CN212830696U - 垃圾分类的智能投放*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垃圾分类的智能投放***，包括有主控板、电容显示屏、读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、语音播报装置、自动开闭桶盖、称重装置、无线通信装置、温湿度传感器和数字型舵机。本实用新型通过主控器控制语音识别装置和二维码扫描装置识别要投放的垃圾，并通过数字型舵机来控制对应的垃圾箱体的自动开闭桶盖打开，便于用户投放，提高了垃圾分类的准确性，大大降低了人工劳动成本，并且克服了传统垃圾分类方式垃圾分类效果不准确的缺陷。本实用新型智能化程度高，***装置设定合理，通过自动化实现分类垃圾的投放，具有运行稳定使用方便的优点。

Description

垃圾分类的智能投放***

技术领域

本实用新型涉及一种智能设备领域，具体地说是一种垃圾分类的智能投放***。

背景技术

当前垃圾分类一直是全民关心的话题。包括北京、上海、南京、苏州在内的46个城市喜提垃圾分类重点城市，要求在2020年底前基本建成垃圾分类处理***。在此背景下，分类垃圾桶逐渐成为刚需。据央视报道，天猫数据显示，6月份“分类垃圾桶”关键词搜索量同比增长30倍以上，销售额同比增长5倍以上。国内外研究者针对此问题设计了不同的垃圾分类处理方案，但迄今为止，垃圾分类处理存在亟待解决的问题：一、目前大多数垃圾分类处理***仍旧采用单一识别方式进行识别。二、采用多种识别方式的垃圾分类处理***所提出的方案大部分只存在于理论设计，设计出实物的尚且不多。三、虽然已有很多研究学者提出不同解决方案，有多种识别方式的垃圾分类处理***制做出了实物，但分类性依然有待提高，大多仅支持1-2种大类的分类，例如干垃圾、湿垃圾。四、大部分垃圾分类处理***制作成本昂贵或体积较大，难以实现不同场合、不同用户的使用。五、目前市面上的垃圾分类处理***普适性较差，无法实现针对不同用户进行不同硬件设计并在云端大数据统一分析。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种垃圾分类的智能投放***，以解决现在垃圾分类投放***中存在分类投放不准确的问题。

本实用新型是这样实现的：一种垃圾分类的智能投放***，包括有:

主控板, 分别与电容显示屏、读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、语音播报装置、自动开闭桶盖、称重装置、数字型舵机和无线通信装置连接,用于对各个装置之间的数据进行接收和传输，处理***中的数据并发送至各个装置进行调控；

电容显示屏，与主控板连接, 用于显示用户ID***和卡内积分；

读卡装置，与主控板连接,用于对投放垃圾的用户ID卡的***和拔出进行识别,并将ID卡的识别信息传回主控板,主控板提取该用户目前***和卡内积分,并通过显示屏显示该***和卡内积分，同时在识别ID卡拔出时，由主控板控制数字型舵机将打开的自动开闭桶盖关闭；

二维码扫描装置, 与主控板连接,用于对二维码进行扫描识别,并将识别到的信息发送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应垃圾桶体的自动开闭桶盖打开；

语音识别装置，与主控板连接,通过按键进行激活后对语音进行识别，并将识别信息传送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应的垃圾箱桶盖打开；

语音播报装置, 与主控板连接,用于对语音识别所属垃圾类别进行播报；

自动开闭桶盖,设置四个分别与四个数字型舵机连接，经由数字型舵机控制连接至主控板,用于控制对应四个垃圾桶体的闭合；

称重装置，与主控板连接,用于在垃圾投放后进行称重并与计算该次称重所得的重量与前一次称重所得的重量的差值，所述差值为该次投放的垃圾的重量，并将重量数据传输至主控板，进行重量积分转换函数换算为积分由主控板通过读卡装置写入用户ID卡并将积分数据由无线通信装置回传给云端进行数据统计分析；

无线通信装置，与主控板连接，用于在主控板的控制下将用户ID卡和积分数据传给云端进行数据统计分析；以及

数字型舵机,与主控板连接，用于控制自动开闭桶盖的开合。

还包括有温湿度传感器，与主控板连接, 用于对环境温湿度进行检测并实时回传给主控板，通过主控板将温湿度信息在电容显示屏上显示。

还包括有舵机驱动板,与所述主控板和数字型舵机连接， 用于在主控板的控制下驱动数字型舵机转动。

所述主控板为STM32战舰V3主控板，电容显示屏为TFTLCD4.3英寸电容显示屏，温湿度传感器为DHT11温湿度传感器，读卡装置为RFID_RC522读卡装置，数字型舵机为GM995数字型舵机。

所述称重装置包括有压力传感器、HX711AD转换传感器，两块亚克力圆盘和支撑圆盘的5个尼龙导柱，所述称重装置有四个，分别设置在四个垃圾桶体底部。

所述数字型舵机固定在所述自动开闭桶盖的闭合面上，在所述数字型舵机的单臂上铰接有开合条，所述开合条的另一端固定在垃圾桶体的上边沿内部，在自动开闭桶盖闭合时，单臂和开合条呈重合状态，数字型舵机单臂转动带动开合条转动，转动到单臂和开合条呈一条直线时将自动开闭桶盖打开。

本实用新型通过主控器控制语音识别装置和二维码扫描装置识别要投放的垃圾，并通过数字型舵机来控制对应的垃圾箱体的自动开闭桶盖打开，便于用户投放，提高了垃圾分类的准确性，大大降低了人工劳动成本，并且克服了传统垃圾分类方式垃圾分类效果不准确的缺陷。通过称重装置重量积分转换函数转换为相应积分存入用户卡中，根据积分设置相应奖励，提高了公民垃圾分类积极性，养成垃圾分类的好习惯。垃圾桶体与自动开闭桶盖采用可分离结构，安装稳定、取出方便、利于清洁。通过无线通信装置将用户***、积分数据变化块回传至云端，通过大数据加以分析获取居民生活垃圾数据进行精准服务。本实用新型智能化程度高，***装置设定合理，通过自动化实现分类垃圾的投放，具有运行稳定使用方便的优点。

本实用新型***灵活性强、成本可控，具有公共使用、家庭使用、应用于垃圾分类早教于一体的强普适性，基于大数据分析和物联网技术可以针对性的通过获取的信息制定当前我国生态文明建设方面的解决方案。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图。

图2是自动开闭桶盖和数字型舵机的示意图。

图3是语音识别装置的芯片原理图。

图4是无线通信装置的芯片原理图。

图5是主控板的芯片原理图。

图中：1、自动开闭桶盖,2、数字型舵机，3、单臂，4、开合条，5、垃圾桶体。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括有主控板、电容显示屏、读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、语音播报装置、自动开闭桶盖1、称重装置、无线通信装置、温湿度传感器、数字型舵机2和四个垃圾桶体5。

主控板为STM32战舰V3主控板，位于控制面板的内槽里，通过电源模块供给电源，通过板载接口分别与电容显示屏、读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、语音播报装置、自动开闭桶盖1、称重装置、数字型舵机2和无线通信装置连接,用于对各个装置之间的数据进行接收和传输，处理***中的数据并发送至各个装置进行调控。图5为主控板的芯片原理图。

电容显示屏为TFTLCD4.3英寸电容显示屏，与主控板连接, 用于显示用户ID卡内的积分，以及当前环境实时温湿度。电容显示屏由STM32战舰V3主控制板的16位80并口驱动，可以通过TFTLCD4.3电容显示屏的2*17的排针与STM32战舰V3主控制板直接对接。利用PCtoLCD2002取模生成字模可实现多种语言选择显示，界面设计可针对不同场合使用、不同小区使用、不同客户要求进行设定。

读卡装置为RFID_RC522读卡装置， 与主控板连接,用于对投放垃圾的用户ID卡的***和拔出进行识别,并将ID卡的识别信息传回主控板,主控板提取该用户目前***和卡内积分,并通过显示屏显示该***和卡内积分，同时在识别ID卡拔出时，由主控板控制数字型舵机2将打开的自动开闭桶盖1关闭。小区每户居民具有唯一对应的ID***(M1卡即可，无需另配卡片)，利用RFID_RC522读卡装置对该投放垃圾用户的ID卡进行识别，将ID卡是否识别成功等读取状态通过SPI2回传给STM32战舰V3主控制板，同时从云端提取该用户目前卡内积分，并在TFTLCD4.3电容显示屏上显示出***以及当前积分并回传给STM32战舰V3主控制板和云端。居民拔卡后RFID_RC522读卡装置通过SPI2接收信号回传给STM32战舰V3主控制板，STM32战舰V3主控制板经由I2C连接PCA69685产生PWM信号控制GM995数字型舵机2转动，数字型舵机2控制自动开闭桶盖1闭合，完成一次投放。

二维码扫描装置采用GM65二维码识别传感器，与主控板连接, 用于对二维码进行扫描识别,并将识别信息发送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应垃圾桶体5的自动开闭桶盖1打开。语音识别装置采用LD3320语音识别传感器，包含MIC，与主控板连接,通过按键进行激活后对语音进行识别，并将识别信息传送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应的垃圾箱桶盖打开。语音播报装置通过语音识别装置的3.5mm外接口与主控板连接,对语音识别所属垃圾类别进行播报。图3是语音识别装置的芯片原理图。

当读卡装置成功读取ID卡并传至主控制板时，二维码扫描装置和语音识别装置被激活。可根据用户选择进行识别方式的选择：

方式一：二维码扫描装置识别，针对成袋垃圾。

公共使用时小区进行垃圾袋发放，针对可回收物、有害垃圾、厨余垃圾、其他垃圾对应不同颜色贴有二维码标识的垃圾袋，当读卡装置成功读取ID卡，通过二维码扫描装置进行二维码识别，将二维码扫描装置读取的二维码ASCII码数据通过UART1回传给主控制板对应开箱投放。

作为家用型使用时，将二维码扫描装置配套产品早教垃圾图案卡片(团卡片右上角含有对应垃圾所属类别二维码)，可作为家庭垃圾分类早教产品使用。

方式二：语音识别装置识别，针对非成袋垃圾。

公共使用时对于用户在回家或出门前产生的单件或者几件垃圾，用户可以在当读卡装置成功读取ID卡后通过主控制板的按键KEY_UP进行控制，激活语音识别装置进入语音识别模式。通过关键字，例如：打火机、报纸、剩饭剩菜、镜子等加以识别，语音识别装置和语音播报装置通过SPI1链接至STM32战舰V3主控制板并进行垃圾所属类别播报以及对应的自动开箱投放。

自动开闭桶盖1,设置有四个分别与四个数字型舵机2连接，控制对应四个垃圾桶体5的开启和闭合。数字型舵机2为GM995数字型舵机2, 经由PCA9685 16路舵机驱动板的IIC与STM32战舰V3主控制板连接，在主控板的控制下驱动数字型舵机2转动，以实现对自动开闭桶盖1进行开合。如图2所示，数字型舵机2固定在自动开闭桶盖1的闭合面上，在数字型舵机2的单臂3上铰接有开合条4，开合条4的另一端固定在垃圾桶体5的上边沿内部，在自动开闭桶盖1闭合时，单臂3和开合条4呈重合状态，数字型舵机2单臂3转动带动开合条4转动，转动到单臂3和开合条4呈一条直线时将自动开闭桶盖1打开。

称重装置包括有压力传感器和HX711AD转换传感器，两块亚克力圆盘和支撑圆盘的5个尼龙导柱，用于承托待称重的垃圾，该称重装置有四个，分别设置在四个垃圾桶体5底部。称重装置由两个普通IO口与STM32战舰V3主控板进行连接传输,用于在垃圾投放后进行称重并与计算该次称重所得的重量与前一次称重所得的重量的差值，所述差值为该次投放的垃圾的重量，并将重量数据传输至主控板，进行重量积分转换函数换算为积分由主控板通过读卡装置写入用户ID卡并将积分数据由无线通信装置回传给云端进行数据统计分析。

无线通信装置与主控板控制连接，无线通信装置通过无线连接方式（WIFI）连接到该***所在社区物业管理平台(即所述云端)，在主控板的控制下将用户ID卡和积分数据传给云端进行数据统计分析，通过大数据加以分析获取居民生活垃圾数据进行精准服务。通过无线通信装置连接云端可基于大数据统一分析，针对不同地区、不同城市、不同用户制定合适的生态文明建设策略，加速推进生态文明建设进程。图4是无线通信装置的芯片原理图。

温湿度传感器为DHT11温湿度传感器，温湿度传感器与主控板连接,对环境温湿度进行检测并实时回传给主控板，通过主控板将温湿度信息在电容显示屏上显示。由STM32战舰V3主控制板搭载DHT11温湿度传感器对环境温湿度进行实时回传，DHT11温湿度传感器与STM32战舰V3主控制板之间能采用简单的单总线进行通信，仅仅需要STM32战舰V3主控制板一个 I/O 口PG11。

其中，读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、称重装置和温湿度传感器为***中的数据采集部分。数字型舵机2、自动开闭桶盖1和舵机驱动板为***的机械驱动部分。无线通信装置，WIFI和云端为***的数据统计部分。

TFTLCD4.3英寸电容显示屏、DHT11温湿度传感器和无线通信装置通过STM32战舰V3主控制板接口连接进行通信。RFID_RC522读卡装置和语音识别装置通过SPI与STM32战舰V3主控制板相连接相互通信。其中语音播报装置通过语音识别装置Speaker 3.5mm接口相连接。二维码扫描装置通过UART1与STM32战舰V3主控制板相连接相互通信。

Claims (6)

1.一种垃圾分类的智能投放***，其特征是，包括有：

主控板，分别与电容显示屏、读卡装置、二维码扫描装置、语音识别装置、语音播报装置、自动开闭桶盖、称重装置、数字型舵机和无线通信装置连接，用于对各个装置之间的数据进行接收和传输，处理***中的数据并发送至各个装置进行调控；

电容显示屏，与主控板连接, 用于显示用户ID***和卡内积分；

读卡装置，与主控板连接,用于对投放垃圾的用户ID卡的***和拔出进行识别，并将ID卡的识别信息传回主控板,主控板提取该用户目前***和卡内积分，并通过显示屏显示该***和卡内积分，同时在识别ID卡拔出时，由主控板控制数字型舵机将打开的自动开闭桶盖关闭；

二维码扫描装置， 与主控板连接，用于对二维码进行扫描识别，并将识别到的信息发送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应垃圾桶体的自动开闭桶盖打开；

语音识别装置，与主控板连接，通过按键进行激活后对语音进行识别，并将识别信息传送给主控板，由主控板根据识别信息控制相应的垃圾箱桶盖打开；

语音播报装置, 与主控板连接，用于对语音识别所属垃圾类别进行播报；

自动开闭桶盖,设置四个分别与四个数字型舵机连接，经由数字型舵机控制连接至主控板,用于控制对应四个垃圾桶体的闭合；

称重装置，与主控板连接,用于在垃圾投放后进行称重并与计算该次称重所得的重量与前一次称重所得的重量的差值，所述差值为该次投放的垃圾的重量，并将重量数据传输至主控板，进行重量积分转换函数换算为积分由主控板通过读卡装置写入用户ID卡并将积分数据由无线通信装置回传给云端进行数据统计分析；

无线通信装置，与主控板连接，用于在主控板的控制下将用户ID卡和积分数据传给云端进行数据统计分析；以及

数字型舵机，与主控板连接，用于控制自动开闭桶盖的开合。

2.根据权利要求1所述的垃圾分类的智能投放***，其特征是，还包括有温湿度传感器，与主控板连接, 用于对环境温湿度进行检测并实时回传给主控板，通过主控板将温湿度信息在电容显示屏上显示。

3.根据权利要求1所述的垃圾分类的智能投放***，其特征是，还包括有舵机驱动板,与所述主控板和数字型舵机连接， 用于在主控板的控制下驱动数字型舵机转动。

4.根据权利要求1所述的垃圾分类的智能投放***，其特征是，所述主控板为STM32战舰V3主控板，电容显示屏为TFTLCD4.3英寸电容显示屏，温湿度传感器为DHT11温湿度传感器，读卡装置为RFID_RC522读卡装置，数字型舵机为GM995数字型舵机。

5.根据权利要求1所述的垃圾分类的智能投放***，其特征是，所述称重装置包括有压力传感器、HX711AD转换传感器，两块亚克力圆盘和支撑圆盘的5个尼龙导柱，所述称重装置有四个，分别设置在四个垃圾桶体底部。

6.根据权利要求1所述的垃圾分类的智能投放***，其特征是，所述数字型舵机固定在所述自动开闭桶盖的闭合面上，在所述数字型舵机的单臂上铰接有开合条，所述开合条的另一端固定在垃圾桶体的上边沿内部，在自动开闭桶盖闭合时，单臂和开合条呈重合状态，数字型舵机单臂转动带动开合条转动，转动到单臂和开合条呈一条直线时将自动开闭桶盖打开。

Images