基于介电常数的自动分类垃圾桶

江婷婷 西华师范大学计算机学院

随着城市化发展的进一步加深，环境问题处理刻不容缓，其中环境恶化的一大原因便是垃圾泛滥成灾，但却没采取有效措施取控制和处理垃圾。回收利用垃圾，实现资源的多次利用便是一种很好的方案，着手于自动分类垃圾桶将大量节省人力资源，并且达到高效、快速、高质量的效果。

垃圾识别模块由电容式传感器、电感式传感器构成，通过合理的布局与安排，识别每一件投入垃圾桶的垃圾的介电常数，STM32微型处理器芯片采集到传感器的信号后，经过内部的信号处理和相应软件程序算法控制，控制各个部分进行相应运作，实现垃圾桶的识别分类、自动开合、垃圾处理等功能。

1 自动分类垃圾桶的研究意义

1.1 减少无法降解物品对土地的危害

如今，无法降解物品很多，比如现在广泛利用的熟料袋，生活垃圾中有些物质。乱扔乱放只会导致使土地受到严重侵蚀。通过垃圾分类，去掉可以回收的、不易降解的物质，减少垃圾数量，有利于减少环境污染。

1.2 降低有毒物品对所有生命的危害

废弃的电池含有金属汞、镉等有毒的物质，对大量生物有严重的生命危害；土壤中的废塑料会导致农作物减产；抛弃的废塑料被动物误食，也可能导致动物死亡。因此回收利用可以避免有毒物质的随意丢弃。

1.3 提高可废物利用物品的数量。

回收利用废纸，可免于砍伐大量林木。易拉罐熔化后能结成相同质量的铝块，可少采铝矿。生活垃圾中有30%—40%可以回收利用，利用自动分类垃圾桶就可以更快速和高效的回收可利用资源。

2 自动分类垃圾桶的可行性

2.1 传感器特点

（1）传感器成本低，易制作，持久耐用。能够广泛使用和推广，前景十分广阔。

（2）传感器结构简单，无活动电触点，因此工作可靠寿命长。不用经常性的检修和更换设备，后期维护比较简便。

（3）传感器的灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。能够快速准确识别物品。

2.2 芯片和其他特点

（1）我们使用STM32中的CortexM4，CortexM4微处理器功耗低、稳定性高、信号处理快速度速, 而且这款芯片也便宜。可以大量推广。

（2）无需网络，实行方便、简单且快速。不会因为连接网络而遭遇网络攻击。

（3）无需手工分类，完全人工智能，减少大量时间及人工费用。

3 自动分类垃圾桶的运行方法

通过对STM32微控制器进行编程，使其能识别不同物品的介电常数，判断它是可回收还是不可回收物品，然后将该物品放入对应的垃圾分箱然后进行相应处理。

当垃圾放入垃圾箱时会通过传送带传送，将其传送到识别处前，当最前面的垃圾传到识别处时就停止，然后关闭该垃圾与下一个垃圾之间的闸门，该平面的四周、上方和下方均有有传感器，它用来识别各个物品的介电常数，它会转换成电平信息，再由专用译码器翻译成相应的数据信息。然后将数据信息传入相应单片机芯片进行判断，当判断出为那一种垃圾就进入那一个通道——通过正上方的一个机器手钳将其移到正确位置，该传送带的左右两侧的下面均是不同的垃圾通道，即有两种垃圾通道，包括：可回收垃圾和不可回收垃圾。当进入对应通道后就可已完成相应垃圾的处理，如：不可回收垃圾的除臭处理、压缩处理等，当处理完这个后打开闸门识别下一件物品。可以对某区域进行调查后做对应的特色功能，以达到更好的效果。

4 总结

时代在进步，城镇发展越来越快，现在的人们对垃圾分类的意识较低，而垃圾分类在改善环境方面会起到相当大的作用。所以，人们要对垃圾进行分类，也要养成对垃圾进行分类的意识。通过科技的手段改善垃圾分类，有利于重复利用可回收资源、保护地球环境、降低人力及工业方面的花销等，也能提高分类效率，方便许多人。垃圾是放错地方的可再次利用的资源，我们最终的目的就是对资源进行再利用。这个项目就是通过科学技术对垃圾进行自动分类，可以极大的节约人力，且分类的正确率也较高。

[1]叶广源，熊正烨*，李铭士，陈旭然. 物联监控智能垃圾分类桶的设计[J].数学技术应用，2017（01）：136-138

[2]熊建桥，陆卫，季小涵，万锦晓，张志刚. 一种智能分类垃圾桶系统的设计[J]. 机电产品开发与创新，2016（09）：26-29