CN207671068U - 基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，包括一柜体，所述柜体内设有若干个垃圾回收单元，还包括设于所述柜体上或柜体内的主控单元，以及连接所述主控单元的人机交互单元、身份认证单元、垃圾分类识别单元、激励单元及通信单元；其中，所述主控单元用于接收处理数据信息及发出控制指令，所述人机交互单元用于输入信息或提供指示、反馈信息，所述身份认证单元用于采集、识别投放者身份，所述垃圾分类识别单元用于识别垃圾种类，所述激励单元用于给投放者提供相应的奖品，所述通信单元用于与外部设备通信。该装置以学校、社区、写字楼、工厂等人口密集区域人员为主要服务对象，解决有毒有害垃圾与可回收垃圾的回收处理问题。

Description

基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及***

技术领域

本实用新型涉及垃圾回收装置领域，具体涉及一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及***。

背景技术

杭州市从2009年起开展垃圾分类工作，政府免费向市民提供厨余垃圾袋，并配套绿色垃圾桶和生活垃圾清洁直运车，推行八年以来，在垃圾分类上取得了很大的成绩，在全国范围内开创了垃圾分类的“杭州模式”。但在执行过程中也暴露了很多问题，如：市民垃圾分类不到位、垃圾处理不分类等。与此同时，杭州主城区日均产生垃圾10000余吨，仅2016年，市区全年生活垃圾产生量370 余万吨。目前我国的垃圾回收再利用率还很低，有一半的垃圾都被填埋了，杭州的天子岭垃圾填埋场库容使用年限已不足5年，垃圾直接填埋不但大大降低了资源的循环利用率，同时还加大了对环境的污染，影响各种动植物的正常生长。

要解决垃圾围城的问题，唯一的办法只有对垃圾进行分类，资源循环化使用。分类处理后，需要填埋的垃圾就大为减少，对环境的影响也同步减小，例如瑞典，分类后的垃圾一半被用来燃烧发电，其他的绝大多数实现了再使用或再制造，最后只剩下3％的垃圾是需要填埋的。这种处理模式在国外已经得到了成功验证，而我国人口众多，经济高速发展的现状带来了垃圾数量急剧增加的问题。同时我国又面临资源短缺的窘境，例如我们日常生活中常见的塑料，它主要由石油加工处理而来，2016年中国进口石油38101万吨，而2016年中国废弃塑料达到500万吨。对垃圾进行分类回收，是实现垃圾作为一种特殊资源的再循环、再使用的一种有效方法，是实现可持续发展的关键。所以政府部门已开始高度重视垃圾的回收问题，而市民能否将垃圾分类执行到位，则直接从源头上决定了回收效果和垃圾资源化利用率。因此，想要解决我国目前严重的垃圾问题，就要坚持对垃圾进行分类回收，并带动市民参与到其中，让市民深刻地参与到垃圾正确分类与回收再利用是非常重要的。以目前杭州为例，政府免费提供可降解厨余垃圾袋，厨余垃圾实现了清洁直运，但一般垃圾、可回收垃圾、有毒有害垃圾未能实现有效分类，大部分场合只有厨余垃圾和一般垃圾桶。尤其大部分电池、过期药品、水银等有毒有害垃圾体积较小，导致有毒有害垃圾、可回收垃圾都与一般垃圾混合投放。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及***，以在校用户为主要服务对象，解决有毒有害垃圾与可回收垃圾的回收处理问题。

为解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，包括一箱体，所述箱体内设有若干个垃圾回收单元，还包括设于所述箱体上或箱体内的主控单元，以及连接所述主控单元的人机交互单元、身份认证单元、垃圾分类识别单元、激励单元及通信单元；其中，所述主控单元用于接收处理数据信息及发出控制指令，所述人机交互单元用于输入信息或提供指示、反馈信息，所述身份认证单元用于采集、识别投放者身份，所述垃圾分类识别单元用于识别垃圾种类，所述激励单元用于给投放者提供相应的奖品，所述通信单元用于与外部设备通信。

可选的，每个垃圾回收单元包括垃圾桶、设于垃圾桶入口处的可翻转挡板，以及重量传感器和红外传感器，其中，所述可翻转挡板、重量传感器和红外传感器连接所述主控单元，所述重量传感器安装在可翻转挡板上，用于检测落入挡板上物体的重量，所述红外传感器用于检测垃圾桶内垃圾的容量。

可选的，所述若干个垃圾回收单元包括但不限于塑料垃圾回收单元、纸类垃圾回收单元、金属垃圾回收单元和有毒有害垃圾回收单元。

可选的，所述人机交互单元包括触摸屏、声音模块及红外感应模块；所述人机交互单元在无人操作时自动关闭待机以节约装置耗电，在红外感应模块感应到有人时，自动开机；所述触摸屏和声音模块用于提示投放者进行投放操作。

可选的，所述身份认证单元包括本区域用户验证模块、刷卡采集模块、摄像模块、指纹采集模块，所述本区域用户验证模块用于投放者选择单位、小区和/或输入学号、员工编号、户号进行验证，所述刷卡采集模块用于投放者通过刷卡验证身份，所述摄像模块用于采集人脸数据以进行后台比对，所述指纹采集模块用于采集指纹数据以进行后台比对，确认投放者身份。

可选的，所述垃圾分类识别单元包括激光扫码器或红外扫码器，当投入垃圾上印有条形码时，所述激光扫码器或红外扫码器用于通过扫描条形码获取垃圾种类信息，以进行后续分类回收处理。

可选的，所述激励单元包括一奖品发放模块，所述奖品发放模块包括若干个奖品仓、奖品出口及红外传感器，所述奖品仓用于存储、分发不同的奖品，所述红外传感器安装于奖品出口处，用于检测奖品是否发出。

可选的，所述主控单元至少包括：

激励统计单元，用于根据投入垃圾重量按照设定逻辑兑换积分，将积分累计到投放者账号中；

数据收集单元，包括模拟信号和数字信号收集模块，用于接收身份认证单元、垃圾分类识别单元、垃圾回收单元及激励单元传输的数据，并进行预处理；

以及数据处理单元，用于处理激励统计单元和数据收集单元采集的数据，作出相应的反馈或发出控制指令，并通过通信单元与外部设备通信，实现数据同步。

进一步的，所述校园垃圾智能分类回收装置还包括电源单元，所述电源单元包括设于箱体上的太阳能电池板，以及充电器、蓄电池、交流220V电源输入***和整流模块；其中，在光照允许条件下通过太阳能电池板为装置提供直流 5V、12V或24V工作电源，光照条件不佳时采用市电220电源为装置供电。

本实用新型还提供了一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收***，包括若干个如上所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，还包括云服务器，所述云服务器设置在远端运营商或云存储服务商处，并通过无线连接与所述基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置进行数据交换。

本实用新型的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及***，以解决有毒有害垃圾与可回收垃圾为主要目标，以人员密集区域用户为主要服务对象，安装于学校、小区、写字楼等人员密集区域中，接入互联网，专门接收用户将家里或自己学习、生活中产生的有毒有害与金属、塑料等可回收垃圾，在幼儿园、小学、中学、大学这些最具可塑性的人生阶段培养正确的垃圾分类与回收习惯，并辅之以奖励机制，与校园环保、品德教育有机结合，不但实现垃圾正确分类与回收，更重要的是为以后社会整体环保、资源循环利用理念打下坚实基础。

本实用新型的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置及***具有如下优点：

1、以在校用户作为主要用户：将激励机制与学校教育有机结合，顺应用户可塑性强、集体荣誉感强、凝聚力强的特点，将家庭垃圾中较少的有毒有害与可回收垃圾集中到学校，并将物质激励机制与学校精神激励机制结合，并可实现由个体组合实现小队、班级、年级与学校间的环保竞赛，通过线上、线下的结合建立垃圾正确分类与回收的长效机制。

2、个体身份识别：使垃圾投放能落实到个人，契合垃圾正确分类与回收机制依靠每个人的原则。

3、垃圾种类识别：可通过条形码识别垃圾种类，将识别后的垃圾自动分类到相应位置，对无条形码的垃圾则由投放人选择垃圾种类后分类到相应位置。

4、基于互联网的数据收集分析：对每次垃圾投放数据进行收集分析，绘制每个用户的环保曲线，实时查看垃圾正确分类回收贡献，同时可实现小队、班级、年级、学校间互动竞赛。

附图说明

图1为本实用新型的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

本实用新型提供了一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收***，其包括多个校园垃圾智能分类回收装置，以及与之远程连接的云服务器。

其中，如图1所示的优选实施例中，校园垃圾智能分类回收装置为落地柜式结构，包括箱体1，箱体1上设有人机交互单元11，身份认证单元12，奖品出口13，垃圾分类识别单元14，四个垃圾回收单元，包括塑料垃圾回收单元15a、纸类垃圾回收单元15b、金属垃圾回收单元15c和有毒有害垃圾回收单元15d，太阳能电池板16，奖品仓17，以及电源和网线接口18。箱体1内还设有分别连接上述各单元的主控单元、通信单元以及电源。

下面对上述各个单元的组成结构及功能进行详细说明：

1)人机交互单元：人机交互单元由触摸屏、声音模块、红外感应模块构成，人机交互单元在无人操作时自动关闭待机以节约装置耗电，在红外感应模块感应到有人时，自动开机，触摸屏显示操作菜单，并声音提示操作，在每一步操作完成后，声音模块自动播放预先录制的内容以知道垃圾投放者操作。

2)身份认证单元：身份认证单元由本区域用户验证模块、摄像模块、指纹采集模块构成，本校用户/教工验证模块与刷卡采集模块仅供本校用户、教职员工使用，校外人员无法使用，本校用户/教工验证模块进入菜单后，选择对应的班级或部门进入，输入自己的学号或教工编号，验证后进入下一步菜单；刷卡采集模块是本校用户和教职员工进入操作菜单后，可以刷刷卡来验证身份；摄像模块则是在本校或非本校投放垃圾时都能使用，摄像模块采集人脸数据，通过通讯模块与云端服务器储存数据进行比对，比对适配正确则验证通过进入下一菜单；指纹采集模块也是在本校或非本校投放垃圾时都能使用，指纹采集模块采集指纹数据与云端服务器中预先录制的指纹数据比对，比对适配正确则验证通过进入下一菜单。

3)垃圾分类识别单元：由激光扫码器或红外扫码器构成，投入垃圾上印有条形码时，将条形码对准激光或红外扫码器扫描，扫描后垃圾分类识别单元自动识别垃圾种类，识别后自动将垃圾送入对应垃圾回收单元内。

4)垃圾回收单元：每台装置配有四个垃圾回收单元，分别接收塑料、纸张、金属和有毒有害垃圾。每个垃圾回收单元由重量传感器、红外传感器、可翻转挡板和垃圾桶构成，重量传感器安装在挡板上，可检测落入挡板上物体的重量，垃圾投入后，落在挡板上，重量传感器检测出投入垃圾重量后，将数据发送给数据采集单元，数据采集单元处理后发送给主控单元，主控单元确认后，发送确认信息给塑料垃圾回收单元，塑料垃圾回收单元接收到信息后，挡板翻转，塑料垃圾掉入垃圾桶内，完成塑料垃圾回收程序。当桶内垃圾超过设定容积最大限度，红外传感器被垃圾遮断对射，向数据采集单元发出报警信号，数据采集单元处理后发给主控单元，主控单元通过通信单元向服务器发送信息，提示垃圾回收公司到校清运垃圾。

5)奖品发放单元：由若干个奖品仓、奖品出口、红外传感器构成，奖品仓包含奖品螺旋货道、电机，每个奖品仓由根据兑换积分设置不同的奖品；用户在人机交互单元选择奖品兑换菜单，密码校验后，用户选择奖品，确认后，对应的奖品仓电机启动，螺旋形的货道原地转动，把放在螺距空档的奖品退出来掉在奖品出口处；奖品出口处红外传感器检测奖品是否已出，未出，则发送信号给数据采集单元，主控单元重新启动用户选择的奖品仓发送奖品，发送成功后，数据采集单元发送信息主控单元自动更新奖品库存数据，在奖品库存数据达到报警值时通过通信单元向服务器发送信息提示运营商到校补充奖品。

6)主控单元：接收人机交互单元输入信号，控制相关单元动作，接收数据采集单元数据，运算后根据设置逻辑控制相关单元动作，主要包括如下三个组成部分：

a.激励统计单元，用于根据投入垃圾重量按照设定逻辑兑换积分，将积分累计到投放者账号中；

b.数据收集单元，包括模拟信号和数字信号收集模块，用于接收身份认证单元、垃圾分类识别单元、垃圾回收单元及激励单元传输的数据，并进行预处理；

c.数据处理单元，用于处理激励统计单元和数据收集单元采集的数据，作出相应的反馈或发出控制指令，并通过通信单元与外部设备通信，实现数据同步。

7)通信单元：通过以太网发送和接收数据，实现校园垃圾智能分类回收装置与云服务器及客户端的实时通讯。

8)电源单元：由太阳能电池板、充电器、蓄电池、交流220V电源输入***，整流模块，在光照条件允许下通过太阳能为装置提供直流5V、12V、24V 工作电源，光照条件不佳时采用市电220电源为装置供电。

另外，***中的云服务器设置在远端运营商或云存储服务商处，与装置实现数据交换。

本实用新型的校园垃圾智能分类回收装置和***工作流程如下：

当用户家里或学校中产生的有毒、有害垃圾与可回收垃圾需要处理时，用户带到校园内安装的校园垃圾智能分类回收装置处，装置通过红外感应到有人体后自动激活开机。用户通过身份识别后，进入自己的账号，继续在触摸屏上选择垃圾种类，如果丢弃的垃圾上有条形码，则可在屏幕下方的垃圾识别单元通过激光扫码自动识别垃圾种类，投放到对应的垃圾回收箱内，如果垃圾没有条形码，则人工选择塑料、纸、金属、有毒、有害垃圾。选择后，对应的垃圾回收箱门自动打开，用户将垃圾投入到垃圾箱内，垃圾回收单元接收到垃圾后自动称重，激励统计单元按重量兑换积分，更新并存储数据至数据收集单元。同时主控单元通过通信单元向服务器发送数据并存储在服务器。垃圾回收单元对塑料、纸张等容积大的垃圾进行压缩降容处理。垃圾回收单元内回收的垃圾达到设置的最大容积门限时，触发报警信号，主控单元接收报警信号后，通过通讯模块向垃圾回收单位发送信息，提示垃圾回收单位到校清运垃圾。奖品发放单元提供不同积分兑换的实物奖品，用户或教职员工根据自己账户积分，选择相应奖品，奖品发放单元将奖品从装置中放出，领取后，主控单元扣除相应积分并存储数据，并将数据通过通信单元发送至服务器存储。

下面通过一次垃圾投放过程进行进一步说明：

第1步，用户走到装置前端，人机交互单元红外感应触发，自动激活装置。

第2步，用户按人机交互单元触摸屏，自动激活装置。

第3步，进行身份验证：

i本区域用户在人机交互单元触摸屏选择学校、小区、单位等，输入账号，密码验证后进入自己账户；

ii本区域用户刷卡，验证通过后进入自己账户；

iii采集指纹与服务器数据比对通过后进入自己账户；

iv采集图像后后与服务器数据比对通过后进入自己账户。

第4步，进行垃圾识别：

i印有条形码的垃圾可在垃圾识别单元处扫码识别后，自动打开对应垃圾箱门投入；

ii无条形码垃圾，用户在人机交互单元触摸屏上选择垃圾种类，对应垃圾箱门自动打开。

第5步，垃圾投放：

i垃圾投入后，垃圾箱门自动关闭；

ii垃圾投入在挡板上，重量传感器自动对垃圾进行称重，称重完成后，挡板翻转，垃圾掉入垃圾箱内。

第6步，兑换积分：

激励统计单元自动按垃圾重量和种类兑换积分，积分汇至用户账户内，并传至远程云服务器实现数据更新，可实现个人、不同集体数据汇总、排位。

第7步，兑换奖品：

用户积分达到兑换标准后，用户可选择兑换奖品，在触摸屏上选择奖品，装置扣除积分后，奖品自动送至奖品出口，用户领取，领取后，自动扣除积分。

第8步，退出：

用户投放垃圾，兑换积分，领取奖品完成后，退出当前用户账号，等待下一个用户使用。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，包括一柜体，所述柜体内设有若干个垃圾回收单元，其特征在于：还包括设于所述柜体上或柜体内的主控单元，以及连接所述主控单元的人机交互单元、身份认证单元、垃圾分类识别单元、激励单元及通信单元；其中，所述主控单元用于接收处理数据信息及发出控制指令，所述人机交互单元用于输入信息或提供指示、反馈信息，所述身份认证单元用于采集、识别投放者身份，所述垃圾分类识别单元用于识别垃圾种类，所述激励单元用于给投放者提供相应的奖品，所述通信单元用于与外部设备通信。

2.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：每个垃圾回收单元包括垃圾桶、设于垃圾桶入口处的可翻转挡板，以及重量传感器和红外传感器，其中，所述可翻转挡板、重量传感器和红外传感器连接所述主控单元，所述重量传感器安装在可翻转挡板上，用于检测落入挡板上物体的重量，所述红外传感器用于检测垃圾桶内垃圾的容量。

3.如权利要求2所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：所述若干个垃圾回收单元包括但不限于塑料垃圾回收单元、纸类垃圾回收单元、金属垃圾回收单元和有毒有害垃圾回收单元。

4.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：所述人机交互单元包括触摸屏、声音模块及红外感应模块；所述人机交互单元在无人操作时自动关闭待机以节约装置耗电，在红外感应模块感应到有人时，自动开机；所述触摸屏和声音模块用于提示投放者进行投放操作。

5.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：所述身份认证单元包括本区域用户验证模块、刷卡采集模块、摄像模块、指纹采集模块，所述本区域用户验证模块用于投放者选择单位、户号和/或输入学号或元工编号进行验证，所述刷卡采集模块用于投放者通过刷卡验证身份，所述摄像模块用于采集人脸数据以进行后台比对，所述指纹采集模块用于采集指纹数据以进行后台比对，确认投放者身份。

6.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：所述垃圾分类识别单元包括激光扫码器或红外扫码器，当投入垃圾上印有条形码时，所述激光扫码器或红外扫码器用于通过扫描条形码获取垃圾种类信息，以进行后续分类回收处理。

7.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于：所述激励单元包括一奖品发放模块，所述奖品发放模块包括若干个奖品仓、奖品出口及红外传感器，所述奖品仓用于存储、分发不同的奖品，所述红外传感器安装于奖品出口处，用于检测奖品是否发出。

8.如权利要求1所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于，所述主控单元至少包括：

激励统计单元，用于根据投入垃圾重量按照设定逻辑兑换积分，将积分累计到投放者账号中；

数据收集单元，包括模拟信号和数字信号收集模块，用于接收身份认证单元、垃圾分类识别单元、垃圾回收单元及激励单元传输的数据，并进行预处理；

以及数据处理单元，用于处理激励统计单元和数据收集单元采集的数据，作出相应的反馈或发出控制指令，并通过通信单元与外部设备通信，实现数据同步。

9.如权利要求1-8任一项所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元包括设于箱体上的太阳能电池板，以及充电器、蓄电池、交流220V电源输入***和整流模块；其中，在光照允许条件下通过太阳能电池板为装置提供直流5V、12V或24V工作电源，光照条件不佳时采用市电220电源为装置供电。

10.一种基于习惯性教育的垃圾智能分类回收***，包括若干个如权利要求1-9任一项所述的基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置，还包括云服务器，所述云服务器设置在远端运营商或云存储服务商处，并通过有线或无线网络连接与所述基于习惯性教育的垃圾智能分类回收装置进行数据交换。