一种基于物联网+智能垃圾分类环保回收站

张哲 杨涛 李启超 陈冬亮

摘要：堆积成山的垃圾正在逐渐吞噬着日益稀缺的土地资源，全国的600座大中城市，正在遭遇“垃圾围城”之痛，危机中国21世纪的可持续发展建设，本文公开的智能垃圾分类回站是以物联网+垃圾分类回收为核心，实现对分类垃圾的可回收物资的再生利用，减少垃圾填埋的占地、减轻垃圾填埋对土地的污染，有助于国民养成垃圾分类的好习惯，提高国民素质。

关键词：垃圾分类、再生资源回收利用、垃圾环保回收设备

1.引言

目前，我国对城市垃圾主要采用填埋和焚烧两种方式处理，堆积成山的垃圾正在逐渐吞噬着日益稀缺的土地资源，尤其是城市垃圾焚烧后的二次污染，导致城乡结合带区域生态环境恶化，全国的600座大中城市，正在遭遇“垃圾围城”之痛，危机中国21世纪的可持续发展建设。

智能垃圾分类回站是以物联网+垃圾分类回收为核心，使用者可通过扫码、刷卡、手机号、人脸识别等多种方式登录设备，智能垃圾分类回站设有金属类投放箱，织物类投放箱塑料类投放箱、纸类投放箱、玻璃类投放箱以及有害垃圾投放箱等，采用模块化设计满足不同场景的应用，可根据不同的场景实现不同类别的垃圾分类的任意组合，投放完成后，设备自动称重，称重后的重量会折算成积分自动上传至云端大数据平台，将积分等奖励自动反馈给使用者，使用者可使用累计获取的积分通过指定的超市、网购平台换取相应的商品，激发使用者对垃圾分类投放意识。

2. 智能垃圾分类环保回收站的主要功能结构

如图1所示，智能垃圾分类环保回收站是集软件工程、电气工程、机械工程等多学科的技术领域于一体的产品，其结构包括人机交互端、设备交互端、云端大数据平台、运营端APP等。

通过物联网技术领域研究开发大数据管理平台，通过大数据管理平台扩展硬件设备做为数据入口及数据来源，通过网络传输的手段对数据采集模块进行统一的数据来源搜集，将搜集的不同来源的数据通过数据处理值守进行数据过滤;平台支持MQTT数据信息同步功能和Http数据接口同步功能;硬件设备对应的设备号进行不同区域内数据处理平台的数据分发、整合及处理，并将汇总的结果呈现给所对应区域的用户，不同区域内数据处理平台通过网络传输实现信息共享、数据的互联互通。

使用者通过人机交互端实现与设备之间的登入、信息查询，实现垃圾的分类投放，通过通讯协议与设备交互端实现信息的交互，设备交互端是采集使用者以及人机交互端的信息，实现对使用者对分类垃圾时的投体门的开合、对投放的分类垃圾进行智能称重，当智能垃圾分类环保回收站内的垃圾存量至上线时发出提示信号，以及设备本身的安全性能的例行监测等功能。人机交互端、设备交互端通过无线信号将采集的信息传输至云端大数据平台，云端大数据平台将分析用户行为习惯，让垃圾分类具有可监督性，让垃圾分类行为实现可追溯，同时，运营APP可与云端大数据平台之间实现信息交互，使用者可以通过运营端APP实现积分兑换与查询、查看附近回收机，提供上门回收服务等，例如：洗衣机、冰箱等大件废弃物品，可通过运营APP实现上门回收服务。运营人员通过运营端APP进行对设备的在线监测、数据分析管理、设备管理、软件系统的升级维护等等。

如图2所示，使用者进行垃圾分类投放时，通过ZK系列开放式液晶模组实现手机号、人脸识别、扫描二维码登入、通过IC卡登入模块完成设备的账号登入，账号登入后，在ZK系列开放式液晶模组的提示下选择要投放的垃圾类别，同时，对应的垃圾分类投递窗口开启，投递的垃圾落入到取物仓门的内部，垃圾分类投递窗口自动关闭，塑料瓶是以计数形式折算积分，通过塑料瓶投递口完成塑料瓶的投递。完成分类投放的垃圾的智能称重后的重量及积分显示在ZK系列开放式液晶模组中。

3.运营实施例

本项目于2019年4月在沈阳地区陆续开展推广运营，建立城市村、社区到街道、镇再到区市级的垃圾分类回收网络和体系，实现城市内部生活垃圾减量化。为智慧城市、垃圾源头减量、中转高效化、未端资源化和垃圾全程可追溯系统的建设做出了先行、先试、先应用的探索。

运营中，为保证长期的商业化运作，在控制成本和保证服务的同时，通过合理的配置运输车辆，规划路线和服务时间等运作模式，确定回收点到分拣中心之间的物流方案，保证以最小的成本，最大化的服务实现垃圾分类的全过程分类运输和管理控制。

为调动居民垃圾分类的积极性和参与度，实现以最低的成本实现前端居民参与分类回收，通过交易模式和投放模式的设计，满足居民对于最低成本最可行的方案实现垃圾分类参与的需要。通过礼品兑换、积分奖励、价格设定等方式促进居民参与垃圾分类。

通过标准化的管理，结合互联网、物联网等手段，保证垃圾分类回收的全过程监管，记录过程中的运营数据，便于后续减量化目标的监管和持续的改进。

截止发稿日，目前设备投放3000余台， 覆盖小区 609个，当前在线运营的智能垃圾分类环保回收站1600台，开展垃圾分类活动 200 多场次，开展教育培训 300 多场次，发放宣传手册 10 多万份，累计分类回收垃圾总量4545吨， 云端大数据平台注册使用人数300万余人，逐步形成具有地方特色的区域链产业模式。

5.结论

通过采用物联网+智能垃圾分类环保回收站开展的垃圾分类，有助于国民养成垃圾分类的好习惯，提高国民素质。更有助于政府、相关运营企业的监管、运营。实现对分类垃圾的可回收物资的再生利用，减少垃圾填埋的占地、減轻垃圾填埋对土地的污染。

参考文献：

[1]GB/T19095-2019，生活垃圾分类标志[S]

[2]辽宁佳创环保设备有限公司.一种物联网可拆装式智能垃圾分类环保回收站：中国， ZL2019215594833.3[P].2020-06-23

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