太陽(yáng)能超市智能紙包裝回收箱設(shè)計(jì)

計(jì)宇虹 郭佳怡 雷諾

摘要：垃圾分類已成為普遍關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題，治理垃圾分類回收再利用也成為政府的重要工作之一。借助于太陽(yáng)能智能包裝回收箱融入紙包裝垃圾分類回收系統(tǒng)，自助識(shí)別包裝、自動(dòng)分揀回收，充分合理地利用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)優(yōu)化包裝分類回收，改善包裝回收方式。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;垃圾分類;智能回收

太陽(yáng)能作為清潔能源，在垃圾分類回收等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。智能包裝回收箱的設(shè)計(jì)，將治理包裝分類回收作為緩解城市污染，改善城市環(huán)境的有效手段。現(xiàn)階段，垃圾分類回收的關(guān)鍵在于對(duì)生活垃圾分類、有效進(jìn)行回收再利用，借助于超市包裝回收點(diǎn)的支撐作用，對(duì)現(xiàn)有包裝回收點(diǎn)進(jìn)行智能化改造，融入互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝分類回收系統(tǒng)功能，有效利用太陽(yáng)能設(shè)計(jì)智能包裝回收箱。

一、基于智能太陽(yáng)能紙包裝回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)智能太陽(yáng)能包裝回收箱，可以利用PLC可編程控制器，來(lái)優(yōu)化太陽(yáng)能發(fā)電、智能充放電，以及紙包裝識(shí)別分類等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)紙包裝消毒、壓縮存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在無(wú)人值守條件下，利用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)來(lái)分類回收紙包裝。

（一）智能太陽(yáng)能紙包裝回收箱的工作原理

在現(xiàn)有的紙包裝回收過(guò)程中，再利用率低，資源浪費(fèi)突出，實(shí)時(shí)性控制能力不強(qiáng)，都成為制約紙包裝回收再利用的主要缺陷。從城市垃圾分類視角，引入城市垃圾分類系統(tǒng)、自動(dòng)回收系統(tǒng)來(lái)分析互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，并將之通過(guò)以太網(wǎng)傳送至云平臺(tái)，利用遠(yuǎn)程控制終端來(lái)進(jìn)行智能化設(shè)置，改善智能太陽(yáng)能包裝箱的識(shí)別回收功能。通過(guò)PLC系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝識(shí)別、分類、清潔程度等指標(biāo)的自動(dòng)測(cè)量，并將之整合到回收箱智能化數(shù)據(jù)模塊中。借助于上位機(jī)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)整個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。

（二）太陽(yáng)能智能紙包裝回收箱的方案設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)智能太陽(yáng)能紙包裝箱功能的分析，在優(yōu)化系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)上，我們選擇三菱的FX3U系統(tǒng)作為智能控制器的核心PLC單元，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能紙包裝的智能化控制。在太陽(yáng)能回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要借助于太陽(yáng)能板的充放電模塊，來(lái)為整個(gè)包裝箱提供電能。在充放電模塊設(shè)計(jì)上，引入包裝識(shí)別系統(tǒng)，利用識(shí)別檢測(cè)傳感器來(lái)智能化開啟開關(guān)，減少電能浪費(fèi)。在包裝箱室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)模塊中，主要結(jié)合空氣檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、定時(shí)消毒模塊等，來(lái)對(duì)包裝箱周圍環(huán)境的環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用中央控制器PLC單元，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和存儲(chǔ)，分別提供給空氣檢測(cè)、通信電流、通信模塊等使用。該系統(tǒng)主要通過(guò)步進(jìn)電機(jī)和系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單元，來(lái)完成自動(dòng)回收功能。在遠(yuǎn)程云平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用太陽(yáng)能紙包裝回收箱智能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將各個(gè)回收箱系統(tǒng)傳感器所采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)傳送至云平臺(tái)，管理者可以通過(guò)遠(yuǎn)程手機(jī)APP、PC等終端來(lái)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，也可以利用遠(yuǎn)程PLC可控制器，設(shè)置相應(yīng)的控制指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能紙包裝箱的智能化回收管理。

二、智能太陽(yáng)能紙包裝回收箱回收系統(tǒng)構(gòu)成

從智能太陽(yáng)能包裝回收箱設(shè)計(jì)上，其構(gòu)成設(shè)備主要由太陽(yáng)能回收箱，包括太陽(yáng)能電池板，手機(jī)充電、LED顯示器，以及空氣監(jiān)測(cè)設(shè)備、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)單元、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、支架等。由于該系統(tǒng)包含較多輔助功能，在利用FX3U智能控制器過(guò)程中，需要對(duì)不同設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的地址，以便于動(dòng)態(tài)優(yōu)化各系統(tǒng)參數(shù)，來(lái)完成智能化控制。

三、智能太陽(yáng)能超市紙包裝回收箱系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)智能太陽(yáng)能紙包裝回收箱動(dòng)態(tài)化分類和回收的重要部分，根據(jù)太陽(yáng)能紙包裝回收箱工作原理及特點(diǎn)，在軟件設(shè)計(jì)上需要細(xì)化作業(yè)流程。通過(guò)上位機(jī)通電后，完成智能太陽(yáng)能回收箱箱控制系統(tǒng)的初始化，主要是對(duì)識(shí)別系統(tǒng)、分類系統(tǒng)、消毒回收系統(tǒng)。在云平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要從PLC與各監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行開關(guān)量、數(shù)據(jù)量的運(yùn)算處理，符合作業(yè)條件時(shí)觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)智能紙包裝回收箱系統(tǒng)消毒回收功能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)具有廢物再利用、節(jié)能環(huán)保，智能識(shí)別系統(tǒng)與消毒回收系統(tǒng)可以分別獨(dú)立運(yùn)行，提升了系統(tǒng)可用性。如在回收作業(yè)時(shí)，可以通過(guò)對(duì)不同紙包裝分類消毒回收、增強(qiáng)分類回收人性化水平，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程登錄端來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警記錄查看，以及遠(yuǎn)程PLC控制等功能，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：本文為2019年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃省級(jí)立項(xiàng)項(xiàng)目研究成果，項(xiàng)目名稱《超市紙包裝智能回收箱設(shè)計(jì)》編號(hào)S201913123005。

作者簡(jiǎn)介：計(jì)宇虹（1995-），女，陜西西安人，動(dòng)畫專業(yè)，陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院時(shí)裝藝術(shù)學(xué)院動(dòng)畫系16級(jí)，研究方向?yàn)閯?dòng)畫設(shè)計(jì);郭佳怡（1996-），女，陜西銅川人，動(dòng)漫設(shè)計(jì)與制作專業(yè)，陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院時(shí)裝藝術(shù)學(xué)院動(dòng)畫系18級(jí)，研究方向?yàn)閯?dòng)漫策劃;雷諾（1995-），女，陜西渭南人，動(dòng)漫設(shè)計(jì)與制作專業(yè)，陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院時(shí)裝藝術(shù)學(xué)院動(dòng)畫系18級(jí)，研究方向?yàn)閯?dòng)漫設(shè)計(jì);趙紅飛（1979-），男，陜西咸陽(yáng)人，指導(dǎo)老師，講師，文藝學(xué)碩士，陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院時(shí)裝藝術(shù)學(xué)院動(dòng)畫系，研究方向?yàn)橛耙晞?dòng)畫。