一种智能垃圾投放管理一体化平台及方法技术

本发明专利技术属于垃圾管理技术领域，公开了一种智能垃圾投放管理一体化平台及方法，所述智能垃圾投放管理一体化平台设置有用以实现图像采集和图像识别分类功能的智能识别模块；接受智能识别模块的信号并控制舵机将垃圾进行投放的自动投放模块；用以负责对各垃圾桶进行监控，并与管理员进行人机交互的智能互联模块；通过太阳能板吸收太阳能将太阳能转换为电能，为整体系统供电的电源模块。本发明专利技术可以一次性地解决了垃圾的智能分类，垃圾自动投放的难题；还具备Wi

【技术实现步骤摘要】
一种智能垃圾投放管理一体化平台及方法


[0001]本专利技术属于垃圾管理
，尤其涉及一种智能垃圾投放管理一体化平台及方法。

技术介绍

[0002]目前，根据前瞻产业研究院发布的《2017
‑
2022年中国生活垃圾处理行业发展前景与投资预测分析报告》数据显示，2011年我国城市生活垃圾清运量达1.64 亿吨，同比增加3.74％，无害化处理量1.3亿吨，有约3330万吨城市生活垃圾无法得到有益处理，2016年我国城市生活垃圾清运量增加到2.17亿吨。由此可见，垃圾的分类回收是当前急待解决的问题，智能垃圾分类产品也因此应用而生。智能垃圾分类指的是将垃圾投放、太阳能板、传感器、远程控制、预警、安防等连接成一个网络，然后利用Wi
‑
Fi实现统一管理，达到对数据的采集和设备的控制，给用户带来便捷、舒适的居住环境。
[0003]最早的智能垃圾分类系统出现在欧洲，从上世纪90年代起，国外IBM、松下、微软、三星等科技公司投入大量人力财力推进了智能垃圾分类产品的发展。目前国外较为著名的智能垃圾分类系统主要有“互联网+”智能垃圾投放管理一体化平台、法国Eugene智能垃圾投放管理一体化平台、基于STC89C52单片机的智能垃圾投放管理一体化平台、剑桥顾问公司智能垃圾投放管理一体化平台、可实现扫码分类投放的智能垃圾箱、美国BigBelly Solar公司智能垃圾投放管理一体化平台等。
[0004]国内对智能垃圾分类的认知相对较晚，但随着经济的迅速发展，也已逐渐意识到该问题的重要性智能垃圾分类的用户主要集中在南方城市。究其原因，除了一些观念上的因素以外，最主要的还是智能垃圾分类系统功能不够完善，价格昂贵，实用性和推广面有限。所以开发一款价格低廉、功能齐全、能够长时间稳定运行的智能垃圾分类产品是特别有必要的。
[0005]在国内外较为知名的智能垃圾分类产品这一品类中，绝大多数所利用的技术重点还在于如何对现有垃圾样本进行分类，最终的垃圾投放步骤仍是由人工来完成的，并没有明显降低劳动力成本，阻碍了智能垃圾投放管理一体化平台的应用和推广。个别专利技术技术虽然考虑到了垃圾自主投放的需求，但在远程控制，能源续航等方面存在明显短板。
[0006]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中最终的垃圾投放步骤仍是由人工来完成的，并没有明显降低劳动力成本，阻碍了智能垃圾投放管理一体化平台的应用和推广。个别专利技术技术虽然考虑到了垃圾自主投放的需求，但在远程控制，能源续航等方面存在明显短板。
[0007]解决以上问题及缺陷的难度为：如何对不同种类的垃圾进行精准快速地智能识别；如何根据智能识别模块的信号进行自动投放；如何增加管理员与设备的智能互联；如何使用太阳能保证设备的长时间续航。
[0008]解决以上问题及缺陷的意义为：集成垃圾投放、太阳能板、传感器、远程控制等功能，利用Wi
‑
Fi实现统一管理，达到对数据的采集和设备的控制，不仅方便用户对垃圾的分
类投放，也有利于清洁工人对垃圾的收集，使垃圾分类管理变得更便捷。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能垃圾投放管理一体化平台及方法。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种智能垃圾投放管理一体化平台，所述智能垃圾投放管理一体化平台包括：
[0011]用以实现图像采集和图像识别分类功能的智能识别模块；
[0012]接受用以负责对各垃圾桶进行监控，并与管理员进行人机交互的智能互联模块；
[0013]通过太阳能板吸收太阳能将太阳能转换为电能，为整体系统供电的电源模块。
[0014]进一步，所述平台进一步包括：
[0015]手机端控制模块，每个智能垃圾投放管理一体化平台通过SIM卡将自身的状态信息和位置信息通过网络上传云端服务器，手机APP客户端会从云端服务器上接收各垃圾桶的信息，并在地图上显示所有垃圾桶的位置和状态信息，手机客户端会根据垃圾桶的位置和状态信息以及清理站点的位置和人员情况进行垃圾桶清理路径规划；
[0016]传感器模块，结合物联网技术，将监测得到的垃圾桶温度、湿度、烟雾浓度、气味浓度、垃圾量物理信息进行综合处理，判断垃圾桶是否处于满桶、异味和失火状态，并将信息发送至客户端；
[0017]分拣模块，在智能识别垃圾后，智能垃圾投放管理一体化平台的舵机自动控制模块可对可回收垃圾，不可回收垃圾进行精准投放。
[0018]进一步，所述智能识别模块包括图像信号采集模块和中央图像处理模块两部分，图像信号采集模块为摄像头，对现实环境进行采集，以图片形式传入中央图像处理模块；中央图像处理模块对平台上所放置的垃圾进行分类，最后将结果传入单片机。
[0019]进一步，所述自动投放模块接受智能识别模块的信号并控制舵机将垃圾进行投放具体为：
[0020]通过通信接口接收上层神经网络的垃圾种类识别结果，经过本地单片机处理后转换为驱动控制信号，按照一定的时序驱动步进电机和大扭矩舵机完成垃圾移动和倾倒的动作，动作完成后回到垃圾采集位置，等待垃圾处理信号；同时还具备信息采集和状态监测功能，通过传感器将垃圾桶内部信息采集发送到上层监测网络。
[0021]进一步，所述智能互联模块由智能垃圾投放管理一体化平台、云端服务器、管理人员和手机APP构成一个整体。
[0022]进一步，所述智能垃圾投放管理一体化平台自带一个SIM卡，SIM将自身的状态信息和位置信息通过网络上传云端服务器，手机客户端从云端服务器上接收各垃圾桶的信息，并在地图上显示所有垃圾桶的位置和状态信息，手机客户端根据垃圾桶的位置和状态信息以及清理站点的位置和人员情况进行垃圾桶清理路径规划，以便于工作人员更快更高效地清理垃圾桶。
[0023]进一步，所述状态信息包括温度、垃圾量。
[0024]进一步，所述电源模块通过太阳能板吸收太阳能将太阳能转换为电能为整体系统供电具体为：
[0025]基于光敏传感器的阳光最大饱和度自动跟踪装置，以保证最大程度保证太阳能板对太阳能的吸收；利用太阳能电源专用稳压调节装置解决太阳能板的供电不稳定问题，在太阳能板外围电路上添加可充电锂电池；当太阳能板工作时，有一部分的资源会进入锂电池，遇到阳光照射度低、空气可见度低一系列影响太阳能板接受光照的环境，整个垃圾处理系统仍然有锂电池作为动力来源。
[0026]本专利技术的另一目的在于提供一种所述智能垃圾投放管理一体化平台的智能垃圾投放管理一体化平台控制方法，所述智能垃圾投放管理一体化平台控制方法，包括：
[0027]首先，引入深度学习技术，建立垃圾分类训练集，在CPU+GPU平台上训练用于垃圾分类的二值化神经网络，将该网络部署到基于Xilinx Zynq7020的一款全可编程片上系统PYNQ
‑
Z1上，利用训练好的卷积神经网络将所投放垃圾归为不可回收品、塑料制品及金属制品、纸制品和有害物品中的一类，据此向单片机发送指令，控制垃圾传送装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述智能垃圾投放管理一体化平台包括：用以实现图像采集和图像识别分类功能的智能识别模块；接受智能识别模块的信号并控制舵机将垃圾进行投放的自动投放模块；用以负责对各垃圾桶进行监控，并与管理员进行人机交互的智能互联模块；通过太阳能板吸收太阳能将太阳能转换为电能，为整体系统供电的电源模块。2.如权利要求1所述智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述平台进一步包括：手机端控制模块，每个智能垃圾投放管理一体化平台通过SIM卡将自身的状态信息和位置信息通过网络上传云端服务器，手机APP客户端会从云端服务器上接收各垃圾桶的信息，并在地图上显示所有垃圾桶的位置和状态信息，手机客户端会根据垃圾桶的位置和状态信息以及清理站点的位置和人员情况进行垃圾桶清理路径规划；传感器模块，结合物联网技术，将监测得到的垃圾桶温度、湿度、烟雾浓度、气味浓度、垃圾量物理信息进行综合处理，判断垃圾桶是否处于满桶、异味和失火状态，并将信息发送至客户端；分拣模块，在智能识别垃圾后，智能垃圾投放管理一体化平台的舵机自动控制模块可对可回收垃圾，不可回收垃圾进行投放。3.如权利要求1所述智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述智能识别模块包括图像信号采集模块和中央图像处理模块两部分，图像信号采集模块为摄像头，对现实环境进行采集，以图片形式传入中央图像处理模块；中央图像处理模块对平台上所放置的垃圾进行分类，最后将结果传入单片机。4.如权利要求1所述智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述自动投放模块接受智能识别模块的信号并控制舵机将垃圾进行投放具体为：通过通信接口接收上层神经网络的垃圾种类识别结果，经过本地单片机处理后转换为驱动控制信号，按照一定的时序驱动步进电机和大扭矩舵机完成垃圾移动和倾倒的动作，动作完成后回到垃圾采集位置，等待垃圾处理信号；同时还具备信息采集和状态监测功能，通过传感器将垃圾桶内部信息采集发送到上层监测网络。5.如权利要求1所述智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述智能互联模块由智能垃圾投放管理一体化平台、云端服务器、管理人员和手机APP构成一个整体。6.如权利要求4所述智能垃圾投放管理一体化平台，其特征在于，所述智能垃圾投放管理一体化平台自带一个SIM卡，SIM将自身的状态信息和位置信息通过网络上传云端服务器，手机客户端从云端服务器上接收各垃圾桶的信息，并在地图上显示所有垃圾桶的位置和状态信息，手机客户端根据垃圾桶的位置和状态信息以及清理站点的位置和人员情况进行垃圾桶清理路径规划，以便于工作人员更快更高效地清理垃圾桶；所述状态信息包括温度、垃圾量。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭芳，吴尽哲，黄亮，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：