王子龍 范倩文 何其鑫

摘 要：當前國家十分重視垃圾分類，但推行垃圾分類是十分艱巨、重大的工程。文章旨在利用新時代先進科學技術(shù)，制造人工智能垃圾桶，減少后續(xù)廢棄物分類中的人力和物力消耗，從源頭對廢棄物進行智能分類。實現(xiàn)智能識別、分類投放、APP聯(lián)動線上線下，實現(xiàn)垃圾的有效分類、資源的二次利用，在一定程度上提高人們垃圾分類的意識以及國民素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;人工智能;垃圾分類;二維碼識別

雖然一再提倡要注重垃圾的分類，但是人們對此的意識仍不高，收集到的“分類垃圾”往往是混合垃圾，“垃圾分類”逐漸形式化;經(jīng)濟的快速增長帶來的大量資源消耗，提醒著我們回收利用、節(jié)能環(huán)保的任務迫在眉睫。因此，浩浩蕩蕩的垃圾分類熱潮已成為當下最熱、最流行的時尚風尚。垃圾分類是非常有意義的，但縱觀全國，還未推廣行之有效的措施。而當今利用“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”的智能垃圾桶有良好的發(fā)展前景，“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾回收”逐漸成為環(huán)保行業(yè)的新標桿。本文旨在設(shè)計一個以智能垃圾箱為載體的垃圾回收分類模式，增強人們的環(huán)保意識，實現(xiàn)社會效益、環(huán)保效益、經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

一、智能檢測垃圾桶設(shè)計的思路

（一）硬件

二維碼識別智能垃圾桶由垃圾箱和自動垃圾袋收集箱組成。從取垃圾袋到投放垃圾，所有這些都是智能操作，并且還實現(xiàn)了對垃圾處理的主動追溯。外形設(shè)計，考慮到垃圾桶放置于公共場合容易受到人為損壞的問題，可采取特殊的涂層油漆，減少腐蝕損壞和牛皮蘚的粘貼，也會用機械開關(guān)固定垃圾桶，防止偷盜的情況。

（二）軟件

（1）二維碼識別技術(shù)

與傳統(tǒng)垃圾桶相比，智能垃圾桶新增二維碼掃描頭，通過垃圾袋和產(chǎn)品包裝袋上的條形碼識別垃圾分類。如果掃描成功，相應的垃圾箱門將自動打開。鑒于智能垃圾分類專用二維碼掃描頭特殊的使用環(huán)節(jié)，可利用深圳遠景達的EM3096二維碼掃描模塊。該模塊采用了優(yōu)秀的cmos圖像解碼技術(shù)，可以方便地掃描一維和二維條碼，對污損碼和起皺碼也有很好的性能。此外，EM3096二維條碼掃描模塊體積精巧，適合嵌入式的智能垃圾桶設(shè)備。為人工智能垃圾桶提供良好的技術(shù)保障。

（2）智能識別系統(tǒng)

隨著人民生活水平的逐步提高，在公共場所也會產(chǎn)生許多垃圾，除了掃描產(chǎn)品包裝袋上的條碼和可降解垃圾袋上的二維碼，還有其他垃圾未能有二維碼，如地上的紙巾、橘子皮、煙蒂、樹葉等。所以我們在垃圾箱制作的過程中還裝載了基于AR技術(shù)的智能掃描系統(tǒng)，人們經(jīng)過垃圾箱需要扔垃圾時，只需將待扔的垃圾置于識別的窗口，系統(tǒng)會自動分析該垃圾屬于可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾中的哪一類，并打開對應垃圾種類的桶蓋。智能識別系統(tǒng)基于視覺識別垃圾并分類，并通過人工判斷加自主記憶的方式不斷提高識別垃圾的能力。效率高，成本低，彌補了二維碼識別技術(shù)的不足，提升了智能垃圾桶的整體效能。智能識別還可以快速幫助人們分類垃圾，在長期使用的過程中，人們也能逐漸積累垃圾分類知識，增強人們的環(huán)保意識，養(yǎng)成垃圾分類的習慣。

（3）太陽能控制器裝置

人工智能分類垃圾桶的使用過程中，不可避免要耗費電力，以便設(shè)備正常運行使用。為了更好的保護環(huán)境，實現(xiàn)低碳環(huán)保，太陽能操作設(shè)備可以由太陽能電池板，電池，控制設(shè)備，紫外線光源，高壓金屬柵等組成。這些電池可用于存儲晴天吸收的太陽能，智能垃圾桶在雨天也能正常工作，為自動關(guān)閉垃圾箱蓋提供能量。

（4）管理系統(tǒng)

智能垃圾桶通過管理系統(tǒng)，對用戶個人信息和智能垃圾分類收集箱進行代碼管理。垃圾站的工作人員可以借助手持條碼采集終端，即可實時掌握垃圾桶類別與垃圾投放居民的個人身份信息。利用云計算，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能，廢物分類的前端分類，中端運輸和后端處理組建立起“神經(jīng)系統(tǒng)”，用于產(chǎn)生，收集，運輸和處置廢物，并提供可靠的數(shù)據(jù)和決策支持。

（5）APP介紹

基于Java等編程技術(shù)設(shè)計的一款集掃描識別、上門回收、積分兌換實物等多功能一體的APP。如果人們在居家生活時有不了解屬于什么種類的垃圾，可以打開APP的掃一掃功能，APP會識別屬于哪種垃圾，并指導使用者投放的技巧（比如紙類垃圾應避免揉團，應展開壓平折疊）。上門回收服務，使用者可以進行下單，先將需要扔的垃圾打包好，工作人員收到訂單后會集中統(tǒng)一回收。積分兌換實物功能，使用者在掃描垃圾、打包垃圾交給工作人員、合理投放垃圾后都會獲得一定的積分，累計積分可以進行線上消費，或線下兌換禮品。這些服務旨在逐漸普及垃圾分類的知識，幫助人們樹立環(huán)保意識，激發(fā)人們愛護環(huán)境的熱情。（6）LED顯示屏

LED顯示屏具有無縫拼接、色彩鮮艷、亮度高等特點，同時為了方便居民群眾，我們裝載了LED顯示屏來顯示回收垃圾的種類和滾動播放科普垃圾回收的知識，例如垃圾如何正確分類、各種新聞、天氣預報、列車時間、公交站點提醒等，具有較高的時效性和公共性，當處理緊急事件時可起到相當大的作用;通過LED顯示屏也可以與商家進行合作，投放廣告以獲得一定的收益來維修保養(yǎng)智能垃圾箱?；蛘吲c當?shù)叵嚓P(guān)部門合作，播放公益廣告或者宣傳當?shù)厥腥菪蜗蟆?/p>

三、智能檢測垃圾桶的使用方法

用戶首先需要打開手機應用程序個人信息，然后撥出個人信息的二維碼。在自動垃圾袋集裝箱取出垃圾袋，在家中用戶將垃圾分類好，放入垃圾袋中。下次倒垃圾時，只要把包上的二維碼指向垃圾箱里的“二維碼掃描端口”門就會自動打開。第一次體驗完整的垃圾投放過程，該過程耗時約2分鐘，而且操作簡單。通過二維碼掃描頭自動識別條形碼，可以收集數(shù)據(jù)并對其進行智能控制，并可以實現(xiàn)廢物分類管理。如果有任何投放錯誤情況，可以及時將其定位在后臺管理系統(tǒng)中，然后采取相應的監(jiān)督措施。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”模式運營的流程

在政府層面，當?shù)卣梢酝ㄟ^購買“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”的服務，或者通過完善當?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施：如購進一定數(shù)量的智能垃圾箱和與之配套的服務與設(shè)備，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與垃圾分類回收相融合，推動城市環(huán)保內(nèi)生動力的形成，讓“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”走進尋常百姓家。同時，推行“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”行業(yè)的擴張，也少不了政府的制度支撐。地方政府應該加速推行垃圾分類制度的實施，推動垃圾分類的強制執(zhí)行?？稍谝恍C構(gòu)和地區(qū)試點運行垃圾分類的模式，出臺相關(guān)條例，對未按要求分類的人格和單位處以罰款。政府部門需要加強引導，讓“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”的模式落地生根。

在企業(yè)層面，企業(yè)可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”建立大數(shù)據(jù)平臺，分析當?shù)氐睦诸惽闆r和居民的投放習慣，將垃圾分類與大數(shù)據(jù)有機結(jié)合，實現(xiàn)垃圾分類工作的系統(tǒng)化、透明化，搭建了全方位、多渠道、線上線下相結(jié)合的垃圾分類與資源回收網(wǎng)絡(luò)。通過設(shè)置智能垃圾箱可以從源頭上做好干濕分離工作，減少企業(yè)的處理成本，但受利益的驅(qū)動，很多企業(yè)只是回收廢紙，瓶子等回收效益高的垃圾，廚余垃圾便無人問津，這需要企業(yè)應加大垃圾處理技術(shù)的研發(fā)力度，升級完善智能垃圾分類設(shè)備。

在社會公眾層面，公民應該增強環(huán)保意識和垃圾分類回收意識，學會利用新興的智能分類設(shè)備養(yǎng)成良好的投放習慣。在線下，居民可以通過APP“一鍵下單”，負責的公司會有專門的工作人員上門回收垃圾，避免了以往保潔人員無序的尋找回收垃圾。居民也可以通過智能垃圾箱在指定位置準確分類投放垃圾，提高了分類回收的效率。在線上，居民可以通過APP了解到垃圾分類的相關(guān)知識，也能兌換使用積分換取環(huán)保的資源，有效推動了垃圾分類回收的資源化和減量化進程。

五、人機交互

利用當前社會中成熟的二維碼技術(shù)和先進的微電腦控制芯片、二維碼掃描頭、太陽能控制器等，可將垃圾自動識別分類，一方面使垃圾桶更富科技感，更好融入2020新工業(yè)時代;另一方面，居民在扔垃圾的過程中，也給居民普及垃圾正確分類的知識，起到科普的作用，提高了環(huán)保意識和國民素質(zhì)。

六、智能檢測垃圾桶的商業(yè)價值

在資源日益匱乏的背景下，運用高科技垃圾分類手段可高效率地發(fā)掘利用垃圾中的資源，提高資源利用效率，變廢為寶。以北京為例，如果在充分利用高科技垃圾分類機器的基礎(chǔ)上將垃圾進行分解與處理，僅北京一省就可獲得十一億元的回報，這是不可忽略的經(jīng)濟效益。在社會方面，此高科技垃圾分類技術(shù)也為人民的生活提供了更加環(huán)保與清潔的環(huán)境，深度響應了國家“綠水青山就是金山銀山”的口號。它還可以在建設(shè)一個豐富，強大，和諧和美麗的祖國中發(fā)揮作用。此項目由國家全權(quán)負責，各級政府協(xié)助落實與推行，同時，設(shè)備成本由國家承擔，效益由國家所得。

七、結(jié)語

人類生活在同一個地球村上，面對的資源是有限的。中國是一個人口眾多、制造業(yè)發(fā)達的大國，每天會產(chǎn)生許多垃圾。此時應把握好垃圾分類回收這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此外，“互聯(lián)網(wǎng)+垃圾分類”未來前景廣闊，垃圾分類給人們帶來科技的體驗和生活的改變，智能垃圾分類設(shè)備在將來為政府提供創(chuàng)新的管理載體。在國內(nèi)，垃圾分類與智能結(jié)合已經(jīng)成為一種新潮流。在國家逐步推行垃圾分類政策的前提下，全國各大城市正加速推進垃圾分類回收體系建設(shè)，垃圾分類行業(yè)潛在的市場機會和市場空間巨大，智能垃圾分類行業(yè)的商業(yè)盈利模式也逐漸成熟并呈現(xiàn)出多樣化。同時信息技術(shù)與人工智能的發(fā)展也為生活垃圾分類提供新的機遇，由人工來做四分類，不僅耗費更多的人力成本，也很難做的精細準確。如何實現(xiàn)快速而準確的四分類是人們需要考慮的問題，而智能化為解決這個問題提供了契機。便捷、科學的垃圾分類將成為現(xiàn)代城市管理的重點主題之一?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+垃圾分類”產(chǎn)業(yè)如何細水長流、持續(xù)發(fā)展，需要政府、企業(yè)和社會公眾共同努力。也唯有如此，才能讓“綠水青山就是金山銀山”的理念深入人心，讓每個人都樹立環(huán)保理念，從而為我國的生態(tài)環(huán)保事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

[1] 周馮琦，張文博.垃圾分類領(lǐng)域人工智能應用的特征及其優(yōu)化路徑研究[J/OL].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2020（04）.

[2] 魏子瑄，劉小剛，陳真貴，魏蓮婧，劉麗娟.基于語音識別技術(shù)的智能分類垃圾桶[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2020，20（01）：79-82.

[3] 崔赟杰，廖舒灝，成福良，等.智能分類垃圾桶的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（30）：67-68.

[4] 劉曉蒙，趙立強，李偉.一種新型智能垃圾桶的設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2019，9（09）：79-81.

作者簡介：王子龍（2000.07- ），男，漢族，湖南常德人，思想政治教育學生;范倩文（2000.06- ），女，漢族，福建建甌人，思想政治教育學生。

*通訊作者：何其鑫（1968- ），男，漢族，寧夏中衛(wèi)人，懷化學院副教授，研究方向：高校思想政治教育。