夏爽 陳俊宇 潘海龍

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，公共場(chǎng)合的垃圾不能很好的收集，造成垃圾污染環(huán)境和影響市容的問題也越來越嚴(yán)重。所以，把垃圾良好的收集、處理，防止環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，維持生態(tài)平衡創(chuàng)造良好的市容市貌，已成為社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。而就如何科學(xué)合理的收集和處理垃圾，垃圾箱的設(shè)計(jì)起著直接影響作用。于是基于調(diào)查的基礎(chǔ)上，響應(yīng)社會(huì)需求，我們?cè)O(shè)計(jì)的智能垃圾柜應(yīng)運(yùn)而生。

二、設(shè)計(jì)

硬件部分：可以通過紅外感應(yīng)系統(tǒng)感應(yīng)垃圾并進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)垃圾箱蓋，人臉識(shí)別裝置對(duì)使用者進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證，接下來通過機(jī)械傳動(dòng)裝置將垃圾運(yùn)送到識(shí)別區(qū)。通過與數(shù)據(jù)庫中各垃圾形狀及樣式的對(duì)比進(jìn)行智能分類。隨后有稱重模塊對(duì)垃圾進(jìn)行稱重并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換以及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的積分存儲(chǔ)在用戶的賬戶中。如果投放過程中有垃圾遺落裝置下方的紅外感應(yīng)裝置會(huì)感應(yīng)到并發(fā)出信號(hào)提醒用戶。此環(huán)節(jié)結(jié)束后，信號(hào)傳感器發(fā)出信號(hào)使紙巾機(jī)向外投放一張紙巾方便使用者。

1.紅外線感應(yīng)裝置：感應(yīng)垃圾桶利用紅外線感應(yīng)原理，只要有物體接近感應(yīng)區(qū)范圍內(nèi)，桶蓋便會(huì)自動(dòng)開啟，物體或手離開感應(yīng)區(qū)數(shù)秒后桶蓋會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，不需要外接電源，靠電池供電，使用電耗低。核心部件包含了電路芯片，機(jī)械電子驅(qū)動(dòng)，紅外線檢測(cè)裝置。

2. 機(jī)械傳動(dòng)裝置：此裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)垃圾桶蓋，智能感應(yīng)垃圾桶還由機(jī)械傳動(dòng)裝置，自動(dòng)開關(guān)蓋，連桿機(jī)構(gòu)，電池，指示燈，垃圾袋和感應(yīng)窗等部件組成。

3.人臉識(shí)別功能：人臉識(shí)別技術(shù)硬件部分由輸入設(shè)備攝像頭和PC機(jī)組成。PC部分由Visual c++6.0，Windows xp系統(tǒng)，Intel OpenCV1.0，Camera Drive，MFC組成。人臉靠近攝像頭，便可自動(dòng)識(shí)別人臉，對(duì)扔垃圾的重量進(jìn)行稱量，從而對(duì)個(gè)人賬戶進(jìn)行記錄并積分，最后實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)制度。對(duì)故意破壞垃圾桶的人進(jìn)行人臉追溯。對(duì)故意破壞垃圾桶的人進(jìn)行人臉追溯。

4.自動(dòng)紙巾機(jī)：Model：BOS-SZ017 Size：L295×W242×H390mm Oty：2PCS 雙電源供電，特有電池和插電（AC＼DC）交直流雙電源供電模式，可自由切換。裝有指示燈： A.缺紙（右燈閃）B.缺電（左燈亮） 三檔長度調(diào)節(jié)：20CM、25CM、30CM三檔出紙長度可自由切換。雙模出紙：模式一，伸手感應(yīng)一下即出紙一張;模式二，無需感應(yīng)，撕一張紙即自動(dòng)出一張.環(huán)保衛(wèi)生：采用紅外線自動(dòng)感應(yīng)裝置，免接觸設(shè)計(jì)，防止二次傳染。安全便捷：帶鎖防盜設(shè)計(jì)，安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

自動(dòng)紙巾機(jī)紅外線感應(yīng)裝置原理：通過紅外線反射原理，當(dāng)人體的手或身體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管，通過集成線路內(nèi)的微電腦處理后的信號(hào)發(fā)送給紙巾機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出紙。

軟件部分：通過程序?qū)λ杉男畔⑦M(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)更新以達(dá)到精準(zhǔn)分類的目的。通過數(shù)模轉(zhuǎn)換后臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各垃圾箱的儲(chǔ)存情況，以便隨時(shí)清理和定期維護(hù)。

垃圾分類系統(tǒng)軟件由基礎(chǔ)層、框架層、組件層、物業(yè)層及客戶端組成。

基礎(chǔ)層：由電路芯片，機(jī)械電子驅(qū)動(dòng)，紅外線感應(yīng)裝置等部件構(gòu)成基礎(chǔ)層。

框架層：配合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，搭建穩(wěn)定、可擴(kuò)展的系統(tǒng)，適合超大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算。

組建層：結(jié)合智能垃圾分類管理的需求，垃圾分類系統(tǒng)軟件具備高擴(kuò)展性及兼容性，實(shí)現(xiàn)垃圾的智能分類?？梢葬槍?duì)其它不同平臺(tái)的管理軟件開放不同的接口，兼容大數(shù)據(jù)共享，全球進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)記錄。人臉識(shí)別部分軟件系統(tǒng)基于OpenCV庫，在Visual c++6.0的環(huán)境下進(jìn)行調(diào)試，運(yùn)用了MFC工具，基于隱馬爾可夫模型為基礎(chǔ)進(jìn)行人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用。

物業(yè)層及客戶端：對(duì)個(gè)人的垃圾重量進(jìn)行稱量并記錄，采用積分原則，對(duì)客戶進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

三、結(jié)論

該智能垃圾分類柜可以自主進(jìn)行垃圾分類，不同的垃圾類別通過檢測(cè)裝置歸入到相應(yīng)的垃圾箱內(nèi)，減少人們因識(shí)錯(cuò)垃圾類別導(dǎo)致放錯(cuò)垃圾箱為后續(xù)的垃圾處理帶來麻煩的問題。

與以往的智能垃圾分類相比，我們?cè)O(shè)計(jì)了人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行登錄，對(duì)投放的垃圾進(jìn)行自動(dòng)稱重、對(duì)使用者所對(duì)應(yīng)的賬戶進(jìn)行積分的環(huán)節(jié)，一定的積分可以兌換一定的現(xiàn)金紅包或者兌換小禮品等。

在該智能垃圾柜上有是否需要擦手巾的裝置，這正與現(xiàn)在的疫情防護(hù)息息相關(guān)，這也為每個(gè)人的防護(hù)做出了保障。

在該智能垃圾柜的下方有一個(gè)紅外感應(yīng)裝置，為了防止人們不小心把垃圾遺落到外邊而不管不顧，破壞環(huán)境。有了這個(gè)裝置就可以在垃圾遺落到外邊的時(shí)候發(fā)起提示音來提醒使用者。對(duì)部分故意破壞垃圾柜的人，本產(chǎn)品實(shí)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能的人臉識(shí)別功能可以追溯到破壞者本人。

項(xiàng)目：大連科技學(xué)院，基于人臉識(shí)別的社區(qū)智能垃圾分類柜，X202113207050

作者簡(jiǎn)介：夏爽，2001年4月25日，女，漢，遼寧調(diào)兵山，本科，大連科技學(xué)院，電氣工程及其自動(dòng)化

陳俊宇，2001年8月25日，男，漢，吉林長春，本科，大連科技學(xué)院，電氣工程及其自動(dòng)化

潘海龍，2000年12月20日，男，漢，河北省承德市，本科，大連科技學(xué)院，電氣工程及其自動(dòng)化