吳凡，孫穎，賈長青

（天津市方衛(wèi)信息系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司，天津300384）

基于物聯(lián)網(wǎng)的垃圾智能分類回收系統(tǒng)的研究

吳凡，孫穎，賈長青

（天津市方衛(wèi)信息系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司，天津300384）

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對垃圾智能分類回收系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，并從硬件和軟件2個方面描述了系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。系統(tǒng)通過智能垃圾箱實現(xiàn)垃圾的智能分類，建立常態(tài)化的回收獎勵機(jī)制，規(guī)范垃圾運輸、處理、調(diào)度等，實現(xiàn)對垃圾的科學(xué)分類和回收利用；系統(tǒng)使用太陽能輔助供電，并且還提供廣告投放、無線接入等增值業(yè)務(wù)，進(jìn)一步降低運營成本。通過應(yīng)用該系統(tǒng)，可以促進(jìn)居民垃圾分類意識的增強(qiáng)，并可以整合垃圾循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)資源，有利于避免二次污染的發(fā)生，為政府解決垃圾處理問題、構(gòu)建綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了一種高效的信息化管理手段。

物聯(lián)網(wǎng)；垃圾分類回收；智能垃圾箱；智能分類

目前，我國正處在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段，城市化速度居世界前列，城市數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市生活垃圾數(shù)量也隨之在迅速增加，它不僅影響城市景觀，造成“垃圾圍城”的現(xiàn)象，同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，對居民的健康構(gòu)成威脅。垃圾處理已成為城市發(fā)展中的棘手問題。而解決這一問題的前提就是，進(jìn)行全社會性質(zhì)的、科學(xué)的垃圾分類回收再利用，建立綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。而垃圾分類回收是實現(xiàn)垃圾資源化的前提條件，是建立綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最基本出發(fā)點。然而，我國的垃圾分類回收機(jī)制與發(fā)達(dá)國家相比起步較晚，存在垃圾分類體系不完善、分類標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、居民垃圾分類意識不高等諸多問題。目前，我國垃圾的回收主要是以個體從業(yè)人員上門回收為主，再交由垃圾回收場站分類回收，最后由企業(yè)進(jìn)行再利用，在垃圾運輸、處理過程中，也存在管理不規(guī)范等問題，極易造成二次污染。因此，本文就這一問題進(jìn)行了深入研究，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一套針對垃圾的智能分類回收、循環(huán)利用的系統(tǒng)，促進(jìn)全民垃圾分類意識的增強(qiáng)，來改變城市垃圾的分類、收集方式，完善城市生活垃圾處理手段，建立綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)的設(shè)計宗旨是通過系統(tǒng)對居民的獎勵、宣傳等多種手段，來提高環(huán)保意識，促進(jìn)垃圾的分類與回收，同時通過提供廣告投放、無線接入服務(wù)等業(yè)務(wù)，維持自營，提供一套行之有效的管理流程，整合產(chǎn)業(yè)鏈，使垃圾處理、利用更為規(guī)范化、專業(yè)化，避免二次污染的發(fā)生。系統(tǒng)硬件由大屏操作終端、智能垃圾箱和應(yīng)用服務(wù)器等組成。

1.1 大屏操作終端

日常可以播放公益、商業(yè)廣告，各類宣傳教育的多媒體內(nèi)容等，提供廣告投放等增值服務(wù)。當(dāng)有人需要扔垃圾時，在大屏前刷卡、選擇所扔垃圾的類別，大屏下方會自動打印出一張二維碼，用戶將二維碼直接貼在垃圾袋上，用作標(biāo)識。

1.2 智能垃圾箱

智能垃圾箱采用太陽能供電，可以通過有線通訊、3G/4G移動通訊等方式接入到以太網(wǎng)，與遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊，同時其本身還帶有無線接入系統(tǒng)，用于實現(xiàn)區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，為居民提供無線接入以及其他增值服務(wù)。智能垃圾箱內(nèi)有相應(yīng)的傳感器，可以感知目前是否已滿。如果達(dá)到預(yù)定值，就會給服務(wù)器發(fā)送信息，并由車輛調(diào)度系統(tǒng)向附近車輛發(fā)出清運信息。

垃圾箱帶有分類識別功能，將垃圾袋上的二維碼在垃圾箱上的掃描區(qū)域掃一下，相對應(yīng)分類的垃圾箱的門會自動打開，指引扔垃圾。垃圾清理人員收垃圾時，垃圾箱內(nèi)膽可通過滑道直接拉出，大大減少垃圾運輸人員在收集、運輸、分類等方面的工作量。

1.3 應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器用于為手機(jī)應(yīng)用APP、微信平臺、線上支付及消費、管理軟件提供運行環(huán)境。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)與支持部分、業(yè)務(wù)管理部分2個主要部分組成。

2.1 基礎(chǔ)與支持部分

該部分提供整體功能服務(wù)、對整個系統(tǒng)起到整體調(diào)度、統(tǒng)一的資源安排等功能，提供統(tǒng)一的功能接口；對所有的外圍設(shè)備（大屏、垃圾箱、運輸車、手機(jī)APP等）進(jìn)行管理，比如數(shù)據(jù)更新、錯誤告警等；對整個系統(tǒng)的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲與管理。

提供整體用戶信息、垃圾信息、分類信息的存儲與管理，金融兌換與支付接口、短信管理；提供整套系統(tǒng)中的各類廣告的分發(fā)與管理；提供大件垃圾預(yù)約信息推送與管理功能支持、各類設(shè)備對此類功能的調(diào)用接口。

2.2 業(yè)務(wù)管理部分

對垃圾分類回收流程進(jìn)行調(diào)度、管理，主要流程如下：每個大屏終端內(nèi)有一個射頻讀卡器，每戶發(fā)放一個標(biāo)識身份的IC卡。當(dāng)用戶需要扔可回收垃圾時，先在大屏上刷卡，大屏就會記錄下磁卡信息，根據(jù)用戶的垃圾分類選擇，就會自動打印出一個二維碼。該二維碼中有投放垃圾人的個人信息、垃圾名稱或分類名信息等。最后將該二維碼直接粘貼到垃圾袋上。有些大件垃圾可以在這里或通過手機(jī)預(yù)約，然后由后臺處理，直接通知垃圾清運人員上門收取。

將垃圾扔到垃圾桶之前，在智能垃圾箱上掃描垃圾袋上或手機(jī)APP上的二維碼，相應(yīng)分類的垃圾桶的門會自動打開，扔垃圾，自動關(guān)門。進(jìn)入到分揀流程，管理人員通過二維碼的掃描來確認(rèn)分類信息是否正確，并根據(jù)實際情況為用戶增加相應(yīng)的兌換金額。如果不屬實，則以此時垃圾分檢的情況為準(zhǔn)?？蓛稉Q金額由分檢人員手工修改，然后打入其已綁定的銀行賬號。在交易結(jié)束后，會發(fā)送一個短信，告之用戶本次涉及到的垃圾名稱、分類名、數(shù)量金額及總金額。

用戶可以通過系統(tǒng)、手機(jī)APP實現(xiàn)賬戶管理、交易查詢、商品兌換、積分提現(xiàn)等功能。圖2所示為系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程。

圖1 軟件結(jié)構(gòu)圖

圖2 業(yè)務(wù)流程圖

3 結(jié)束語

本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對垃圾智能分類回收系統(tǒng)的實現(xiàn)進(jìn)行了深入的研究，目前已在部分社區(qū)試點應(yīng)用，取得了良好的效果。通過該系統(tǒng)建立完善、易用的垃圾分類、獎勵回收機(jī)制以及智能調(diào)度、監(jiān)管措施，實現(xiàn)垃圾的智能分類回收、循環(huán)利用。通過科技手段提升了居民垃圾分類回收的樂趣，對居民的垃圾分類意識的增強(qiáng)有著極大的推動作用，并為政府管理垃圾循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)資源提供了一種高效的信息化管理手段，有利于避免二次污染的發(fā)生。此外，系統(tǒng)使用太陽能輔助供電，并且還提供了廣告投放、無線接入等增值業(yè)務(wù)來進(jìn)一步降低運營成本。該系統(tǒng)適合我國國情，可以很好地解決垃圾分類回收、循環(huán)利用的難題，具有極大的推廣價值。

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〔編輯：劉曉芳〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.048

2095－6835（2017）14－0048－03