一种智能分类处理垃圾桶及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种智能分类处理垃圾桶及其操作方法，该产品一种智能分类处理垃圾桶，自上而下分别为垃圾投放入口、转动轮、旋转轴、摄像头、第一垃圾外桶、舵机驱动板、舵机、第二垃圾外桶、第一垃圾内桶、第二垃圾内桶，还包括后端管理系统，所述后台管理服务器和主控芯片之间通过无线通讯装置连接，本发明专利技术还提供了一种智能分类处理垃圾桶的操作方法。本发明专利技术在传统垃圾桶的基础上增加垃圾自主分类、卫星定位、容量检测、工单生成、数据分析等功能，能够有效的将投入其中的垃圾进行分类，及时通知工人收取垃圾，并通过数据收集并优化投放方案，以达到资源回收利用和保护环境的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种智能分类处理垃圾桶及其操作方法
本专利技术属于垃圾分类
，涉及一种智能分类处理垃圾桶及其操作方法，具体地说，涉及一种基于计算机自主图像识别的智能分类处理垃圾桶及其操作方法。
技术介绍
随着我国人们生活水平的日益提升和各项消费的增加，所产生的生活垃圾日益增多，据统计，生活垃圾按每年平均0.561%的增速增长，到2018年已到达24000万吨，生活垃圾的处理问题引起了社会越来越强烈的关注。对于垃圾处理方式上，目前我国的垃圾处理主要采用填埋、堆肥和焚烧等方法，其中填埋是最主要的垃圾处理方式，占全部处置的70%以上，其占用上万亩土地，且使土地虫蝇乱飞，污水四溢，臭气熏天，严重地污染环境。而垃圾分类处理通过对垃圾的科学有效管理，可以减少垃圾处理量和处理设备，降低处理成本，减少土地资源的消耗，具有社会、经济、生态三方面的效益。目前87%的垃圾分类是采用人工分类，垃圾人工分类的成本较高，效率较低，管理难度大，技术含量低，这无疑增加垃圾分类成本及实现难度，降低人们对垃圾进行垃圾分类意愿，使之在发展和环保中进退两难。与此同时，垃圾分类试点已经推行了14年，却未见明显实效，垃圾随意堆放或无处堆放，并对生活区域形成围困态势。由于实用性低，占地面积大，需使用者拥有分类意识，故其并未实现全国性普及。垃圾分类（英文名为：Garbageclassification），一般是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用。垃圾在分类储存阶段属于公众的私有品，垃圾经公众分类投放后成为公众所在小区或社区的区域性准公共资源，垃圾分类搬运到垃圾集中点或转运站后成为没有排除性的公共资源。从国内外各城市对生活垃圾分类的方法来看，大致都是根据垃圾的成分、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类的。进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理量和处理设备，降低处理成本，减少土地资源的消耗，具有社会、经济、生态等几方面的效益。长期以来，我国绝大多数城市的垃圾采用废地堆放和简单填埋方式处理，不仅占用大量土地，而且还产生有毒渗沥液和气体，对土壤、地下水和空气造成了严重污染。随着垃圾污染问题的恶化，国内大、中城市越来越重视垃圾分类处理问题，但由于人工成本高，分类类别多，分类质量及效果低，以至于实现难度大。为了克服上述缺陷，相关的现有技术有，专利技术名称：一种全自动垃圾袋打包装置以及智能垃圾桶，申请号:202010198590.9，申请日:2020.03.19，该专利技术公开一种全自动垃圾袋打包装置以及智能垃圾桶，该打包装置包括收拢机构、捆扎机构和分离机构，所述收拢机构包括收拢杆和收拢驱动机构，所述收拢杆包括相互垂直在垃圾袋投放口的两侧的第一收拢杆和第二收拢杆；所述捆扎机构包括捆扎钉、捆扎上料机构和捆扎成型机构；两组捆扎机构的捆扎钉分别位于捆扎工位的两侧，用于对正在装载着垃圾的垃圾袋的上开口进行捆扎的捆扎钉所处的位置低于用于对下一个垃圾袋的下开口进行捆扎的捆扎钉所处的位置；所述分离机构在两个捆扎钉之间将一体的垃圾袋分离。该专利技术采用全新的封口方式，不会受到垃圾袋最终收拢的形态影响，能够获得稳定且合格的封口效果，具有封口质量好，密封性高，不易漏水等优点。虽然上述现有技术能够达到一定的技术效果，但是，该智能垃圾桶成本高、结构复杂且维修困难的问题，并且不具有垃圾分类的功能，现有技术中，急需一种基于计算机自主图像识别的智能分类处理垃圾桶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于计算机自主图像识别的智能分类处理垃圾桶，本专利技术设计的自动分类处理垃圾桶解决分类垃圾桶成本高、结构复杂且维修困难的问题，不需人为操作，减轻了使用者垃圾分类的成本，提升其垃圾分类意愿。该产品由摄像头、机械装置、以及后方数据处理中心组成。在传统垃圾桶的基础上增加垃圾自主分类、卫星定位、容量检测、工单生成、数据分析等功能，能够有效的将投入其中的垃圾进行分类，及时通知工人收取垃圾，并通过数据收集并优化投放方案，以达到资源回收利用和保护环境的目的。其具体技术方案为：一种智能分类处理垃圾桶，自上而下分别为垃圾投放入口1、转动轮2、旋转轴3、摄像头4、第一垃圾外桶5、舵机驱动板6、舵机7、第二垃圾外桶8、第一垃圾内桶9、第二垃圾内桶10，所述第一垃圾内桶9、第二垃圾内桶10通过所述第一垃圾内桶滑槽18、第二垃圾内桶滑槽19滑入所述第二垃圾外桶8上、所述第一垃圾内桶9上有第一垃圾内桶拉杆16所述第二垃圾内桶10上有第二垃圾内桶拉杆17，所述第二垃圾外桶8上还设有树莓派系列芯片11、单片机开发板12、定位模块13、超声波模块14、电源供电系统15，还包括后端管理系统，所述后端管理系统使用了Python3+Django框架+itcha库+ECharts库进行开发，使用itcha库通过微信给工人推送工单，利用ECharts库对数据进行了可视化，所述管理系统主要包含以下几个部分：垃圾容量监测、垃圾类型统计、垃圾桶位置可视化地图、垃圾桶数据统计管理数据图、工单管理，所述后台管理系统和主控芯片之间通过无线通讯装置连接，大致图像处理过程如下：opencv获取图像，当投放垃圾至垃圾桶盖投放入口，落入转动轮2上时。由位于旋转轮盘旁的摄像头4拍照并由垃圾桶外壳内测的树莓派系列芯片11的内置网络模块把图像数据上传至网络的图像识别服务器，由图像识别器返回识别结果，再通过树莓派系列芯片与垃圾分类数据库中分好的类型进行比对，确定垃圾类型，并发送相关信息给单片机开发板，再由所述单片机开发板输出角度信息给舵机驱动板由所述舵机驱动板驱动所述舵机7、旋转轴3、转动轮2组成的旋转装置，使所述转动轮2正反旋转，使垃圾落入指定垃圾桶内。当垃圾内桶装满时，位于内桶两侧上方的所述超声波模块14监测到垃圾桶已满，就会发送信息给单片机开发板，由单片机开发板输出信号给树莓派系列芯片，再由树莓派芯片通过芯片内置的wifi模块将位置信息和容量信息通过微信后台向工人发送清单。进一步，所述树莓派系列芯片能够对垃圾分类数据进行记录，并通过芯片内置网络模块上传至后端管理系统，便于后台进行大数据分析。进一步，所述主控芯片采用RaspberryPi系列，能够进行图像数据处理上传及与所述后端管理系统和图像识别服务器的联动。进一步，所述舵机采用数字舵机，所述舵机驱动板采用数字舵机驱动板。进一步，所述电源供电系统采用可充电的锂电池3.3V~4.7V作为电源，经2路升压稳压芯片转到5V,其中一路给舵机驱动板供电，另一路给RaspberryPi系列芯片供电，并再通过降压稳压芯片转到3.3V给单片机开发板供电。进一步，所述摄像头采用智能摄像头。进一步，所述定位模块为卫星定位模块。进一步，所述第一垃圾内桶9和第二垃圾内桶10、旋转轴3、转动轮2、舵机7、组成旋转装置，使所述转动轮2反旋转，转入第一垃圾内桶9.所述转动轮2正旋转，转入第二垃圾内桶10进一步，所述超声波模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能分类处理垃圾桶，其特征在于，自上而下分别为垃圾投放入口、转动轮、旋转轴、摄像头、第一垃圾外桶、舵机驱动板、舵机、第二垃圾外桶、第一垃圾内桶、第二垃圾内桶，所述第一垃圾内桶、第二垃圾内桶通过所述第一垃圾内桶滑槽、第二垃圾内桶滑槽滑入所述第二垃圾外桶上、所述第一垃圾内桶上有第一垃圾内桶拉杆,所述第二垃圾内桶上有第二垃圾内桶拉杆，所述第二垃圾外桶上还设有树莓派系列芯片、单片机开发板、定位模块、超声波模块、电源供电系统，还包括后端管理系统，所述后端管理系统使用了 Python3+Django 框架+itcha 库+ECharts 库进行开发，使用 itcha 库 通过微信给工人推送工单，利用 ECharts 库对数据进行了可视化，所述管理系统主要包含以下几个部分：垃圾容量监测、垃圾类型统计、垃圾桶位置可视化地图、垃圾桶数据统计管理数据图、工单管理，所述后端管理系统和主控芯片之间通过无线通讯装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能分类处理垃圾桶，其特征在于，自上而下分别为垃圾投放入口、转动轮、旋转轴、摄像头、第一垃圾外桶、舵机驱动板、舵机、第二垃圾外桶、第一垃圾内桶、第二垃圾内桶，所述第一垃圾内桶、第二垃圾内桶通过所述第一垃圾内桶滑槽、第二垃圾内桶滑槽滑入所述第二垃圾外桶上、所述第一垃圾内桶上有第一垃圾内桶拉杆,所述第二垃圾内桶上有第二垃圾内桶拉杆，所述第二垃圾外桶上还设有树莓派系列芯片、单片机开发板、定位模块、超声波模块、电源供电系统，还包括后端管理系统，所述后端管理系统使用了Python3+Django框架+itcha库+ECharts库进行开发，使用itcha库通过微信给工人推送工单，利用ECharts库对数据进行了可视化，所述管理系统主要包含以下几个部分：垃圾容量监测、垃圾类型统计、垃圾桶位置可视化地图、垃圾桶数据统计管理数据图、工单管理，所述后端管理系统和主控芯片之间通过无线通讯装置连接。


2.根据权利要求1所述的智能分类处理垃圾桶，其特征在于，垃圾识别功能采用数字图像处理技术识别垃圾类型，识别功能位于云端服务器上，采用无线通信模块进行数据传输。


3.根据权利要求1所述的智能分类处理垃圾桶，其特征在于，垃圾识别功能采用数字图像技术对垃圾进行识别以后，需要将识别结果与数据库中垃圾分类数据进行比对，比对后将垃圾分类为某个类型，将类型信息返回给垃圾桶自带树莓派系列芯片，芯片根据类型信息进行下一步操作。


4.根据权利要求1所述的智能分类处理垃圾桶，其特征在于，在云端服务器建立了垃圾类型比对数据库。


5.根据权利要求1所述的智能分类处理垃圾桶，其特征在于，所述主控芯片采用图像数据处理芯片。


6.根据权利要求1所述的智能分类处理垃圾桶，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦林，张家豪，朱云洪，袁梦杰，徐红梅，贺小云，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50