rappresenta il peso conferito dall'utente. valore di peso viene poi memorizzato insieme al codice RFID della chiave utente, al codice della scheda elettronica (8), che ne rappresenta il cassonetto (1), alla percentuale di riempimento, letta dal sensore a ultrasuoni (12), alla tensione della batteria, alla quantit? di energia fornita dal pannello a cellule fotovoltaiche (5), alla registrazione audio del conferimento. The data collection takes place in this way: the citizen, after having differentiated his urban waste according to the indications of the authorities? of the city, he approaches the dumpster (1) and identifies himself with his own RFID key; opens the door (2) of the dumpster, delivers its differentiated waste, and closes the door; as soon as the RFID code of the key is read, the four load cells (10), the ultrasound sensor (12), and the microphone (9) are activated, and the data recorded; after closing the door (2), the difference in weight is calculated between the value read by the four load cells, memorized previously, and the new value deriving from the addition of the new delivery; the difference represents the weight assigned by the user. weight value is then memorized together with the RFID code of the user key, the code of the electronic card (8), which represents the container (1), the filling percentage, read by the ultrasonic sensor (12), the battery voltage , to the quantity? of energy supplied by the photovoltaic cell panel (5), to the audio recording of the delivery.
I dati memorizzati formano il messaggio da inviare al server remoto per la loro analisi. Se l'invio non ha successo, il dispositivo di trasmissione ritenta dopo un tempo programmato. Dopo la memorizzazione il codice RFID letto viene azzerato, in modo che il cassonetto ? pronto per un successivo conferimento. The stored data form the message to be sent to the remote server for their analysis. If the sending fails, the sending device retries after a programmed time. After memorization, the read RFID code is reset, so that the container is ready for a subsequent assignment.
Notevole ? il fatto che il riconoscimento della conformit? dei rifiuti differenziati alle locali direttive, avviene soprattutto attraverso l'analisi del rumore, generato dalla caduta del rifiuto nel cassonetto e catturato dal microfono (7). Remarkable ? the fact that the recognition of conformity? of differentiated waste to the local directives, takes place above all through the analysis of the noise, generated by the fall of the waste in the dumpster and captured by the microphone (7).
Per ottenere questo notevole risultato il sensore microfonico ? tarato per l?eliminazione del rumore di fondo ad evitare disturbi. To obtain this remarkable result, the microphone sensor ? calibrated for the elimination of background noise to avoid disturbances.
Il segnale sonoro catturato dal microfono installato nel cassonetto, viene trasmesso ad un unit? di elaborazione centrale, provvista di un database dei suoni del conferito in caduta nello specifico cassonetto, per un analisi successiva e l?attribuzione del conferimento, costruendo lo spettrogramma del segnale sonoro e utilizzando un modello matematico/informatico di calcolo, basato sulle reti neurali, che consentono di creare le interconnessioni in base all'input ricevuto, e su tecniche di intelligenza artificiale. The sound signal captured by the microphone installed in the box is transmitted to a unit? of central processing, equipped with a database of the sounds of the conferred falling into the specific bin, for a subsequent analysis and the attribution of the conferment, building the spectrogram of the sound signal and using a mathematical/IT model of calculation, based on neural networks, which they allow you to create interconnections based on the input received, and on artificial intelligence techniques.
Pi? specificatamente gli input in ingresso, trasmessi all?unit? centrale, sono utilizzati per creare o alimentare dei classificatori, che possiamo definire come una mappa dei suoni riferiti alle varie tipologie di rifiuti, e l?algoritmo associa, ad un suo identificativo, il suono preso in input e, attraverso questa mappa, con tecniche di intelligenza artificiale, riesce velocemente a riconoscere i suoni ed associarli ad una rumore specifico tra quelli classificati o da classificare. Pi? specifically the incoming inputs, transmitted to the? unit? plant, are used to create or feed classifiers, which we can define as a map of the sounds referred to the various types of waste, and the algorithm associates, with its identifier, the sound taken as input and, through this map, with artificial intelligence, can quickly recognize sounds and associate them with a specific noise among those classified or to be classified.
In questo modo, quindi, il sistema centrale di elaborazione ? in grado di associare un determinato suono, generato dalla caduta del rifiuto nel cassonetto, ad uno specifico rifiuto, appena ricever? un suono in input. In this way, therefore, the central processing system ? able to associate a specific sound, generated by the fall of the waste in the dumpster, to a specific waste, as soon as it receives? an input sound.
In una seconda forma di realizzazione del trovato, la chiave con tag RFID viene sostituita da un telefono cellulare, con cui l?utente pu? identificarsi. In questo caso il telefonino sar? dotato di un codice bidimensionale univoco con cui interagire con il sensore di lettura a bordo del cassonetto. Inoltre, si ottiene il vantaggio che un utente rimane sempre informato tramite smartphone sul livello / grado di riempimento del contenitore dei rifiuti, sul conferimento effettuato, e su altre utili notizie che provengono dal gestore. In a second embodiment of the invention, the key with the RFID tag is replaced by a mobile phone, with which the user can? identify. In this case the mobile phone will be equipped with a unique two-dimensional code with which to interact with the reading sensor on board the container. Furthermore, the advantage is obtained that a user always remains informed via smartphone on the level / degree of filling of the waste container, on the conferment made, and on other useful news coming from the manager.
In una ulteriore forma di realizzazione la scheda elettronica (8) ? essa stessa un centro di elaborazione , nel senso che , in particolare, la captazione del suono derivante dalla caduta del conferimento nel cassonetto, viene analizzato e tradotto in una funzione dipendente dalla frequenza, e inviata al centro remoto di analisi per il confronto nel database dei suoni . In a further embodiment, the electronic card (8) ? itself a processing center, in the sense that, in particular, the capture of the sound deriving from the fall of the conferment into the dumpster, is analyzed and translated into a frequency-dependent function, and sent to the remote analysis center for comparison in the database of sounds .
Il trovato raggiunge gli scopi proposti attraverso l?uso di cassonetti ?intelligenti ? ad elevata volumetria (2.200 It. e 3.200 It.) che consentono la gestione ottimale dei servizi di igiene urbana, al fine di garantire una corretta allocazione delle risorse materiali, economiche ed umane, di aumentare la percentuale di differenziata, nonch?, per ogni singola utenza controllata, di determinare equamente l?imposta gravante su ogni cittadino commisurata alla qualit? e alla quantit? dei suoi conferimenti . Non di meno la loro conformazione unica consente comodit? e facilit? di utilizzo e altres? di conferire un tocco di design e modernit? . The invention achieves the aims proposed through the use of ?intelligent? with high volume (2,200 It. and 3,200 It.) which allow the optimal management of urban hygiene services, in order to guarantee a correct allocation of material, economic and human resources, to increase the percentage of differentiated waste collection, as well as, for each individual user controlled, to determine fairly the? Tax imposed on each citizen commensurate with the quality? and to the quantity? of his contributions. Nonetheless their unique shape allows comfort? and ease? of use and more? to give a touch of design and modernity? .
Claims (10)
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Cited By (1)
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US20230242334A1 (en) * | 2020-07-08 | 2023-08-03 | Ocean Kube Environment, S.L. | Container for the collection of urban waste |
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2020
- 2020-10-05 IT IT202020000005575U patent/IT202000005575U1/en unknown
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