一种智能垃圾回收装置.pdf

本发明公开了一种智能垃圾回收装置，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括柜体、工控机、电子称、显示器、输入设备和打印机，所述软件部分包括数据采集单元、数据存储单元、控制单元和显示与输出单元；本发明通过智能回收柜智能回收用户扔出的垃圾，给用户一定的报酬，提高用户投放的积极性而且该回收方法可回收多类产品，不需要逐个识别回收，投递省时省力，易于推广应用。

权利要求书
1.  一种智能垃圾回收装置，其特征在于：包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括柜体、工控机、电子称、显示器、输入设备和打印机，柜体的操作台上安装所述显示器、输入设备和打印机，电子称安装在柜体内，在柜体的正面设置有投递门，在柜体的后面设置有维护门，所述投递门和维护门上安装有电子锁，所述显示器、电子称、输入设备、电磁锁和打印机均与工控机相连，所述软件部分包括数据采集单元、数据存储单元、控制单元和显示与输出单元；数据采集单元用于采集用户刷卡或者登陆验证的信息、投放的垃圾袋的重量信息；所述数据存储单元用于存储数据采集单元采集到的信息；所述控制单元从数据存储单元读取存储的信息并控制投递门的打开、维护门的打开和电子称得电；所述显示与输出单元用于显示用户数据存储单元存储的信息和打印出条码。

2.  根据权利要求1所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述柜体的正面还设置有手机加油站，手机加油站紧靠打印机和输入设备设置。

3.  根据权利要求1或2所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述投递门和维护门上还设置有传感器，传感器连接在工控机上。

4.  根据权利要求1或2所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述输入设备为磁卡感应器或者键盘。

5.  根据权利要求1或2所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述柜体上还设置有摄像头，摄像头安装在柜体的顶部，摄像头连接在工控机上。

6.  根据权利要求1或2所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述柜体左右两侧安装灯箱或者广告屏。

7.  根据权利要求1或2所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述柜体内安装有无线路由器，柜体顶部安装有全向吸顶天线。

8.  根据权利要求1所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述数据采集单元包括用户信息验证模块、称重模块、监控模块和检测模块，所述用户信息验证模块用于确认用户信息为维修人员、登记用户还是非登记用户；所述称重模块用于采集电子称称得的垃圾袋中重量信息，所述监控模块用于采集摄像头监控的数据，所述检测模块用于采集投递门和维护门上的电子锁的锁闭信息以及垃圾柜中垃圾剩余存放容量信息。

9.  根据权利要求1或8所述的一种智能垃圾回收装置，其特征在于：所述控制单元包括投递门打开控制模块、维护门打开控制模块、电子称得电控制模块、打印机控制模块和语音控制模块；所述投递门打开控制模块用于控制投递门的电磁锁打开；所述维护门打开控制模块用于控制维护门的电磁锁打开；所述电子称得电控制模块用于控制电子称得电进行称重；所述打印机控制模块控制打印机打印出条码，所述语音控制模块用于控制语音的输出。

说明书一种智能垃圾回收装置
技术领域
本发明涉及一种日常生活垃圾处理领域，尤其涉及一种智能回收垃圾的装置。
背景技术
人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识中污染我们的生存环境。我们抱怨资源匾乏，抱怨环境恶劣，但我们每随手扔掉一节废旧电池、一个一次性塑料饭盒或是废旧纸张的时候，我们是否意识到这一个小小的行动对资源、对环境带来的影响？对于垃圾的常规处理方法是将收集到的垃圾采用填埋或者焚烧的出来方法，这种方法能达到处理垃圾的目的，但是在填埋垃圾时会改变周围的土质，污染地下水；而焚烧又会产生大量的废烟污染环境，因此实施垃圾分类回收，变废为宝，对提高全民保护环境意识、资源再生利用都具有重要的意义。实现垃圾分类处理的现有技术主要有以下几种：
1、申请号为CN200810121025.1，申请日为2008年9月15日，公开号为CN101364320，公开日为2009年2月11日的中国发明专利申请公开了一种智能垃圾回收管理系统，包括：用于存放垃圾的智能垃圾箱，箱体中设有溢满自动报警装置和电池，自动报警装置与无线发射装置相接。智能垃圾箱中设有用于采集垃圾箱的重量信息的称重传感器，用于采集垃圾箱的位置信息的GPS定位模块，和将上述信息发送到控制中心的GPRS通信模块，主控模块控制上述信息发送；智能垃圾回收管理系统还包括：控制中心与监控平台，通过有效的无线GPRS通信方式，将智能垃圾箱状态信息实时与控制中心和监控平台相连接。通过控制中心与监控平台环卫部门可实时了解垃圾箱分布位置、垃圾箱满空状态、垃圾箱运送工作状态等实时信息和历史数据。
2、授权公告号为CN203158615U ，公告日为2013年8月28日的中国实用新型专利公开了一种智能垃圾回收装置，涉及一种垃圾收集装置，包括箱体，所述箱体顶部开有垃圾投放口，所述箱体为中空结构，所述箱体的空腔内设有中央处理器、电源模块和温度传感器，所述箱体上嵌有声光报警器，所述温度传感器的输出端连接所述中央处理器的输入端，所述中央处理器的输出端连接所述声光报警器的输入端，所述电源模块向所述中央处理器、声光报警器和温度传感器供电。本实用新型能够在垃圾箱内温度过高、重量过大的时候发出警报，同时还能对箱体内的有毒物质进行消毒，保证了公共设施的安全。
3、申请号为CN201310053659.9，申请日为2013年2月20日，公开号为CN103569551A，公开日为2014年2月12日的中国发明专利申请公开了一种智能分类垃圾回收桶。该智能分类垃圾回收桶具备封闭式垃圾入口门挡，能够识别会员身份的RFID卡或者条形码，自动开闭回收桶门挡；另外垃圾桶实时与中心系统联网，能按照垃圾重量即时给予会员积分转换录入；在垃圾桶容量达到上限前还会自动通知中心系统应派回收车进行垃圾桶清理。该智能分类垃圾回收桶属于环保领域的物联网应用。智能垃圾分类回收桶主要由六部分组成，分别是身份识别模块、垃圾称量模块、垃圾桶容量检测模块、显示与输入输出模块、无线上网模块，以及能源供应模块。其良好的人机交互界面和体验，以及实时联网状态监控，使得分类垃圾回收变得有序、便捷。
4、申请号为CN201310480322.6 ，申请日为2013年9月29日，公开号为CN103538831A，公开日为2014年1月29日的中国发明专利申请公开了一种带有智能控制系统的垃圾回收装置，可对垃圾的放入、称重、计价、回收过程进行智能控制。通过该装置可使垃圾回收实现智能化货币化，有利于垃圾的分类回收，减少了乱扔乱倒垃圾现象。该装置可作为广告载体，经营者通过在它上面设置商业广告可获得一定经济效益。
上述现有技术都能够实现对垃圾进行分类回收的目的，但是都存在以下不足之处：
1、回收对象：主要针对规则、小件物品，如矿泉水瓶、易拉罐等，对于稍大的物品只能预约上门服务；
2、资源识别：回收资源的识别主要靠产品条形码，对于条形码完整、数据库充足的能完全识别；但对于部分再生资源条形码破损，甚至无条形码的情况无法识别，比如纸板、报刊杂志、金属制品等，并且对于无法识别的没有其他回收处理方式；
3、统计方式：只能单件资源逐个识别投入；而实际生活中，家庭生活垃圾一次整理可回收的数量较多，系统无法多件一次性识别，对于投递人十分不便；
4、资源价值：按数量进行直接支付，对于用户直观感受较好；但再生资源由于使用的状况、破损状态的不同，回收的价值也不同，按品种数量计价，会导致部分资源价值与支付处于亏损。
发明内容
为了克服现有垃圾分类回收方法存在的上述缺陷，本发明提供了一种智能垃圾回收装置，该回收装置可回收多类产品，而且不需要逐个识别回收，投递省时省力，且使得回收企业不会亏损。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种智能垃圾回收装置，其特征在于：包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括柜体、工控机、电子称、显示器、输入设备和打印机，柜体的操作台上安装所述显示器、输入设备和打印机，电子称安装在柜体内，在柜体的正面设置有投递门，在柜体的后面设置有维护门，所述投递门和维护门上安装有电子锁，所述显示器、电子称、输入设备、电磁锁和打印机均与工控机相连，所述软件部分包括数据采集单元、数据存储单元、控制单元和显示与输出单元；数据采集单元用于采集用户刷卡或者登陆验证的信息、投放的垃圾袋的重量信息；所述数据存储单元用于存储数据采集单元采集到的信息；所述控制单元从数据存储单元读取存储的信息并控制投递门的打开、维护门的打开和电子称得电；所述显示与输出单元用于显示用户数据存储单元存储的信息和打印出条码。
所述所述柜体的正面还设置有手机加油站，手机加油站紧靠打印机和输入设备设置。
所述投递门和维护门上还设置有传感器，传感器连接在工控机上。
所述输入设备为磁卡感应器或者键盘。
所述柜体上还设置有摄像头，摄像头安装在柜体的顶部，摄像头连接在工控机上。
所述柜体左右两侧安装灯箱或者广告屏。
所述柜体内安装有无线路由器，柜体顶部安装有全向吸顶天线。
所述数据采集单元包括用户信息验证模块、称重模块、监控模块和检测模块，所述用户信息验证模块用于确认用户信息为维修人员、登记用户还是非登记用户；所述称重模块用于采集电子称称得的垃圾袋中重量信息，所述监控模块用于采集摄像头监控的数据，所述检测模块用于采集投递门和维护门上的电子锁的锁闭信息以及垃圾柜中垃圾剩余存放容量信息。
所述控制单元包括投递门打开控制模块、维护门打开控制模块、电子称得电控制模块、打印机控制模块和语音控制模块；所述投递门打开控制模块用于控制投递门的电磁锁打开；所述维护门打开控制模块用于控制维护门的电磁锁打开；所述电子称得电控制模块用于控制电子称得电进行称重；所述打印机控制模块控制打印机打印出条码，所述语音控制模块用于控制语音的输出。
本发明的操作步骤如下：
第一步：用户到登记点进行实名登记，办理账户；
第二步：到安装有智能垃圾回收柜上进行刷卡或者登陆验证；
第三步：智能垃圾回收柜接收到用户信息后，确认用户信息为维修人员、登记用户还是非登记用户；
第四步：确认为维修人员则打开智能垃圾回收柜的维护门；确认为登记用户则打开智能垃圾回收柜的投递门，打印出条码；确认为非登记用户则不执行动作或者提醒用户到登记点进行实名登记；
第五步：用户将条码粘接在垃圾袋上，然后将垃圾袋进行称重后从投递门投放；
第六步：智能垃圾回收柜自动检测投递门和维护门是否关闭，如未关闭，则发出语音提示用户关闭投递门和维护门；
第七步：工作人员对收集到的垃圾袋进行分类处理，并进行扫描、分类、核价，将结果存入智能垃圾柜连接的服务器上，将金额存入用户登记的账户，并发短信告知。
本发明具有以下优点：
1、本发明可回收不同类型的资源，通用性强；回收柜柜体存储空间大，内部可存储范围达到800×1000×1500mm左右；投递门开口达到600×600mm。本发明不需要识别产品，服务器、网络负担小，操作简单；用户只需将磁卡放入感应器识别区，撕下条形码贴在待回收资源上，放到压力传感器上，关闭投递门即可。商用服务器只完成用户身份验证、接收计重数据、账户信息等，数据包小。本发明用户可打包整体投入，便于投放。家庭生活垃圾种类多、零碎，用户可整体打包，一次投入。
2、本发明是一款智能化、数字化的再生资源回收装置。它的回收储存位于柜体内；在柜体正前方操作台上安装有触摸屏、磁卡感应器、手机加油站，并安有条码打印机；正上方有回收物通道的物品入口，物品入口处安装有投递门，投递门上安装有电子锁、传感器，柜体内安装有电子计重装置（电子称）；柜体后门作为工作人员回收资源、维护设备的专用门即维护门，维护门安装有电子锁、传感器；柜体安有无线路由器，并安装全向吸顶天线，可供周边用户免费使用；柜体左右两侧可安装灯箱、广告屏等；系统所有的数据、广告等通过网络传输，并且所有的智能回收柜组成一个网络，便于管理与维护，通过服务器统一管理，十分方便。本发明能将再生资源回收费用以现金形式存入用户爱心卡，用户持该卡可在各社区爱心亭兑换生活用品或取现，提高了用户投放垃圾的积极性。
3、本发明只需用户到登记点进行登记注册后就可使用本发明提供的智能回收柜，在扔掉垃圾的同时还获得了一定的报偿，提高了人们的投放积极性；用户只需将整袋垃圾进行投放，不需要分类逐个投放，投放时间短，方便，易于用户接受。本发明的柜体上还安装有广告灯箱或者广告屏再加上显示器，可以投放广告，增加生产商的收入，利于推广应用。本发明通过一个服务器可管理多个智能回收柜，管理简单方便。
4、本发明具有大屏幕广告投放功能，可本地或远程播放环保公益广告等；具有触摸显示功能，支持友好的人机界面和语音提示，方便用户操作具有条码纸打印功能，可快速打印清晰，耐久的条码；具有金属键盘输入功能，可选择加密和非加密方式，辅助键盘可有效解决红外触摸显示器触摸失效时的输入问题；具有 WiFi无线通信功能，可实现回收柜的无线或有线联网功能；支持非接触式IC卡(二维码卡)刷卡功能；具有监控功能，配置双红外探头，可实现30天无间隔录像监控，可在线回放；具有箱门检测功能，防范恶意破坏柜体，也便于主机查询箱门是否打开或关闭；具有物品检测功能，便于主机查询垃圾箱回收是否已满，可及时通知工作人员上点回收；市电停电时UPS能提供备电，便于用户完成当前操作，UPS续航时间不小于30min。
附图说明
图1为本发明硬件部分侧面示意图；
图2为本发明硬件部分正面示意图；
图3为本发明硬件部分的连接结构示意图；
图4为本发明自检流程示意图；
图5为本发明身份验证后进行回收的流程示意图。
附图标记 1、传感器，2、维护门，3、控制箱，4、柜体，5、投递门，6、显示器，7、输入设备，8、手机加油站，9、打印机。
具体实施方式
本发明的操作步骤为：
第一步：用户到登记点进行实名登记，办理账户；办理账户之后，用户就可以到智能垃圾柜处进行查询相关的账户信息（如账户余额、交易记录等）或者投放垃圾；
第二步：到安装有智能垃圾回收柜上进行刷卡或者登陆验证；验证方式可以是刷非接触式IC卡(二维码卡)或者手动输入登陆验证；
第三步：智能垃圾回收柜接收到用户信息后，确认用户信息为维修人员、登记用户还是非登记用户；其目的主要是便于工控机进行相应的控制；
第四步：确认为维修人员则打开智能垃圾回收柜的维护门；确认为登记用户则打开智能垃圾回收柜的投递门，打印出条码；确认为非登记用户则不执行动作或者提醒用户到登记点进行实名登记；一个打印条码对应一个垃圾袋，服务器通过打印条码将用户投放的垃圾记录到对应的用户账户上；
第五步：用户将条码粘接在垃圾袋上，然后将垃圾袋进行称重后从投递门投放；
第六步：智能垃圾回收柜自动检测投递门和维护门是否关闭，如未关闭，则发出语音提示用户关闭投递门和维护门；如果投递门和维护门没有关闭，只能垃圾柜无法重复进行上述步骤，一直到投递门和维护门关闭后智能回收柜才能正常工作；
第七步：工作人员对收集到的垃圾袋进行分类处理，并进行扫描、分类、核价，将结果存入智能垃圾柜连接的服务器上，将金额存入用户登记的账户，并发短信告知。
如图1和图2所示，本发明的智能回收柜包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括柜体4、工控机、电子称、显示器6、输入设备7和打印机9，柜体的操作台上安装所述显示器6、输入设备7和打印机9，电子称安装在柜体内，所述投递门5设置在柜体4的正面，所述维护门2设置在柜体4的后面，所述投递门5和维护门2上安装有电子锁，所述显示器、电子称、输入设备、电磁锁和打印机均与工控机相连。
所述柜体4的正面还设置有手机加油站8，手机加油站8紧靠打印机9和输入设备7设置。
所述投递门5和维护门2上还设置有传感器1，传感器1连接在工控机上，工控机安装在柜体内的控制箱3内。
所述输入设备7为磁卡感应器或者键盘。
所述柜体4上还设置有摄像头，摄像头安装在柜体的顶部，摄像头连接在工控机上。
所述柜体4左右两侧安装灯箱或者广告屏。
所述柜体4内安装有无线路由器，柜体顶部安装有全向吸顶天线。每个回收柜提供一个半径达50—100m区域的无线网络环境，供用户免费使用。
本发明软件部分包括数据采集单元、数据存储单元、控制单元和显示与输出单元；数据采集单元用于采集用户刷卡或者登陆验证的信息、投放的垃圾袋的重量信息；所述数据存储单元用于存储数据采集单元采集到的信息；所述控制单元从数据存储单元读取存储的信息并控制投递门的打开、维护门的打开和电子称得电；所述显示与输出单元用于显示用户数据存储单元存储的信息和打印出条码。
所述数据采集单元包括用户信息验证模块、称重模块、监控模块和检测模块，所述用户信息验证模块用于确认用户信息为维修人员、登记用户还是非登记用户；所述称重模块用于采集电子称称得的垃圾袋中重量信息，所述监控模块用于采集摄像头监控的数据，所述检测模块用于采集投递门和维护门上的电子锁的锁闭信息以及垃圾柜中垃圾剩余存放容量信息。
所述控制单元包括投递门打开控制模块、维护门打开控制模块、电子称得电控制模块、打印机控制模块和语音控制模块；所述投递门打开控制模块用于控制投递门的电磁锁打开；所述维护门打开控制模块用于控制维护门的电磁锁打开；所述电子称得电控制模块用于控制电子称得电进行称重；所述打印机控制模块控制打印机打印出条码，所述语音控制模块用于控制语音的输出。
如图3所示，本发明的输入设备（磁卡感应器或者键盘）通过USB连接在工控机上，摄像头连接在路由器上然后再连接在工控机上，路由器与服务器相连，工控机通过控制器来控制投递门电磁锁和维护门电磁锁的打开，语音提示通过连接在工控机上的扬声器来实现。
如图4所示，智能垃圾回收柜在进行回收垃圾前先检查维护门是否关闭，没有关闭则语音提示关闭，关闭后再检查投递门是否关闭，没有关闭则语音提示关闭，关闭后才能进行用户验证，用户验证为登记用户后，用户才能对自己的账户信息进行查询和投放垃圾。这样的优点在于提醒用户关闭投递门和维护门，保证这两个门随时都是出于关闭状态。
如图5所示，完成如图4所示的检查和用户认证后，先检查打印机状态是否正常，正常后打印出条码，然后打开投递门，用户贴上条码，放入电子称上进行称重，称重后将重量数据上传，如果没有上传成功则提示用户再次称重，直至称重数据上传成功，然后关闭投递门，显示器显示相应信息，用户确认后关闭投递门即可。