智能分类垃圾箱的设计与研发

韩晓静+张德富

[摘要]文章从垃圾分类的解决问题出发，围绕垃圾自动分类的关键技术问题重点展开工程化技術研究，设计智能分类垃圾箱，使其具有满箱提示、客户端浏览、线路规划、手机接收、人员管理、数据收集等功能。

[关键词]智能分类；垃圾箱；红外感应；客户端浏览；数据收集

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.02.182

1 引 言

我们生活中每天都会扔出许多生活垃圾，目前城市中对生活垃圾多采用填埋、焚烧、堆肥等方法处理。垃圾填埋的费用很高，处理1吨垃圾的费用为200元至300元。另外，还存在着占用土地资源，污染空气、地表水和地下水等诸多问题。

目前市场上垃圾分类技术相对欠缺，应用不足，造成大量可利用资源浪费。为了实现对垃圾的初步分类，从而有效地利用垃圾资源，同时又满足节能环保等要求，我们设计了一款新型的智能分类垃圾箱，以满足大众的要求。

2 市场前景

目前市面上销售的带盖垃圾箱，开盖时均需采用手动或脚踩方式实现，这种开盖方式主要的缺点是既不卫生又不方便。市场上也有部分智能垃圾箱出售，但开发及使用的程度并不高，主要以自动感应翻盖为主，而且不能主动对垃圾进行分类、没有垃圾满箱提示等智能化功能，因此我们研发了智能分类垃圾箱，该产品能够对垃圾智能分类，提升垃圾的回收率，减少对环境污染，同时，该产品还可利用互联网采集数据，通过数据收集，计算出各区域消费者人群消费档次及消费倾向，并把该数据卖给商品供应商，供应商即可根据该数据将对应区域消费者群体所需求的商品及时销售给消费人群，省却中间时间与金钱的消耗，提供给人们更加便利的生活，迎合数据时代的需求。智能分类垃圾箱既满足家庭、社区的垃圾收集处理需求，又能结合国家节能环保的需求，具有很大的市场开发前景，一经推广，必将获得良好的经济效益。

3 智能分类垃圾箱的设计与研发

3.1 产品构造

该产品桶体上侧设置有开口，开口上设置有桶盖，其结构要点是：所述开口设置在桶体上侧中部，所述桶盖的一端通过转轴设置在开口一侧的桶体上，桶盖的另一端搭在开口另一侧的桶体上，与桶盖活动一侧相应地在开口侧方的桶体上设置有轻触开关：桶体底部设置有两个隔板，所述隔板高度的2/3，桶体内部上方的一侧设置有蓄电池和吹风机，吹风机的风扇设置在开口下部侧方，蓄电池的下方设置有磁铁，磁铁与蓄电池之间设置有挡板；桶体内部上方的另一侧设置有智能芯片和红外感应装置，桶盖上安装有发声装置，在桶体上方设置有太阳能电池板。太阳能电池板与蓄电池相连，蓄电池分别给智能芯片、红外感应装置、发声装置、吹风机供电；红外感应装置的输出端连接智能芯片，智能芯片的输出端连接发声装置（见下图）。

3.2 具体设计与研发方案

从垃圾箱的结构和功能出发，主要从垃圾箱的外观、智能分类回收、恶气臭味处理，以及语音提示、自动检测等方面进行多功能的垃圾箱设计，力求其不仅满足收集垃圾的功能，同时还能够自动分类、消除异味、语音报警、GPS定位等功能。

3.2.1 初步分类垃圾

当物体从上口进入时，感应器发出信号，内部开始运转，物体先掉落在传送带上进行缓冲，然后随着传送带的移动落入桶口，风扇会将轻小的物品（如纸张、塑料）吹至最右侧的桶中。磁铁可吸引金属由于磁力作用被吸引落入最左侧的桶中，其余既无法被磁铁吸引，又无法被风扇吹走的物品垂直落入中间的垃圾桶中，且各垃圾桶间有挡板进行隔离。

3.2.2 内部设计

将垃圾箱设置成3个子桶，其中两个为可回收桶，涂成绿色，并在显著位置标记可回收标志和字样；另一个为不可回收桶，涂成红色，标记不可回收标志和字样，在垃圾桶的侧壁处可挂置小的废旧电池回收箱。

3.2.3 节能环保

设置太阳能电池板，可自主地收集能源进行运作，每天可节约0.87度电，每月可节约18.27元的电费（按工厂电价每度0.7元计算）。

3.2.4 自动检测提示

在垃圾箱的集成电路上安装智能芯片，当垃圾快要收满时，垃圾箱会发出电波到管理者的手机上提示。并且当设备出现故障时，非处理人员进行移动会发出信号，通过O2O将它的位置传达给我们的服务站，从而使服务站人员更加及时地进行维护、搜寻。

3.2.5 自动报警

通过GPS定位，当非工作人员移动垃圾箱时，发声器会发出警告，并且将信号和位置发送给我们的服务站与工作人员。

3.2.6 手机提示

垃圾箱发出的信号会通过工作人员的手机进行接收提示，方便操作。

3.2.7 物联网通知

垃圾箱内置传感器和物联网模块，当垃圾筒内垃圾即将填满时会自动连接物联网，通过网站可以实时反映出环保箱状态，并推送信息至相关工作人员客户端，提醒及时回收垃圾。

3.2.8 客户端浏览

配有专属的IOS、Android客户端，可以随时随地了解区域内智能分类况，浏览方式分为列表模式、地图模式、通知模式，直观明了。

3.2.9 中央处理装置

中央处理装置连接风扇、电磁铁、传送带、监测装置、红外感应器、GPS、桶盖控制开关、路由器、（IOS、Android）客户端、报警器、计时器等。用于信号的接收、处理和发送，作为信息交流的枢纽。

3.2.10 在线浏览

智能分类垃圾箱配有专属的管理平台，管理人员可以通过PC随时随地访问平台，了解智能垃圾筒及工作人员状况。

3.2.11 线路规划

需回收垃圾时，在Android、IOS客户端中，系统会通过云计算，显示出最优的清理回收路径，使垃圾回收更高效。

3.2.12 人员/系统管理

垃圾箱属管理系统，可以为客户提供多项便利的办公服务，如位置签到、报表统计、人员调度、现场图片上传、通知信息群发等。

3.2.13 数据共享

能够通过高度感应器对垃圾箱内垃圾每天达到上限高度的次数进行统计，从而了解产品覆盖区内，人们生活质量、消费水平和人流高峰期。可将收集的数据卖给其他需要的公司，该公司通过数据的处理后可在需要时候将产品带入宣传，节省了调查的人力、物力和时间，解决囤货等问题。

3.2.14 垃圾压缩

可将垃圾压缩至1/5体积，其容量可达普通环保箱的5～10倍。原来清洁人员每天收集一次垃圾，如今只要每周收集1～2次。有效提高垃圾运载率、降低垃圾转运频率、节省垃圾运输费用、改善交通拥挤状况和消除清运中的二次污染等。

4 结 论

智能分类垃圾箱可以筛选不同材料的垃圾，然后进一步分类，筛选出利用性比较大的物品，从而变废为宝，支持节能的发展，促进国民经济的健康发展，增强国家综合实力。随着市场的不断延伸，智能化家居的不断发展，以及人们对高品质生活的向往，智能化家居将成为未来的主要家居模式，人们也必将紧跟时代的潮流，智能化家居在市场上将独占鳌头。

参考文献：

[1]杨秀秀，马利兵，孟春阳，等.智能分类垃圾箱系统设计[J].黑龙江科技信息，2015（24）.

[2]章萧秋，韩笑，何旻玖，等.未来智能终端的经济特征研究[J].中国市场，2015（38）.