阅读说明：本技术 基于物联网的垃圾分类回收系统 (Garbage classification and recovery system based on Internet of things ) 是由 白小燕 于 2020-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及智能垃圾分类技术领域,具体涉及一种基于物联网的垃圾分类回收系统,包括服务器和若干智能垃圾桶,所述智能垃圾桶与服务器远程通信连接,所述智能垃圾桶包括：垃圾投料口,多个用于存储不同类别垃圾的子垃圾存储箱,用于获取所投料的垃圾图像的摄像头,及用于将不同种类的垃圾引导至对应子垃圾存储箱内的垃圾分拣执行机构；还包括智能手环,所述智能手环包括电子标签,所述智能垃圾桶还包括：电子标签识别模块、照明控制模块、图像识别模块、显示模块、垃圾分拣执行控制模块和积分奖励模块。本发明解决在垃圾分类前期由于还没有养成分类倾倒垃圾的习惯,导致垃圾分类费时费力且效率不高的问题。(The invention relates to the technical field of intelligent garbage classification, in particular to a garbage classification and recovery system based on the Internet of things, which comprises a server and a plurality of intelligent garbage cans, wherein the intelligent garbage cans are in remote communication connection with the server, and each intelligent garbage can comprises: the garbage sorting system comprises a garbage feeding port, a plurality of sub-garbage storage boxes for storing different types of garbage, a camera for acquiring fed garbage images, and a garbage sorting actuating mechanism for guiding different types of garbage to the corresponding sub-garbage storage boxes; still include intelligent bracelet, intelligent bracelet includes electronic tags, intelligent garbage bin still includes: the system comprises an electronic tag identification module, an illumination control module, an image identification module, a display module, a garbage sorting execution control module and an integral rewarding module. The invention solves the problems that the waste classification wastes time and labor and has low efficiency because the habit of classifying and dumping the waste is not developed in the early stage of the waste classification.)

基于物联网的垃圾分类回收系统

技术领域

本发明涉及智能垃圾分类技术领域，具体涉及一种基于物联网的垃圾分类回收系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市人口的增加和居民生活水平的提高，使得城市生活垃圾的产生量急剧增加，成为严重的社会问题。城市垃圾不仅占用大量土地，影响城市景观，而且还对环境造成了不可恢复的破坏；例如垃圾渗滤液对水体造成污染，焚烧产生大量有害气体，污染大气环境，填埋后产生的气体中若包含可燃性气体则成会造成火灾隐患；垃圾场产生大量有害生物，威胁人们的身体健康。虽然目前已颁布相关法律来保障垃圾的有效分类处理，维护生态安全，提高资源利用效率，促进经济社会可持续发展。但是随着垃圾分类政策的实施，垃圾分类在前期给居民带来了巨大困扰，主要原因在于居民不能清楚的确定各种垃圾的种类。因此，在目前垃圾分类的政策形势下，如何快速准确的进行垃圾分类成为了当前较为人们生活面临的迫切问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的垃圾分类回收系统，解决在垃圾分类前期由于还没有养成分类倾倒垃圾的习惯，自行摸索垃圾分类导致费时费力且效率不高的问题。

为了达到上述目的，提供了一种基于物联网的垃圾分类回收系统，包括服务器和若干智能垃圾桶，所述智能垃圾桶与服务器远程通信连接，所述智能垃圾桶包括：垃圾投料口，多个用于存储不同类别垃圾的子垃圾存储箱，用于获取所投料的垃圾图像的摄像头，及用于将不同种类的垃圾引导至对应子垃圾存储箱内的垃圾分拣执行机构；

还包括智能手环，所述智能手环包括电子标签，所述智能垃圾桶还包括：

电子标签识别模块：用于在智能手环接近智能垃圾桶的垃圾投料口时，对电子标签进行识别；

照明控制模块：用于在智能手环的电子标签识别通过时，控制设置的LED灯开启；

图像识别模块：用于识别摄像头采集的垃圾图像中的垃圾种类；

显示模块：用于将摄像头采集的垃圾图像和图像识别模块识别的垃圾种类显示在设置的显示屏上，还用于显示垃圾分类选择；

垃圾分拣执行控制模块：用于获取垃圾分类选择的选择结果，并将选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类进行对比分析，若选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类相同，则生成垃圾分类正确信号；若选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类不同，则生成垃圾分类错误信号，还用于控制垃圾分拣执行机构将垃圾根据图像识别模块识别的垃圾种类，引导至对应子垃圾存储箱内；

积分奖励模块：用于在获取到垃圾分类正确信号时，生成奖励积分并保存在智能手环的电子标签中；用于在获取到垃圾分类错误信号时，生成惩罚积分，并根据惩罚积分对保存在智能手环的电子标签中的积分进行扣除。

原理及优点：

1.智能手环、电子标签、照明控制模块和电子标签识别模块的设置，当穿戴智能手环的用户接近智能垃圾桶时，智能垃圾桶上电子标签识别模块能够感应到智能手环中的电子标签，得知用户要扔垃圾到智能垃圾桶中，然后通过照明控制模块启动LED灯开启，使得在夜晚或阴雨天等光线条件不良的情况下，保证摄像头能够清晰的采集到用户扔入智能垃圾中的垃圾，从而便于提高后续垃圾识别的准确率。

2.显示模块的设置，显示模块可以将摄像头采集的垃圾图像和图像识别模块识别的垃圾种类显示在设置的显示屏上，方便用户查看当前所要扔掉垃圾的垃圾种类，垃圾种类可以为可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾等。从而方便让用户学习垃圾的分类。显示模块还可以显示垃圾分类选择，例如显示的垃圾分类选择可以包括可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾等选项，方便用户实际操作垃圾分类，从而实现理论与实际相结合来进一步提高垃圾分类的学习效果。

3.垃圾分拣执行控制模块和积分奖励模块的设置，显示模块上给出了用户当前所要扔掉垃圾的垃圾种类，若用户的选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类相同，则说明用户已学习了解到当前所要扔掉垃圾的分类，积分奖励模块生成奖励积分并保存在智能手环的电子标签中，若用户的选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类不同，则说明用户没看显示器，只是胡乱选择，积分奖励模块生成惩罚积分，并根据惩罚积分对保存在智能手环的电子标签中的积分进行扣除。积分可用于兑换奖品，便于提高用户对垃圾分类的积极性，从而便于用户在垃圾分类前期就养成分类倾倒垃圾的习惯，避免用户在垃圾分类时自行摸索，导致垃圾分类费时费力且效率不高的问题。

进一步，所述智能垃圾桶还包括：

通信模块：用于与服务器远程通信连接；

红外感应模块：用于放置在智能垃圾桶侧壁并检测垃圾存量；

状态感应模块：用于在检测到垃圾存量达预设的满状态阈值时，通过通信模块向服务器发送智能垃圾桶已满的满状态信息。

红外感应模块和状态感应模块的设置，便于检测智能垃圾桶的状态信息，从而方便服务器的工作人员安排清洁人员及时进行清洁。

进一步，所述智能垃圾桶还包括：

语音提示模块：用于在获取到垃圾分类正确信号时，发出垃圾分类正确语音提示；用于在获取到垃圾分类错误信号时，发出垃圾分类错误语音提示；还用于在状态感应模块检测到垃圾存量达预设的满状态阈值，且电子标签识别模块检测到电子标签时，发出垃圾桶已满语音提示。

语音提示模块的设置，通过语音提示垃圾分类结果的方式，便于用户结合显示模块进一步了解垃圾分类的结果，从而提高垃圾分类的学习效果。语音提示模块还可以在状态感应模块检测到垃圾存量达预设的满状态阈值，且电子标签识别模块检测到电子标签时，发出垃圾桶已满语音提示，避免智能垃圾桶满了之后，还有用户往智能垃圾桶扔垃圾，导致垃圾溢出，影响城市景观。

进一步，所述智能垃圾桶还包括：

状态提示模块：用于在状态感应模块向服务器发送智能垃圾桶已满的满状态信息时，通过智能垃圾桶外部设置的LED指示灯进行状态提示。

状态提示模块的设置，通过LED指示灯和语音提示模块的结合，便于进一步提高智能垃圾桶已满的提示效果，避免用户继续往智能垃圾桶扔垃圾，导致垃圾溢出，从而影响城市景观。

进一步，所述智能垃圾桶还包括：

GPS定位模块：用于采集智能垃圾桶的定位信息；

统计模块：用于统计并记录投入智能垃圾桶中垃圾的类别及数量，生成统计信息；

通信模块：用于将定位信息和统计信息发送给服务器。

GPS定位模块和统计模块的设置，便于服务器的工作人员了解智能垃圾桶的乐基装载情况和分布情况，从而为后续的垃圾清理做好数据支持。

进一步，所述服务器还包括：

地图分布模块：用于根据智能垃圾桶的定位信息和预设的地图信息生成智能垃圾桶的地图分布信息。

垃圾回收模块：用于根据状态感应模块和地图分布模块对各个智能垃圾桶进行数据处理分析，分析计算用于及时清理并回收已满智能垃圾桶的清洁人员调度方案。

地图分布模块和垃圾回收模块，通过分析计算的清洁人员调度方案，便于及时清理并回收已满智能垃圾桶。避免用户继续往智能垃圾桶扔垃圾，导致垃圾溢出，从而影响城市景观。

进一步，所述服务器包括：

数据分析模块：用于根据每个智能垃圾桶的定位信息和统计信息，获取各个区域的垃圾特征，并根据垃圾特征分析区域经济特征和消费习惯。

便于根据区域经济特征和消费习惯来对智能垃圾桶的位置分布和体积大小及类型的改进提供数据支持，使得智能垃圾桶利用更为充分。例如位于商业美食街的智能垃圾桶，人力量大，产生的垃圾较多，智能垃圾桶可以分布较为紧密。产生的垃圾主要包括食品包装袋、骨头、剩菜剩饭等，厨余垃圾和其他垃圾的占比较大，因此可以对智能垃圾桶的体积大小及类型进行相应改进，使得子垃圾存储箱能够得到充分利用。

进一步，所述服务器还包括：

规划模块：用于根据数据分析模块的分析结果对智能垃圾桶的投放位置和子垃圾存储箱的大小进行规划。

规划模块的设置，可以使得智能垃圾桶的空间利用更为充分，从而为优化清洁人员调度方案提供数据支持。

附图说明

图1为本发明基于物联网的垃圾分类回收系统实施例的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

一种基于物联网的垃圾分类回收系统，基本如附图1所示：包括服务器、若干智能垃圾桶和智能手环，智能手环包括电子标签，本实施例中，电子标签采用RFID电子芯片。智能垃圾桶与服务器远程通信连接。

本实施例中的智能垃圾桶采用现有的垃圾桶，包括：垃圾投料口，多个用于存储不同类别垃圾的子垃圾存储箱，用于获取所投料的垃圾图像的摄像头，及用于将不同种类的垃圾引导至对应子垃圾存储箱内的垃圾分拣执行机构。子垃圾存储箱包括可回收子垃圾存储箱、厨余子垃圾存储箱、其他子垃圾存储箱和有害子垃圾存储箱，对应垃圾分类的四个种类。垃圾分拣执行机构可以将投入的垃圾根据控制信息将垃圾投入到对应子垃圾存储箱内。本方案不对垃圾分拣执行机构的具体结构进行改进，因此本实施例对垃圾分拣执行机构的具体结构不做赘述。

本实施例的智能垃圾桶与现有的智能垃圾桶不同之处在于，适用于商业街、道路两侧等场景，而非居民楼、办公楼等场景，而且还包括：

通信模块：用于与服务器远程通信连接。

电子标签识别模块：用于设置RFID扫描器，在智能手环接近智能垃圾桶的垃圾投料口时，对电子标签进行识别。

照明控制模块：用于在智能手环的电子标签识别通过时，控制设置的LED灯开启；LED灯靠近摄像头设置，且位于垃圾投料口中。

图像识别模块：用于识别摄像头采集的垃圾图像中的垃圾种类；采用现有的图像识别算法，例如基于机器学习的、训练好且识别精度高的卷积神经网络算法。

显示模块：用于将摄像头采集的垃圾图像和图像识别模块识别的垃圾种类显示在设置的显示屏上。还用于显示垃圾分类选择；垃圾分类选择包括可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾总计四个选项。

垃圾分拣执行控制模块：用于获取用户对于垃圾分类选择的选择结果，并将选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类进行对比分析，若选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类相同，则生成垃圾分类正确信号；若选择结果与图像识别模块识别的垃圾种类不同，则生成垃圾分类错误信号，还用于控制垃圾分拣执行机构将垃圾根据图像识别模块识别的垃圾种类，引导至对应子垃圾存储箱内；用户对于垃圾分类选择的选择结果不影响智能垃圾桶对投入垃圾的分类。

积分奖励模块：用于在获取到垃圾分类正确信号时，生成奖励积分并保存在智能手环的电子标签中；用于在获取到垃圾分类错误信号时，生成惩罚积分，并根据惩罚积分对保存在智能手环的电子标签中的积分进行扣除。还用于将积分同步到服务器。积分可用于兑换奖品，便于提高用户对垃圾分类的积极性，从而便于用户在垃圾分类前期就养成分类倾倒垃圾的习惯，避免用户在垃圾分类时自行摸索，导致垃圾分类费时费力且效率不高的问题。

红外感应模块：用于放置在智能垃圾桶侧壁并检测垃圾存量；

状态感应模块：用于在检测到垃圾存量达预设的满状态阈值时，通过通信模块向服务器发送智能垃圾桶已满的满状态信息。

语音提示模块：用于在获取到垃圾分类正确信号时，发出垃圾分类正确语音提示；用于在获取到垃圾分类错误信号时，发出垃圾分类错误语音提示；还用于在状态感应模块检测到垃圾存量达预设的满状态阈值，且电子标签识别模块检测到电子标签时，发出垃圾桶已满语音提示。

状态提示模块：用于在状态感应模块向服务器发送智能垃圾桶已满的满状态信息时，通过智能垃圾桶外部设置的LED指示灯进行状态提示。例如LED指示灯显示为红灯，表示智能垃圾桶已装满，显示为绿灯，表示智能垃圾桶未装满。方便用户在远处就能了解到智能垃圾桶是否已装满。状态提示模块的设置，通过LED指示灯和语音提示模块的结合，便于进一步提高智能垃圾桶已满的提示效果，避免用户继续往智能垃圾桶扔垃圾，导致垃圾溢出，从而影响城市景观。而且可以结合语音提示模块、积分奖励模块与电子标签识别模块，当智能垃圾桶已满，且电子标签识别模块检测到用户的电子标签时，说明用户没在意智能垃圾桶已满，继续往智能垃圾桶扔垃圾，积分奖励模块生成惩罚积分，并根据惩罚积分对保存在智能手环的电子标签中的积分进行扣除。从而达到避免垃圾溢出的问题。

GPS定位模块：用于采集智能垃圾桶的定位信息；

统计模块：用于统计并记录投入智能垃圾桶中垃圾的类别及数量，生成统计信息；图像识别模块每识别一次，就可统计一次。GPS定位模块和统计模块的设置，便于服务器的工作人员了解智能垃圾桶的乐基装载情况和分布情况，从而为后续的垃圾清理做好数据支持。

通信模块还用于将定位信息和统计信息发送给服务器。

所述服务器包括：

地图分布模块：用于根据智能垃圾桶的定位信息和预设的地图信息生成智能垃圾桶的地图分布信息。

垃圾回收模块：用于根据状态感应模块和地图分布模块对各个智能垃圾桶进行数据处理分析，分析计算用于及时清理并回收已满智能垃圾桶的清洁人员调度方案。

数据分析模块：用于根据每个智能垃圾桶的定位信息和统计信息，获取各个区域的垃圾特征，并根据垃圾特征分析区域经济特征和消费习惯。

规划模块：用于根据数据分析模块的分析结果对智能垃圾桶的投放位置和子垃圾存储箱的大小进行规划。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。