陳丹妮 郭玉青 蒙澤亮 翟少東

摘 要：本設(shè)計(jì)針對(duì)目前城市垃圾處理存在的諸多弊端，設(shè)計(jì)一款以垃圾分類和回收利用為宗旨，將互聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的智能分類垃圾桶。此智能分類垃圾桶能夠快捷精準(zhǔn)地進(jìn)行垃圾分類，區(qū)別于傳統(tǒng)分類垃圾桶，以及市面上有的功能單一的智能垃圾桶，就是在技術(shù)方面運(yùn)用人工智能技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，解決垃圾分類問題，提高垃圾分類工作效率。同時(shí)也為有價(jià)值的垃圾提供二次利用的機(jī)會(huì)，減少資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，從而達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的目的。

關(guān)鍵詞：智能分類垃圾桶;人工智能;互聯(lián)網(wǎng)

1 智能分類垃圾桶的研究背景及意義

隨著人們物質(zhì)生活需求的提高，產(chǎn)生的垃圾越來越多，而垃圾的處理存在諸多弊端，傳統(tǒng)處理方式是填和焚燒處理，垃圾填埋的費(fèi)用是昂貴的，處理一噸垃圾的費(fèi)用大約在200至300元之間，僅僅北京市日產(chǎn)垃圾就有12000噸，目前面積在36平方以上的垃圾堆在北京五環(huán)路以內(nèi)有七百多處，占地五百多萬平方米，每年以3%-5%的速度增加。顯而易見，填埋并不可取，而另一種垃處理方法就是焚燒，經(jīng)過高溫焚化后的垃圾雖然不會(huì)占用大量的土地，但它不僅投資驚人，而且會(huì)增加二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。二惡英這一無色無味，毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)就是焚燒后產(chǎn)生的主要?dú)怏w成分之一。無論填埋還是焚燒都是對(duì)資源無謂的浪費(fèi)，不僅費(fèi)用昂貴，而且回收利用率差，還污染環(huán)境，垃圾圍城也不少見，給人們的生活也帶來了極大的麻煩。對(duì)此中央雖然提出了垃圾分類的政策，但是往往流于表面，效果也不是很好。針對(duì)這一現(xiàn)象，我們想推出智能分類垃圾桶來改善目前現(xiàn)狀。即回收可利用垃圾，順帶處理不可回收垃圾。我們的智能垃圾分類垃圾桶具有分選技術(shù)，資源回收后有加工廠，一個(gè)完整的鏈條形成，簡(jiǎn)化配置會(huì)留下智能物體檢測(cè)，滿溢報(bào)警，溫度，電池供電，數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)燃梢惑w足以滿足日常需要，且安裝對(duì)技術(shù)要求不高，更能直接在現(xiàn)有環(huán)衛(wèi)垃圾桶上簡(jiǎn)單安裝，后期運(yùn)營(yíng)照舊。設(shè)備智能，成本低，價(jià)格優(yōu)惠，更能在現(xiàn)有設(shè)備上改造升級(jí)，有普及的希望。其實(shí)細(xì)算一下，垃圾分類是由政府推廣，一線城市，二線城市，街道和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，基數(shù)之大，從成本上，智能回收垃圾箱需要整體地?fù)Q顯然不現(xiàn)實(shí)， 智能垃圾處理垃圾桶集成裝置實(shí)時(shí)地通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)垃圾進(jìn)行處理和回收利用反倒會(huì)更貼近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來說 ，垃圾分類從上世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始，這使得當(dāng)?shù)氐睦幚砑夹g(shù)比較先進(jìn)，發(fā)達(dá)國(guó)家通過垃圾桶的顏色來進(jìn)行垃圾分類，不過復(fù)雜程度可想而知，智能分類垃圾桶以較小的成本將這些垃圾最大限度地進(jìn)行回收而后轉(zhuǎn)化為新能源，能讓這些垃圾得到有效的處理，這樣能減少對(duì)土壤的危害性，同時(shí)還能防止污染空氣的現(xiàn)象，本文對(duì)自動(dòng)化流水線處理垃圾做了詳細(xì)的闡述。

2 智能分類垃圾桶的總體結(jié)構(gòu)

本產(chǎn)品主要是基于人工智能和云服務(wù)技術(shù)，由電機(jī)、嗅覺傳感器、單片機(jī)和紅外對(duì)射模塊等部分組成?？梢宰孕信袛嗬N類并進(jìn)行對(duì)應(yīng)分類從而進(jìn)行保存和處理，主要可以實(shí)現(xiàn)垃圾類型識(shí)別和自主分類，輔助功能有火災(zāi)報(bào)警、滿箱提示、定位功能、簡(jiǎn)單地與客戶進(jìn)行語音對(duì)話提示用戶操作步驟。智能分類垃圾桶的總體結(jié)構(gòu)及材質(zhì)簡(jiǎn)單介紹如下。

（1）品名：智能分類垃圾桶。

（2）規(guī)格：大型（1400*650*1600mm），中型（1000*400*1200mm），小型家用（800*200*1000mm）。

（3）內(nèi)桶總?cè)萘浚捍笮停?00L），中型（100L），小型（50L）。

（4）材質(zhì)：桶體以及上蓋組件采用厚度1mm優(yōu)質(zhì)電鍍鋅板制作，局部采用1.2mm鍍鋅板，上蓋后板裝有透氣散熱裝置及散熱風(fēng)扇，能夠更好地保護(hù)內(nèi)部電器元件，提高壽命。

（5）表面處理：外部箱整體采用戶外塑粉靜電噴涂，其工藝特點(diǎn)表現(xiàn)為較高的戶外適應(yīng)性，表面涂層堅(jiān)固，不易脫落，抗紫外線以及耐候性強(qiáng)。

（6）內(nèi)桶：內(nèi)桶采用聚乙烯材料制成，市場(chǎng)通用性強(qiáng)，具有較好的耐酸，耐堿，耐腐蝕性等性能，同時(shí)內(nèi)桶可與垃圾清運(yùn)車配套，清理過程輕松、方便、快捷。

（7）粉碎處理器：通過小型直流或交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀盤利用離心力將粉碎腔內(nèi)的食物粉碎后排入下水道。粉碎腔具有過濾作用，自動(dòng)攔截食物固體顆粒，刀盤設(shè)有6個(gè)360度回轉(zhuǎn)的沖擊頭，沒有刀刃，安全，耐用，免維護(hù)粉碎后的垃圾顆粒直徑小于兩毫米，不會(huì)阻塞下水道和排水管。

（8）壓縮處理器：甩干壓縮處理器：通過物體壓縮和化學(xué)壓縮，將垃圾壓縮成塊狀，方便儲(chǔ)存和后續(xù)清理。

（9）智能垃圾投遞裝置：用戶將垃圾投遞完畢后，產(chǎn)品自動(dòng)續(xù)重，利用人工智能AI嗅覺識(shí)別和物體識(shí)別技術(shù)將垃圾分離出不可回收垃圾后，對(duì)可回收垃圾進(jìn)行稱重，通過線上APP語音提示垃圾總重量，可回收垃圾總重量，計(jì)算可回收率，并且及時(shí)反饋到平臺(tái)，方便做調(diào)查統(tǒng)計(jì)，用戶可憑借此數(shù)據(jù)在線上APP兌換積分，當(dāng)積分達(dá)到一定限額后，可按照一定的比例給用戶提現(xiàn)至微信。

（10）防水設(shè)計(jì)，產(chǎn)品電器件安裝處設(shè)有密封膠條，防水效果更好，壽命更長(zhǎng)，可在戶外使用。

3 智能分類垃圾桶的操作流程

智能垃圾桶的操作流程如圖1所示。

智能垃圾桶使用起來非常簡(jiǎn)單，當(dāng)垃圾桶的感應(yīng)范圍內(nèi)出現(xiàn)人的時(shí)候，垃圾桶會(huì)發(fā)出“您好，請(qǐng)將垃圾交給我吧！”的提示，用戶只需要將垃圾投放其中，智能分類垃圾桶會(huì)自動(dòng)稱重，接下來垃圾桶便會(huì)運(yùn)用A.I.嗅覺分辨技術(shù)和物體識(shí)別技術(shù)分辨出投入垃圾的類型。首先分離出瓜果、皮核、雜草、塵土等不可回收垃圾，粉碎處理器會(huì)將不可回收垃圾研磨，通過小型交流或直流驅(qū)動(dòng)刀盤利用離心力將粉碎腔內(nèi)的食物粉碎后排入下水道粉碎腔具有過濾作用自動(dòng)攔截食物固體顆粒，不會(huì)堵塞下水道。刀盤設(shè)有6個(gè)360度旋轉(zhuǎn)刀頭，粉碎后與水混合成液態(tài)水直沖入下水道，再分離出紙類、廚余類（剩菜，剩飯，菜根菜葉等）、玻璃類、金屬類、塑料類、紡織品、橡膠、木制品等可回收垃圾，甩干壓縮處理器，再對(duì)可回收垃圾進(jìn)行稱重以及分類處理，將食物垃圾水與固態(tài)物質(zhì)分離后從水盆下排走水分，留下固態(tài)物質(zhì)壓縮成塊狀方便保存及處理，以節(jié)省空間隔離異味。最后剩下的就是有害垃圾了，如化學(xué)試劑、化學(xué)藥品、膠片等，同樣進(jìn)行壓縮分裝處理，整個(gè)垃圾處理流程到此結(jié)束。