智能垃圾分类处理装置的探析

汪巧玲，赵利侠

（安徽三联学院，安徽 合肥 230061）

0 引 言

随着生活水平的不断提高，产生的生活垃圾也逐渐增多，需要采用合理的方式处理垃圾，减少废弃物品带来的一系列环境污染问题[1-3]。通过卫生填埋、高温堆肥和焚烧能够在一定程度上减少垃圾的存有量。在日本等土地资源匮乏的国家，首先提出废物处理和资源转换，如通过垃圾焚烧发电可以获取较为可观的经济效益。然而，焚烧的方式虽然在一定程度上能够减少垃圾量，但又会对大气造成严重污染，因此这种处理垃圾的方式并不是最佳的。在德国，对垃圾中的可回收物质进行分类处理后，还会送到相应代加工厂进行加工处理并循环利用，可降解物质可通过生物降解方式进行化学堆肥，其余残留物则通过焚烧或机械处理方式进行更深层次的加工处理，最后再进行填埋。由此可见，人们在垃圾处理方面已经作出不小的努力，但总体来看现今垃圾处理回收的方式还存在垃圾处理效率较低、耗费大量劳动力等问题[4-7]。

本文在智能家居基础上，设计智能化的垃圾分类处理装置，主要由芯片控制中心模块、信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部分组成。通过该装置能够解决垃圾处理现实问题，实现智能化垃圾分类，更大程度地降低环境污染。

1 智能垃圾分类处理装置的创新设计

1.1 智能垃圾分类装置总体设计

本文的智能垃圾分类处理装置主要包括单片机主控模块、感应检测模块、语音识别模块、执行模块。该装置首先通过单片机主控模块控制人体感应传感器和超声波模块对垃圾桶周围进行检测，当人体红外传感器检测到有人并且超声波模块检测到与垃圾桶的距离在设定的范围内时，人们即可通过语音识别模块输入关键词，语音识别模块识别关键词后上传至单片机，并播报检测出的垃圾属于哪一类。单片机通过控制舵机执行模块控制相对应的垃圾桶完成开盖、关盖等操作。如图1所示为智能垃圾分类处理装置的总体流程。

图1 智能垃圾分类处理装置总体流程

1.2 垃圾处理系统

日常的生活垃圾种类繁多，通过人工的方式进行分类投放在一定程度上会加大人们的生活压力，并且准确度不是很高。另外，一些比较难处理的垃圾，大多数人并不清楚它们的种类；对于一些有害垃圾，如电池、废弃金属等，居民也并不清楚如何处理[8-10]。本文设计的智能化垃圾分类处理装置，可智能化地进行垃圾分类回收，减少了人工成本，提高了分类准确度。

垃圾堆积存放后会产生一些气味，还会引来一些蝇虫。对此，通过在装置内添加一层吸附层来吸附这些物质；并且装置内会定时投放消毒水，尽可能避免蝇虫生成。

为了让使用者清楚地知道装置内存放的垃圾含量，将会通过报警的方式提醒使用者。若投放量已达储存极限，装置会发出报警，提醒使用者，并清理装置内分类打包好的垃圾。

日常生活垃圾可能会有一定的湿度，如一些厨余垃圾，这时单单靠吸附设计来吸附这些气味是远远不够的，为此在装置内添加了渗透过滤的功能。通过渗透过滤，将垃圾中的液体提取出来，再通过相应的管道排出。

1.3 装置系统设计

智能垃圾分类处理装置的系统设计主要包括语音识别和垃圾分类化处理两大目标的设计，进而实现人机交互的场景，便于人们的日常生活。单片机通过控制语音识别模块进行语音播报，进而控制不同种类垃圾桶盖的开与关，并且分类处理需要丢弃到垃圾桶内垃圾的种类。

语音识别模块首先是对垃圾桶周围有无人经过和垃圾与垃圾桶的距离进行超声波检测，当有人经过且在超声波模块所设定的范围内，即可触发语音识别模块。人们说出关键词，语音模块即可对预先设定的关键词进行判断、识别和处理，然后打开相应不同种类的垃圾桶盖。如图2所示为语音识别和垃圾分类处理的系统流程。

图2 语音识别和垃圾分类处理的系统流程

当语音识别模块播报所投放的垃圾种类时，立即打开相对应的垃圾桶盖。单片机控制舵机旋转一定的角度，将舵机合理地安装在垃圾桶盖上即可实现舵机旋转，垃圾桶盖转过一定的角度并停留，等待使用者扔完垃圾后，通过单片机控制关闭垃圾桶盖。

2 创新点及推广应用

本文设计的垃圾箱设备内设有气压传动回路和剪切机构，以实现自动套袋的功能；采用语音识别模块，实现人机互动，使装置更具人性化；在垃圾桶内部加入电控模块，以便更好地对垃圾桶进行智能管理和远程操作；采用新型剪切机构，对可连续垃圾袋进行剪切封口，使之更安全、更卫生；针对垃圾箱开口，则采用不完全齿轮设计，以达到开盖动作流畅、温和；同时，有机结合家庭物联网，实现人与垃圾桶之间的交互，让使用者更好地了解垃圾桶的使用情况，并且在使用中提升人们的环保意识与垃圾分类意识。最后，通过智能语音，实现人机交互，以声音识别功能实现对垃圾桶标志的识别。

通过本文对智能垃圾分类处理装置的研究，将全面提高垃圾分类效率，为人们合理处理垃圾提供便利。智能垃圾分类处理装置智能化程度高、易操作，大大减轻了人力物力方面的负担，很大程度上提高了工作效率；还可以识别多种类型的垃圾，应用范围广，分类更加准确；当装置分类完成后能够立即进行下一步处理，简单快捷、更加人性化，符合现代人的生活需要。

3 结 语

随着人们生活水平的日益提高，所产生的垃圾越来越多，如果通过寻常的方法来处理这些垃圾，则人力物力方面都有一定损耗。本文在智能家居基础上，设计智能化的垃圾分类处理装置，主要由芯片控制中心模块、信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部分组成。所设计的智能化垃圾处理装置简单便捷，使得垃圾分类更加准确，资源得到更好的回收和利用，减轻了人们的生活压力。