基于介電常數的自動分類垃圾桶

江婷婷 西華師范大學計算機學院

隨著城市化發展的進一步加深，環境問題處理刻不容緩，其中環境惡化的一大原因便是垃圾泛濫成災，但卻沒采取有效措施取控制和處理垃圾。回收利用垃圾，實現資源的多次利用便是一種很好的方案，著手于自動分類垃圾桶將大量節省人力資源，并且達到高效、快速、高質量的效果。

垃圾識別模塊由電容式傳感器、電感式傳感器構成，通過合理的布局與安排，識別每一件投入垃圾桶的垃圾的介電常數，STM32微型處理器芯片采集到傳感器的信號后，經過內部的信號處理和相應軟件程序算法控制，控制各個部分進行相應運作，實現垃圾桶的識別分類、自動開合、垃圾處理等功能。

1 自動分類垃圾桶的研究意義

1.1 減少無法降解物品對土地的危害

如今，無法降解物品很多，比如現在廣泛利用的熟料袋，生活垃圾中有些物質。亂扔亂放只會導致使土地受到嚴重侵蝕。通過垃圾分類，去掉可以回收的、不易降解的物質，減少垃圾數量，有利于減少環境污染。

1.2 降低有毒物品對所有生命的危害

廢棄的電池含有金屬汞、鎘等有毒的物質，對大量生物有嚴重的生命危害；土壤中的廢塑料會導致農作物減產；拋棄的廢塑料被動物誤食，也可能導致動物死亡。因此回收利用可以避免有毒物質的隨意丟棄。

1.3 提高可廢物利用物品的數量。

回收利用廢紙，可免于砍伐大量林木。易拉罐熔化后能結成相同質量的鋁塊，可少采鋁礦。生活垃圾中有30%—40%可以回收利用，利用自動分類垃圾桶就可以更快速和高效的回收可利用資源。

2 自動分類垃圾桶的可行性

2.1 傳感器特點

（1）傳感器成本低，易制作，持久耐用。能夠廣泛使用和推廣，前景十分廣闊。

（2）傳感器結構簡單，無活動電觸點，因此工作可靠壽命長。不用經常性的檢修和更換設備，后期維護比較簡便。

（3）傳感器的靈敏度和分辨力高，能測出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號強，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達數百毫伏的輸出。能夠快速準確識別物品。

2.2 芯片和其他特點

（1）我們使用STM32中的CortexM4，CortexM4微處理器功耗低、穩定性高、信號處理快速度速, 而且這款芯片也便宜。可以大量推廣。

（2）無需網絡，實行方便、簡單且快速。不會因為連接網絡而遭遇網絡攻擊。

（3）無需手工分類，完全人工智能，減少大量時間及人工費用。

3 自動分類垃圾桶的運行方法

通過對STM32微控制器進行編程，使其能識別不同物品的介電常數，判斷它是可回收還是不可回收物品，然后將該物品放入對應的垃圾分箱然后進行相應處理。

當垃圾放入垃圾箱時會通過傳送帶傳送，將其傳送到識別處前，當最前面的垃圾傳到識別處時就停止，然后關閉該垃圾與下一個垃圾之間的閘門，該平面的四周、上方和下方均有有傳感器，它用來識別各個物品的介電常數，它會轉換成電平信息，再由專用譯碼器翻譯成相應的數據信息。然后將數據信息傳入相應單片機芯片進行判斷，當判斷出為那一種垃圾就進入那一個通道——通過正上方的一個機器手鉗將其移到正確位置，該傳送帶的左右兩側的下面均是不同的垃圾通道，即有兩種垃圾通道，包括：可回收垃圾和不可回收垃圾。當進入對應通道后就可已完成相應垃圾的處理，如：不可回收垃圾的除臭處理、壓縮處理等，當處理完這個后打開閘門識別下一件物品。可以對某區域進行調查后做對應的特色功能，以達到更好的效果。

4 總結

時代在進步，城鎮發展越來越快，現在的人們對垃圾分類的意識較低，而垃圾分類在改善環境方面會起到相當大的作用。所以，人們要對垃圾進行分類，也要養成對垃圾進行分類的意識。通過科技的手段改善垃圾分類，有利于重復利用可回收資源、保護地球環境、降低人力及工業方面的花銷等，也能提高分類效率，方便許多人。垃圾是放錯地方的可再次利用的資源，我們最終的目的就是對資源進行再利用。這個項目就是通過科學技術對垃圾進行自動分類，可以極大的節約人力，且分類的正確率也較高。

[1]葉廣源，熊正燁*，李銘士，陳旭然. 物聯監控智能垃圾分類桶的設計[J].數學技術應用，2017（01）：136-138

[2]熊建橋，陸衛，季小涵，萬錦曉，張志剛. 一種智能分類垃圾桶系統的設計[J]. 機電產品開發與創新，2016（09）：26-29