Vol. 41 /No. 18/Westleather基于物联网的智能垃圾分类系统的概述卢恒煜(华信咨询设计研究院有限公司 ， 浙江杭州 310052)摘 要 ： 党 “ 十九大 ” 首次将垃圾分类议题写入报告 ， 传统的分类垃圾箱已无法满足城市垃圾分类的需要 。 垃圾产量不断增 加 ， 垃圾资源的浪费迫使垃圾分类需求日益强烈 ， 合理分配垃圾资源是十九大后亟需解决的问题 。 通过使用物联网技术的垃圾箱 能有效解决原有垃圾分类的痛点 ， 促使垃圾分类合理化 、 有效化 ， 同时可以增加相关奖励机制 ， 引导城市垃圾的分类 。关键词 ： 垃圾分类 ； 物联网 ； 智能化中图分类号 ： TP311 文献标...
Vol. 41 /No. 18/Westleather基于物联网的智能垃圾分类系统的概述卢恒煜(华信咨询设计研究院有限公司 ， 浙江杭州 310052)摘 要 ： 党 “ 十九大 ” 首次将垃圾分类议题写入报告 ， 传统的分类垃圾箱已无法满足城市垃圾分类的需要 。 垃圾产量不断增 加 ， 垃圾资源的浪费迫使垃圾分类需求日益强烈 ， 合理分配垃圾资源是十九大后亟需解决的问题 。 通过使用物联网技术的垃圾箱 能有效解决原有垃圾分类的痛点 ， 促使垃圾分类合理化 、 有效化 ， 同时可以增加相关奖励机制 ， 引导城市垃圾的分类 。关键词 ： 垃圾分类 ； 物联网 ； 智能化中图分类号 ： TP311 文献标志码 ： A 文章编号 ：1671 - 1602 (2019) 18 -0075 -02近年来 ， 国际经济快速发展 ， 人民的生活水平逐渐提高 ， 在生 活 、 经济水平逐年向好的背景下 ， 国内各大城市的垃圾分类水平却 日渐堪忧 ， 因垃圾分类系统的不完善导致各大城市已经被 “ 包围 ” 在 “ 垃圾山 ” 之中 。 倘若垃圾分类不能有效开展 ， 不久的将来 ， 城 市垃圾填埋场也即将饱和 。 为此党的 “ 十九大 ” 首次将垃圾分类问 题写入报告 ， 对 “ 加快生态文明体制改革 ， 建设美丽中国 ” 做出重 要部署 ， 明确要求 “ 加强固体废弃物和垃圾处置 ” 。 自 2019 年 7 月 1 日起 ， 上海已经成为全国垃圾分类强制执行的试点城市 ， 接下来 各大一 、 二线城市也将先后开展 “ 高标准 ” 的垃圾分类措施 ， 由此 基于物联网的智能垃圾分类站也应运而生 ， 为垃圾分类提供相关的 监管及便利 。1 垃圾分类的必要性“ 垃圾是放错位置的资源 ” ， 这句话可以概况国内垃圾分类的现 状 ， 据不完全统计 ， 每年我国有 250-300 亿元人民币的资源损失是 垃圾分类不合理导致的 。 由此看来 ， 垃圾的正确合理分类 ， 不仅能 有效缓解城市垃圾处理问题 ， 同样可以促使经济的可持续发展 。现有的垃圾处理的主要方式有 ： 垃圾填埋 、 垃圾焚烧和垃圾堆 肥 。 如果垃圾分类不完善 ， 会导致整个垃圾末端处理效率降低 ， 资 源浪费过大 。 例如堆肥垃圾(含水量高)未经分类进入垃圾焚烧 厂 ， 会导致垃圾热值过低 ， 降低了整个焚烧厂焚烧效率的同时可能 会增加二噁英的排放 。垃圾分类的种类因各个城市人民生活习惯及城市地理位置因素 有些许偏差 ， 主要的种类如下 ：(1) 可回收垃圾 ： 主要包括废弃玻璃 、 金属 、 塑料 、 纸张等可 以回收利用的垃圾 ；(2) 易腐垃圾(厨余垃圾 ) ： 主要为容易腐烂的生物质垃圾 ， 例如剩饭剩菜 、 植物 、 餐余垃圾等 ；(3) 有害垃圾 ： 主要为对人体健康有害含有重金属及有毒物的 垃圾 ， 如废旧电池 、 废药品等 ；(4) 其他垃圾 ： 主要是一些干垃圾 ， 对环境影响基本无危害 ， 但无再次利用价值(除去上述三类垃圾外的垃圾) 。2 物联网智能垃圾箱的技术及设计目前基于物联网的智能垃圾分类桶主要采用了射频识别技术 ， 即 RFID 技术 。 RFID 技术主要原理是通过阅读设备与相对应的数据 标签进行数据通信并有效识别的过程 。 数据标签通过与阅读设备之 间的感应电流发送标签内的数据信息 ， 或者通过标签主动发送信号 由阅读设备接收 ， 再将相关读取信息解码送至服务器处理 ， 达到数 据传输的目的 。RFID 技术的主要优势在于能够快速识别带有相应 RFID 标签的 物品 ； RFID 标签体积小 ， 适合各类设备 ； 抗污染能力和耐久性强 ； RFID 阅读设备具有良好的穿透性 ， 对承载物的材质要求不高 ； RFID 技术安全性能较好 。物联网 RFID 智能垃圾箱内使用该类 RFID 芯片 ， 并利用 RFID 技 术为某个小区内住户建立独有的身份识别卡片 ， 住户可以通过卡片在物 业等地领取带有 RFID 识别标签的垃圾袋 。 在投放垃圾时 ， 智能垃圾箱 会读取垃圾袋上的标签信息 ， 打开相应的垃圾箱盖 ， 确保垃圾正确投 放 。 RFID 还可以通过互联网技术 ， 将读取的信息上传至上端的服务器 内 ， 从而可以通过 APP 、 监管平台等对其进行服务和监管 。智能垃圾箱除核心的 RFID 识别技术正确引导垃圾投放外 ， 通 常还会设有各种模块功能 ， 确保垃圾的有效清运及设备的安全 。 主 要有如下模块及功能 ：红外模块 ： 红外模块主要用于检测是否有人员靠近垃圾箱 ， 从 而判断是否启动垃圾箱的工作 。超声波模块 ： 超声波模块是安装于智能垃圾箱内的模块 ， 根据 垃圾箱的形状及大小布置相关模块的位置及数量 ， 主要用于检测垃圾 箱内垃圾的高度位置 ， 从而判断垃圾箱的满载程度 ， 同时可以设置相关 灯源对投放垃圾的住户给予提醒 。 同时垃圾的满载情况可以通过与上端 服务器的连接 ， 将数据传送至市政部门 ， 及时清运垃圾 。温湿度模块 ： 用于监控垃圾箱内的温湿度 ， 防止高温及火灾现 象 ， 提前通过服务器发送相关情况 。风扇模块 ： 主要是用于厨余垃圾内 ， 防止垃圾分解产生的甲烷 等气体集中在垃圾箱内 ， 避免发生爆炸和火灾情况 。重量模块 ： 主要用于垃圾称重 ， 可以用于可回收垃圾的称重 ， 从而设定相关积分奖励机制 ， 计算用户的回收量 ， 从而给居民带去 小福利 。GPS 、 无线模块 ： GPS 模块主要用于住户寻找距离最近的垃圾 箱 ， 无线模块主要是通过 ZigBee 技术 ， 将某一社区或街道的智能垃 圾箱设定在同一网段下 ， 采集相关垃圾箱数据 ， 上传至上端服务 器 ， 对其进行监管和服务 。一个街道或者社区内的智能垃圾箱的主要设计框架为 ： 社区内 的 N 个垃圾箱通过无线模块组件为一个智能垃圾箱网络 ， 将每一个 智能垃圾箱内各个模块内采集到的数据上传至该区域内的核心服务 器 ， 进行保存和处理 ， 再通过互联网 ， 将数据传送至监管部门 ， 同 时垃圾箱和服务器之间的通讯协议需要满足 MQTT 协议 ， 以保证数 据的实时性 。3 智能垃圾箱的工作流程通过对上述垃圾箱的设计和投放 ， 可以有效引导街道 、 社区内 的居民进行垃圾分类工作 ， 智能垃圾箱的主要工作流程如下 ：作者简介 ： 卢恒煜 (1993 -), 男 ， 汉族 ， 浙江杭州 ， 项目工程师 ， 工程硕士 ， 华信咨询设计研究院有限公司 。75
