淺談智能垃圾桶的發(fā)展與工作原理

馬曉晨 張祺 劉娜 吳光宇

摘 ?要：垃圾桶是處理垃圾和環(huán)境保護(hù)的媒介。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能家具逐漸普及到人們的生活中去，以人工智能為潮流的新型產(chǎn)品取代了現(xiàn)有的工業(yè)產(chǎn)品，垃圾桶也踏上了智能發(fā)展的道路。傳統(tǒng)的垃圾桶存在生活垃圾投放不便以及管理不便的缺陷，不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的需求。因此，本文對(duì)智能垃圾桶的發(fā)展及工作原理進(jìn)行了闡釋和說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：智能垃圾桶;發(fā)展;原理

近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，智能技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如智能電話(huà)手表，智能手機(jī)，智能掃地機(jī)器人等。垃圾桶作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵罚脖恢悄芑〈?0世紀(jì)90年代隨著環(huán)保口號(hào)提出，分類(lèi)垃圾桶應(yīng)用而生，分為可回收垃圾，不可回收垃圾。分類(lèi)垃圾桶的產(chǎn)生，幫助清潔人員有效的減少了工作量，節(jié)省了工作時(shí)間。提高了工作效率，同時(shí)，可回收垃圾箱的設(shè)置，也為可回收垃圾提供了二次利用的機(jī)會(huì)，減少了資源浪費(fèi)想象，隨著人們審美水平的提高，垃圾桶的性能和外觀(guān)的要求也在增加。

一、智能垃圾桶的發(fā)展歷程

七八十年代的垃圾桶無(wú)論是在樣式上還是材料或者功能上都比較單一。應(yīng)用最早的垃圾桶就是土坑型垃圾桶，也是現(xiàn)在人們廣泛使用的一種，它僅僅被用做是一個(gè)能盛納垃圾的容器，隨后，人們生活質(zhì)量的提高，開(kāi)始追求美觀(guān)與實(shí)用，便創(chuàng)造出了翻蓋型垃圾桶，腳踩型垃圾桶和可反轉(zhuǎn)型垃圾桶等三種升級(jí)版。翻蓋型垃圾桶是在土坑垃圾桶的基礎(chǔ)上添加了蓋子，起到了阻斷異味和蓋住垃圾的作用。翻蓋型是在傳統(tǒng)型垃圾桶的基礎(chǔ)上對(duì)外觀(guān)進(jìn)行一個(gè)改造，腳踩型和可翻轉(zhuǎn)型是對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的人工智能技術(shù)改造。2000年后，由于人口的增多，生活水平的提高，太陽(yáng)能垃圾桶出現(xiàn)了，主要利用了太陽(yáng)能發(fā)電，通過(guò)光學(xué)元件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能的利用為智能垃圾桶的其他功能奠定了基礎(chǔ)，相比于傳統(tǒng)的垃圾桶更加環(huán)保，更節(jié)能。二十一世紀(jì)，出現(xiàn)了紅外線(xiàn)，聲控，等感應(yīng)功能的垃圾桶。但是這種垃圾桶的功能比較單一，仍有很大的進(jìn)步空空間。后來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能產(chǎn)物大爆發(fā)，垃圾桶的的作用越來(lái)越大，為了實(shí)垃圾處理的高效化，低成本化，智能垃圾桶也應(yīng)運(yùn)而生。

二、智能垃圾桶的運(yùn)營(yíng)原理及功能

1.智能垃圾桶的組成結(jié)構(gòu)

智能垃圾桶的組成主要包括智能控制芯片，紅外傳感探測(cè)裝置，連桿機(jī)構(gòu)組成，遙控器通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收器將信息傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)信息的處理，當(dāng)人靠近垃圾桶時(shí)，垃圾桶通過(guò)紅外傳感探測(cè)裝置進(jìn)行感應(yīng)，自動(dòng)打開(kāi)垃圾蓋。

2.智能垃圾桶的功能

2.1感應(yīng)自動(dòng)開(kāi)蓋功能

采用紅外傳感技術(shù)，型號(hào)是LH1778，此種型號(hào)的探頭采用的是低壓探頭，靈敏度高，當(dāng)有人靠近感應(yīng)區(qū)或當(dāng)有物體接近指定距離的投口處時(shí)，垃圾桶蓋會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。垃圾投入完結(jié)后，蓋子會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，這樣我們不需要用肢體去接觸垃圾桶就可以扔垃圾。遠(yuǎn)離了與細(xì)菌病毒的接觸，降低了細(xì)菌感染的幾率。但是目前垃圾桶感應(yīng)蓋還是無(wú)法做到用感應(yīng)信號(hào)來(lái)判斷，而是設(shè)定一個(gè)預(yù)期的時(shí)間，在時(shí)間到達(dá)后自行關(guān)閉。

2.2自動(dòng)進(jìn)行封口換袋

垃圾打包是一件令人煩躁的問(wèn)題，但是智能垃圾箱側(cè)面裝有光感監(jiān)測(cè)器，可以自動(dòng)感應(yīng)垃桶的容量，當(dāng)垃圾快滿(mǎn)時(shí)，垃圾箱會(huì)自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)，將垃圾已滿(mǎn)的信息發(fā)送到處理中心，垃圾處理中心收到信息后會(huì)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)定位，來(lái)進(jìn)行處理。長(zhǎng)按打開(kāi)鍵，就可以自動(dòng)進(jìn)行打包。換袋時(shí)設(shè)置內(nèi)的風(fēng)機(jī)會(huì)將垃圾袋平穩(wěn)的放置在垃圾桶內(nèi)，配備有專(zhuān)用的無(wú)斷點(diǎn)垃圾袋。

2.3 殺菌功能

通過(guò)負(fù)離子和臭氧結(jié)合，通過(guò)臭氧將細(xì)菌殺滅，然后通過(guò)負(fù)離子清除粉塵異味，凈化空氣，殺菌效率可以達(dá)到99%以上。殺菌功能可以杜絕各種傳染性疾病通過(guò)垃圾進(jìn)行傳播。防止了交叉感染，環(huán)保衛(wèi)生。

2.4 WIFI的共享

5G時(shí)代即將到來(lái)，但是垃圾桶作為城市中分布最廣的的公務(wù)，作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基站是大勢(shì)所趨，不僅方便了我們的生活，也降低了上網(wǎng)成本，其中的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯而易見(jiàn)，每個(gè)垃圾箱就如同熱點(diǎn)共享，可滿(mǎn)足多人同時(shí)共用。

2.5自動(dòng)進(jìn)行壓縮

智能垃圾桶的工作流程是先由傳感器采集數(shù)據(jù)，再將采集到的信息進(jìn)行反饋。當(dāng)垃圾箱快滿(mǎn)的時(shí)候，壓縮機(jī)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)，并在一分鐘內(nèi)將垃圾箱內(nèi)的垃圾進(jìn)行最大程度的壓縮，達(dá)到垃圾的極限，以擴(kuò)大垃圾箱的儲(chǔ)存空間。

2.6高溫時(shí)殺菌滅蠅

高溫天氣時(shí)，細(xì)菌繁殖迅速，垃圾腐敗速度加快，容易滋生細(xì)菌招引蚊蟲(chóng)，為解決這一問(wèn)題，垃圾箱新增沙蠅滅蚊的功能。在防治垃圾的源頭進(jìn)迅速準(zhǔn)確的處理，從而達(dá)到垃圾無(wú)異味，確保四周空氣清新的效果。

2.7自帶語(yǔ)音功能

垃圾桶設(shè)有三種回收口，包括可回收垃圾，不可回收垃圾，煙頭三個(gè)回收樓。在人們進(jìn)行扔垃圾的過(guò)程中，垃圾箱會(huì)自動(dòng)提醒“請(qǐng)選擇正確的回收口”謝謝，等語(yǔ)音提示。這個(gè)功能可以提醒人們將垃圾進(jìn)行正確的分類(lèi)，以防止垃圾亂放，避免給環(huán)衛(wèi)工作增加工作量。

2.8互聯(lián)網(wǎng)管理

在電源充足的情況下，垃圾箱的各個(gè)部件出現(xiàn)異常不能夠正常運(yùn)行時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)管理會(huì)及時(shí)將出現(xiàn)的問(wèn)題反饋到管理中心，將問(wèn)題進(jìn)行解決。這可以及時(shí)的了解垃圾箱內(nèi)的情況，保證垃圾箱的正常運(yùn)行。

3.智能垃圾桶的工作原理

智能垃圾桶采用的原理是電紅外，紅外燈管，微波感應(yīng)，和普通垃圾桶相比多了一個(gè)電子部分和機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分，電子部分是由IC控制，然后再加一個(gè)感應(yīng)器。是由電腦控制芯片，紅外傳感探測(cè)裝置，機(jī)械傳動(dòng)部分組成，是集光電于一體的高科技新型產(chǎn)品。當(dāng)人走到熱釋紅外傳感器的探測(cè)范圍內(nèi)，傳感器感接收到人體紅外輻射溫度時(shí)就會(huì)失去平衡，向外釋放電荷，通過(guò)震動(dòng)傳感器和PT2262/2272信號(hào)打開(kāi)垃圾桶蓋，來(lái)判斷是否有人投放垃圾。

結(jié)束語(yǔ)：

智能產(chǎn)品的出現(xiàn)，讓我們的生活變得更有品質(zhì)和享受。前幾乎所有的傳統(tǒng)垃圾桶都推出來(lái)各自的智能感應(yīng)垃圾桶，智能垃圾桶具有使用壽命長(zhǎng)，性能可靠，耗電低等優(yōu)點(diǎn)。這必將是以后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，智能感應(yīng)垃圾桶也必將成為老百姓的消費(fèi)習(xí)慣。就像以前的節(jié)能燈，飲水機(jī)一樣，現(xiàn)已全面普及，智能感應(yīng)垃圾桶也將在未來(lái)幾年中普及，對(duì)現(xiàn)有垃圾桶進(jìn)行改造優(yōu)化，解決部分垃圾桶的衛(wèi)生狀況，使垃圾桶更加智能，讓人民感受到智能技術(shù)給群眾帶來(lái)的新奇感以及快捷感。

參考文獻(xiàn)

[1] ?郭浩巖，顧偉帆，徐佳.基于STC89C52的寢室智能垃圾桶的設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2019，38（21）：132-134.

[2] ?徐榮華.基于多重驅(qū)動(dòng)控制的全智能垃圾桶設(shè)計(jì)[J].電動(dòng)工具，2019（03）：11-13.

[3] ?薛守強(qiáng).基于戶(hù)外應(yīng)用的智能垃圾桶研究報(bào)告[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（04）：98.

[4] ?潘鵬，胡運(yùn)峰，秦金志，陳天宇，張文文.一種基于NB-IOT的智能垃圾桶[J].科技風(fēng)，2019（01）：11.

[5] ?呂雪.智能垃圾桶自動(dòng)開(kāi)蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（24）：28.

作者簡(jiǎn)介：馬曉晨（1999--），哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院，本科在讀;張祺（1984--），副教授，哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院;劉娜（1999--）哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院，本科在讀;吳光宇（1999--）哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院，本科在讀

基金項(xiàng)目：2018年黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《智能垃圾箱》，項(xiàng)目編號(hào)：201813301006