一種基于物聯網+智能垃圾分類環保回收站

張哲 楊濤 李啟超 陳冬亮

摘要：堆積成山的垃圾正在逐漸吞噬著日益稀缺的土地資源，全國的600座大中城市，正在遭遇“垃圾圍城”之痛，危機中國21世紀的可持續發展建設，本文公開的智能垃圾分類回站是以物聯網+垃圾分類回收為核心，實現對分類垃圾的可回收物資的再生利用，減少垃圾填埋的占地、減輕垃圾填埋對土地的污染，有助于國民養成垃圾分類的好習慣，提高國民素質。

關鍵詞：垃圾分類、再生資源回收利用、垃圾環保回收設備

1.引言

目前，我國對城市垃圾主要采用填埋和焚燒兩種方式處理，堆積成山的垃圾正在逐漸吞噬著日益稀缺的土地資源，尤其是城市垃圾焚燒后的二次污染，導致城鄉結合帶區域生態環境惡化，全國的600座大中城市，正在遭遇“垃圾圍城”之痛，危機中國21世紀的可持續發展建設。

智能垃圾分類回站是以物聯網+垃圾分類回收為核心，使用者可通過掃碼、刷卡、手機號、人臉識別等多種方式登錄設備，智能垃圾分類回站設有金屬類投放箱，織物類投放箱塑料類投放箱、紙類投放箱、玻璃類投放箱以及有害垃圾投放箱等，采用模塊化設計滿足不同場景的應用，可根據不同的場景實現不同類別的垃圾分類的任意組合，投放完成后，設備自動稱重，稱重后的重量會折算成積分自動上傳至云端大數據平臺，將積分等獎勵自動反饋給使用者，使用者可使用累計獲取的積分通過指定的超市、網購平臺換取相應的商品，激發使用者對垃圾分類投放意識。

2. 智能垃圾分類環保回收站的主要功能結構

如圖1所示，智能垃圾分類環保回收站是集軟件工程、電氣工程、機械工程等多學科的技術領域于一體的產品，其結構包括人機交互端、設備交互端、云端大數據平臺、運營端APP等。

通過物聯網技術領域研究開發大數據管理平臺，通過大數據管理平臺擴展硬件設備做為數據入口及數據來源，通過網絡傳輸的手段對數據采集模塊進行統一的數據來源搜集，將搜集的不同來源的數據通過數據處理值守進行數據過濾;平臺支持MQTT數據信息同步功能和Http數據接口同步功能;硬件設備對應的設備號進行不同區域內數據處理平臺的數據分發、整合及處理，并將匯總的結果呈現給所對應區域的用戶，不同區域內數據處理平臺通過網絡傳輸實現信息共享、數據的互聯互通。

使用者通過人機交互端實現與設備之間的登入、信息查詢，實現垃圾的分類投放，通過通訊協議與設備交互端實現信息的交互，設備交互端是采集使用者以及人機交互端的信息，實現對使用者對分類垃圾時的投體門的開合、對投放的分類垃圾進行智能稱重，當智能垃圾分類環保回收站內的垃圾存量至上線時發出提示信號，以及設備本身的安全性能的例行監測等功能。人機交互端、設備交互端通過無線信號將采集的信息傳輸至云端大數據平臺，云端大數據平臺將分析用戶行為習慣，讓垃圾分類具有可監督性，讓垃圾分類行為實現可追溯，同時，運營APP可與云端大數據平臺之間實現信息交互，使用者可以通過運營端APP實現積分兌換與查詢、查看附近回收機，提供上門回收服務等，例如：洗衣機、冰箱等大件廢棄物品，可通過運營APP實現上門回收服務。運營人員通過運營端APP進行對設備的在線監測、數據分析管理、設備管理、軟件系統的升級維護等等。

如圖2所示，使用者進行垃圾分類投放時，通過ZK系列開放式液晶模組實現手機號、人臉識別、掃描二維碼登入、通過IC卡登入模塊完成設備的賬號登入，賬號登入后，在ZK系列開放式液晶模組的提示下選擇要投放的垃圾類別，同時，對應的垃圾分類投遞窗口開啟，投遞的垃圾落入到取物倉門的內部，垃圾分類投遞窗口自動關閉，塑料瓶是以計數形式折算積分，通過塑料瓶投遞口完成塑料瓶的投遞。完成分類投放的垃圾的智能稱重后的重量及積分顯示在ZK系列開放式液晶模組中。

3.運營實施例

本項目于2019年4月在沈陽地區陸續開展推廣運營，建立城市村、社區到街道、鎮再到區市級的垃圾分類回收網絡和體系，實現城市內部生活垃圾減量化。為智慧城市、垃圾源頭減量、中轉高效化、未端資源化和垃圾全程可追溯系統的建設做出了先行、先試、先應用的探索。

運營中，為保證長期的商業化運作，在控制成本和保證服務的同時，通過合理的配置運輸車輛，規劃路線和服務時間等運作模式，確定回收點到分揀中心之間的物流方案，保證以最小的成本，最大化的服務實現垃圾分類的全過程分類運輸和管理控制。

為調動居民垃圾分類的積極性和參與度，實現以最低的成本實現前端居民參與分類回收，通過交易模式和投放模式的設計，滿足居民對于最低成本最可行的方案實現垃圾分類參與的需要。通過禮品兌換、積分獎勵、價格設定等方式促進居民參與垃圾分類。

通過標準化的管理，結合互聯網、物聯網等手段，保證垃圾分類回收的全過程監管，記錄過程中的運營數據，便于后續減量化目標的監管和持續的改進。

截止發稿日，目前設備投放3000余臺， 覆蓋小區 609個，當前在線運營的智能垃圾分類環保回收站1600臺，開展垃圾分類活動 200 多場次，開展教育培訓 300 多場次，發放宣傳手冊 10 多萬份，累計分類回收垃圾總量4545噸， 云端大數據平臺注冊使用人數300萬余人，逐步形成具有地方特色的區域鏈產業模式。

5.結論

通過采用物聯網+智能垃圾分類環保回收站開展的垃圾分類，有助于國民養成垃圾分類的好習慣，提高國民素質。更有助于政府、相關運營企業的監管、運營。實現對分類垃圾的可回收物資的再生利用，減少垃圾填埋的占地、減輕垃圾填埋對土地的污染。

參考文獻：

[1]GB/T19095-2019，生活垃圾分類標志[S]

[2]遼寧佳創環保設備有限公司.一種物聯網可拆裝式智能垃圾分類環保回收站：中國， ZL2019215594833.3[P].2020-06-23

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