一種智能垃圾回收桶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能分類垃圾回收桶。該智能分類垃圾回收桶具備封閉式垃圾入口門擋，能夠識別會員身份的RFID卡或者條形碼，自動開閉回收桶門擋；另外垃圾桶實時與中心系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，能按照垃圾重量即時給予會員積分轉(zhuǎn)換錄入；在垃圾桶容量達到上限前還會自動通知中心系統(tǒng)應(yīng)派回收車進行垃圾桶清理。該智能分類垃圾回收桶屬于環(huán)保領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。智能垃圾分類回收桶主要由六部分組成，分別是身份識別模塊、垃圾稱量模塊、垃圾桶容量檢測模塊、顯示與輸入輸出模塊、無線上網(wǎng)模塊，以及能源供應(yīng)模塊。其良好的人機交互界面和體驗，以及實時聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)控，使得分類垃圾回收變得有序、便捷。
【專利說明】一種智能垃圾回收桶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能垃圾回收桶，特別是基于會員制管理和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的垃圾桶。
【背景技術(shù)】
[0002]我國作為資源消費大國，但資源的再生利用卻做得很不理想，同時每年產(chǎn)生約1.6億噸城市生活垃圾，一般城市處理仍為原始的混合收集、混合清運方式，并沒有做到分類收集、清運，資源再生利用率低。我國處理回收垃圾沒有一個完善有效的回收體系，人們對于垃圾分類回收的意識非常淡薄。以至于全國每年在垃圾中扔掉的可再生資源價值就高達400億元，垃圾分類回收是很有必要的。
[0003]垃圾分類回收是世界范圍最科學最環(huán)保的人工垃圾處理方式。隨著我國政府對垃圾的分類回收重視程度越來越高，人們對垃圾分類回收的意識逐漸增強，我們也趁此潮流建立完善的垃圾分類回收體系，不斷改進垃圾分類回收的技術(shù)。
[0004]基于會員制的垃圾分類回收系統(tǒng)不斷增強了人們的環(huán)保意識，日常垃圾進行分類投放的習慣逐漸養(yǎng)成，因此除了間斷性的專場回收，需要一個有別于普通垃圾桶的分類垃圾智能回收桶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于會員制管理的智能垃圾回收桶。該智能垃圾回收桶具備封閉式垃圾入口門擋，僅接受來自會員的已分類可回收垃圾；投放垃圾時，智能垃圾分類回收桶能夠識別會員身份的RFID卡或者條形碼，并自動開啟回收桶門擋，投放垃圾完畢自動關(guān)閉；另外垃圾桶實時與中心系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，能夠即時給予會員積分轉(zhuǎn)換錄入，積分則由會員投放的可回收垃圾重量按照一定比例轉(zhuǎn)換；在垃圾桶容量達到上限前還會自動通知中心系統(tǒng)應(yīng)派回收車進行垃圾桶清理。
[0006]智能垃圾分類回收桶最重要部分為身份識別模塊，此外還可以包括垃圾稱重模塊、垃圾桶容量檢測模塊、顯示與輸入輸出模塊、無線上網(wǎng)模塊，或能源供應(yīng)模塊等。
[0007]身份識別模塊:包括RFID讀寫器以及圖形一維碼、二維碼識別裝置，還有手動輸入會員號部件。
[0008]垃圾稱量模塊:包括位于桶底的壓應(yīng)變片，能夠識別稱量每次新增的重量，即每個用戶的垃圾投放重量，由主控板記錄并上傳到中心系統(tǒng)。
[0009]垃圾桶容量檢測模塊:包括至少一個位置傳感器，檢測垃圾桶內(nèi)垃圾的容量，自頂向下，判斷桶內(nèi)剩余空間，定時反饋。能夠在垃圾桶裝滿之前清空。位置傳感器可采用超聲波傳感器或紅外線傳感器。
[0010]顯示與輸入輸出模塊:包括液晶顯示器和觸摸屏以及條碼回執(zhí)打印裝置，用于顯示用戶積分情況以及環(huán)保資訊，并可以手動輸入會員號進行查詢；垃圾投放后，還可以打印積分回執(zhí)。[0011]無線上網(wǎng)模塊:利用3G網(wǎng)絡(luò)，實時與中心系統(tǒng)對接，
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明垃圾桶示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明回收實施圖；
[0014]圖3為本發(fā)明垃圾桶的門檔示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)功能框圖；
[0016]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，智能垃圾桶的主要結(jié)構(gòu)包括:1)桶身；2)入口開閉裝置；3)觸摸顯示屏；4)主控機；5)無線通訊模塊；6) IC卡讀卡模塊；7) 二維碼打印機；8)超聲波傳感器；9)電源；10)太陽能電池板；11)內(nèi)桶；12)稱重裝置。
[0018]射頻感應(yīng)RFID卡具有防水、非接觸、永久性保存、安全性好等優(yōu)點，利用RFID卡標識用戶身份，并以此作為分類垃圾回收的依據(jù)和積分的載體；可回收垃圾在沒有人工參與的情況下，以重量作為計量積分標準具有通用性，因此智能可回收垃圾桶設(shè)計了自動稱重，可即時給用戶錄入積分；垃圾桶作為存儲主體，及時清理是后續(xù)使用的保障，可用容量檢測且實時上報，使管理人員方便地調(diào)整收運時間和策略。
[0019]垃圾桶的入口開閉裝置2是一個機械齒輪傳動裝置，能根據(jù)主控機4的指令打開或閉合垃圾桶入口 ；觸摸顯示屏3是用戶操作的接口，在顯示屏上可以顯示用戶的操作界面；主控機4連接著入口開閉裝置2、觸摸顯示屏3、無線通訊模塊5、讀卡器6、二維碼打印機7、超聲波傳感器8、稱重裝置12，它是整個智能垃圾桶的核心控制部分，會根據(jù)用戶操作輸入和智能垃圾桶自身狀況向各個部分發(fā)出相應(yīng)指令；無線通訊模塊負責將智能垃圾桶通過無線互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器聯(lián)系起來，接收來自服務(wù)器的信息并將自身收集到的信息發(fā)送往服務(wù)器；IC卡讀卡模塊6可以讀取用戶的IC卡,將IC卡的身份認證信息發(fā)送給主控機4 ;二維碼打印機7在主控機4的控制下，可以打印出與用戶身份信息匹配的二維條碼；安裝在內(nèi)桶11頂端的超聲波傳感器8用于探測桶內(nèi)垃圾容量的實時高度，該可用容量信息定時發(fā)送給主控機4 ;電源9和太陽能電池板10以及蓄電池相連，向整個智能垃圾桶的各個部件提供電力或者續(xù)充電力；稱重裝置12將垃圾桶內(nèi)的重量變化實時傳輸給主控機4。
[0020]以下詳細說明幾個主要部分的實施方案，但實現(xiàn)技術(shù)和方式不限于該具體方案案例，會在每個部分有具體說明。
[0021](I)入口開閉裝置
[0022]圖3說明了入口開閉裝置的一個【具體實施方式】，其中擋板18的末端連接有轉(zhuǎn)軸19，轉(zhuǎn)軸19由齒輪連接到電機21。電機21通過控制電路與主控器4和電源9連接。正常情況下，電機21鎖死，從而讓擋板18無法打開。當主控器4發(fā)出入口打開信號時，電機21轉(zhuǎn)動指定圈數(shù)，帶動轉(zhuǎn)軸19逆向轉(zhuǎn)動，從而旋轉(zhuǎn)向上打開擋板，允許垃圾放入內(nèi)桶。當主控器4發(fā)送關(guān)閉指令時，電機控制器指揮電機21逆向轉(zhuǎn)動同樣圈數(shù)，通過反方向的傳動讓擋板18關(guān)閉回到原位，然后切斷電機21的電源，將其鎖死并重新回到待機狀態(tài)。
[0023](2)主控機及控制邏輯[0024]主控機4及觸摸屏3為一體設(shè)計。在此實施例中采用Android操作系統(tǒng)實現(xiàn)其操作界面和控制邏輯(但不限于該操作系統(tǒng)，可選系統(tǒng)包括Windows CE, Linux和Windows8等)。圖4描述了主控機和各個外部傳感器與器件的連接關(guān)系，圖5描述了整個軟硬件系統(tǒng)的控制邏輯流程。
[0025]如圖4所示，主控機是整個自動控制系統(tǒng)中的核心模塊，該主控機采用基于ARM9內(nèi)核的處理器，運行Android操作系統(tǒng)，支持聲音、圖片、視頻、無線通訊等功能，將多媒體應(yīng)用、無線通訊和自動控制有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)了智能垃圾桶的人機交互和內(nèi)部垃圾管理功能。主控機由工控主板和工控底板組成，工控底板通過USB接口或RS232接口與智能垃圾桶內(nèi)的其他外圍設(shè)備連接，和位于工控主板上的ARM9內(nèi)核進行通訊，達到控制這些外圍設(shè)備完成智能垃圾桶功能的目的。
[0026](3)外部設(shè)備介紹
[0027]觸摸顯示屏3采用液晶LCD，通過扁平帶線與ARM9相連，觸摸屏采用電容觸摸或者5線制電阻觸摸。
[0028]無線通訊模塊5采用HUAWEI模塊MU509無線3G數(shù)據(jù)通訊模塊，通過UART接口與主控板的工控底板連接。
[0029]IC卡讀卡模塊6采用非接觸式IC卡讀寫器，可以讀寫Ml、ML、Ultralight及其兼容的IC卡，通過RS232接口與ARM9主控板的工控底板相連。
[0030]二維碼打印機7采用200DPI以上分辨率的標簽條碼打印機，通過RS232接口與主控板的工控底板連接。主控模塊根據(jù)用戶身份生成對應(yīng)二維碼，控制二維碼打印機每次打印一張條碼。
[0031]超聲波傳感器8采用反射式收發(fā)器，通過調(diào)制與放大解調(diào)電路與主控板的工控底板連接。超聲波傳感器發(fā)出的超聲波遇到障礙(垃圾袋)時會反射回來，通過接收計算時間差得到探頭與障礙距離，由主控模塊換算出桶內(nèi)垃圾到達的高度。
[0032]稱重裝置12采用壓應(yīng)變式傳感器，量程50kg，精度25g ;通過AD轉(zhuǎn)換器加以細分，可精確到10g。稱重傳感器位于內(nèi)桶下方，既可以稱出每次垃圾的增重，又可以實時監(jiān)測總重量，防止過載。
[0033]圖2顯示了智能垃圾桶的實施方式:其中包括13)用戶IC卡、14)袋裝垃圾、15)收運車輛、16) 二維碼掃描終端、17)信息服務(wù)器等幾個部分。
[0034]下面結(jié)合圖1、圖2和圖5說明智能垃圾桶的工作流程:用戶在智能垃圾桶前首先進行身份驗證，驗證方式包括使用用戶IC卡在IC卡讀卡模塊6處刷卡，或者直接在觸摸顯示屏3輸入用戶名和密碼。身份驗證信息(IC卡號或用戶名密碼組)通過主控機4和無線通訊模塊5發(fā)送到信息服務(wù)器17進行驗證，如果通過驗證，則觸摸顯示屏3上會顯示后續(xù)操作提示。用戶選取“投放垃圾”選項，二維碼打印機7會打印出一張與該用戶身份關(guān)聯(lián)的二維條碼，同時桶身I上的入口開閉裝置2會控制打開桶身入口。用戶將二維條碼粘貼到袋裝垃圾14上，將垃圾袋投入垃圾桶，垃圾桶內(nèi)的稱重裝置12會計算出桶內(nèi)垃圾的重量變化，將變化值發(fā)送給主控機4。主控機4會將本次投放垃圾的用戶身份、投放時間、投放位置和垃圾重量數(shù)據(jù)一起發(fā)送到信息服務(wù)器17進行記錄。當超聲波傳感器8檢測到智能垃圾桶內(nèi)的垃圾達到一定高度，主控機4會產(chǎn)生收運請求，通過無線通訊模塊5發(fā)送給信息服務(wù)器17。信息服務(wù)器會匯總所有垃圾桶的收運請求，根據(jù)收運車輛15的位置規(guī)劃制定收運線路，實時的通知收運車輛15，從而形成一個動態(tài)物流規(guī)劃收運管理體系，達到最高的收運效率。
[0035]由圖5詳細說明實現(xiàn)的邏輯流程:在正常工作情況下，智能垃圾桶處于待機狀態(tài)，主控機4控制觸摸屏3顯示特定的歡迎畫面或視頻。當用戶在智能垃圾桶的IC卡讀卡區(qū)域掃描IC卡時，IC卡讀卡模塊6讀取IC卡中第I扇區(qū)的用戶身份數(shù)據(jù)和第2扇區(qū)中根據(jù)此身份數(shù)據(jù)加密計算得到的校驗數(shù)據(jù)，由主控機4先做一次本地身份認證，確認用戶所刷的IC卡是智能垃圾桶系統(tǒng)內(nèi)的合法卡片，然后將IC卡身份數(shù)據(jù)發(fā)送到信息服務(wù)器17，根據(jù)該身份數(shù)據(jù)獲取此用戶相關(guān)的二維碼、積分等信息，并相應(yīng)顯示在觸摸顯示屏3上。在未滿情況下，用戶如果選擇投放垃圾，主控機4則控制二維碼打印機7打印出一張該用戶特有的二維條碼，然后發(fā)送開門指令給入口開閉裝置2，控制投放口的門板打開。用戶將垃圾丟入垃圾桶后，稱重裝置12會向主控機4報告新的重量，主控機檢測到有重量變化則控制入口開閉裝置2關(guān)閉投放口 ；如果用戶一直沒有投放，則主控機在等待3秒之后，關(guān)閉投放口。接下來智能垃圾桶根據(jù)超聲波傳感器8的狀態(tài)，判斷當前內(nèi)桶可用容量。如果當前內(nèi)桶未滿，則觸摸顯示屏上出現(xiàn)投放垃圾的選項，否則提示桶已滿，并生成一個包含自身垃圾桶位置信息的清運請求，發(fā)送給信息服務(wù)器17。
[0036]用戶在身份認證通過的情況下，除了投放垃圾以外，還可以查看和選擇觸摸顯示屏3上顯示的積分禮品進行積分兌換。主控機4會根據(jù)用戶選擇的禮品類型，顯示相應(yīng)的細節(jié)和兌換選項，如果用戶確認兌換，則主控機4將用戶兌換的請求發(fā)送至信息服務(wù)器17，由服務(wù)器進行自動處理。
[0037]此外，用戶在離開時，可以操作觸摸顯示屏3上的退出選項，將當前登錄進入的個人身份信息取消；如果用戶忘記取消，主控機會在無操作的情況下等待5秒鐘自動退出登錄。
【權(quán)利要求】
1.一種智能垃圾回收桶進行垃圾回收的方法，該方法包括身份識別步驟，用戶進行身份識別驗證，身份數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器進行驗證。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，身份識別步驟還包括通過驗證后，顯示裝置顯示通知用戶的信息和/或相應(yīng)用戶的積分，輸出設(shè)備打印標簽條碼，垃圾桶門打開用戶進行垃圾投放。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，用戶可以根據(jù)顯示裝置顯示的用戶積分兌換相應(yīng)的物品。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括垃圾稱重步驟，稱出用戶每次投放垃圾的重量，以及垃圾桶內(nèi)垃圾的總重量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括垃圾桶容量檢測步驟，當檢測到垃圾桶內(nèi)的垃圾達到一定高度或垃圾桶內(nèi)的垃圾達到一定重量時，主控機向服務(wù)器發(fā)出收運請求。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，該方法還包括服務(wù)器匯總有效范圍內(nèi)所有垃圾桶的收運請求，根據(jù)收運車輛的位置規(guī)劃制定最優(yōu)收運路線。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法中的垃圾桶包括無線上網(wǎng)模塊，該模塊利用網(wǎng)絡(luò)與中心系統(tǒng)信息通訊。
【文檔編號】B65F1/00GK103569551SQ201310053659
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月20日
【發(fā)明者】鄭皓元, 汪劍超 申請人:鄭皓元, 汪劍超