智能垃圾箱研究與應用現狀

張俠 吳琪 王穩

摘 要：基于生活中常見的智能垃圾箱類型，綜合分析了各種垃圾箱的優缺點以及智能垃圾箱開發與應用現狀。隨著移動互聯網、物聯網和大數據云計算技術的發展，未來垃圾箱將綜合應用各種新信息化手段，實現垃圾分類和回收各個環節的智能化處理。

關鍵詞：智能化垃圾箱;感應式垃圾箱;自動壓縮式垃圾箱;分類式垃圾箱

中圖分類號：TM914.4;X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）25-0024-03

Abstract： Based on the common types of intelligent dustbin in our life， the advantages and disadvantages of all kinds of garbage can and the development and application status of intelligent garbage can were analyzed comprehensively. With the development of mobile internet， Internet of Things and big data cloud computing technology， the garbage can integrate more new information technologies in the future， to realize the intelligent sorting and recycling by dustbin itself.

Keywords： intelligent dustbin;inductive dustbin;automatic compression dustbin;classified dustbin

為深入貫徹習近平總書記關于生活垃圾分類工作的系列重要批示指示精神，落實《中共中央國務院關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的意見》，2019年6月，住建部、發改委、生態環境部等九部門聯合印發《住房和城鄉建設部等部門關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》（以下簡稱《通知》）。《通知》提出，在各直轄市、省會城市、計劃單列市等46個重點城市先行先試基礎上，決定自2019年起在全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作。到2020年底，先行先試的46個重點城市，要基本建成垃圾分類處理系統，其他地級城市實現公共機構生活垃圾分類全覆蓋。到2022年，各地級城市至少有1個區實現生活垃圾分類全覆蓋。2025年前，全國地級及以上城市要基本建成垃圾分類處理系統。隨著國家各種政策法規的出臺，智能垃圾箱的研究也受到高校、研究院所和企業科研人員的重視。

1 傳統垃圾箱類型

垃圾箱，又名廢物箱或垃圾桶，是指裝放垃圾的容器[1]。垃圾箱按使用場合可分為公共垃圾箱和家庭垃圾箱;按盛放垃圾形式可分為獨立垃圾箱和分類垃圾箱;按加工材料可分為塑料垃圾箱、不銹鋼垃圾箱、木質垃圾箱、金屬垃圾箱等;按開蓋方式可分為敞口無蓋式垃圾箱、手動揭蓋式垃圾箱、踩踏開蓋式垃圾箱、紅外線感應式垃圾箱等[2]。

2 智能垃圾箱類型

隨著人民生活水平的提高和國家對垃圾分類的大力推進，各種智能垃圾箱應運而生。

2.1 感應式垃圾箱

近年來，出現了紅外線感應式垃圾箱（見圖1），該垃圾箱內設有紅外線檢查裝置和機械電子驅動系統。當紅外線檢查裝置檢測到有物體接近感應區時，電路芯片驅動機械結構把箱蓋打開，物體離開后，箱蓋等待幾秒自動關閉。紅外線感應式垃圾箱依靠電池供電，無須外接電源，用電方便安全;無須手動或腳踩開蓋，不會直接接觸垃圾箱，方便衛生，性能可靠[3]。

2.2 自動壓縮式垃圾箱

2009年出現了一種能夠自動壓縮的智能垃圾箱，其依靠太陽能發電自動壓縮垃圾，可將垃圾壓縮至原來體積的1/8，因而被稱為“大胃王”的垃圾箱（見圖2）。這種垃圾箱外表像個郵筒，箱蓋采用全封閉、雙門結構，可有效防止異味溢出和蛇蟲鼠蟻進入。在垃圾箱的頂部設有紅、黃、綠三種顏色的指示燈，分別代表垃圾箱裝滿、半滿和未滿三種不同的狀態，方便投放者選擇是否投放[4]。

2.3 太陽能觸屏式廣告垃圾箱

在公交站臺等公共場合經常看到廣告式垃圾箱。在這個信息爆炸的時代，傳統的粘貼式廣告已經過時。圖3所示為一種太陽能觸屏式廣告垃圾箱，其電力來源于太陽能發電，且屏幕廣告具有可觸摸式查詢、瀏覽等功能。

2.4 分類式垃圾箱

隨著人們環保意識的不斷提高及國家對垃圾分類的重視，分類式垃圾箱應運而生。2003年10月，國家出臺了《城市生活垃圾分類標志》，將生活垃圾劃分為可回收物、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾4大類[5]。圖4為一種日式三層垃圾桶，從上到下依次用于回收干垃圾、濕垃圾、有害垃圾、可回收垃圾。圖5為一種干濕垃圾分離垃圾桶。

隨著科技的進步和環保要求的提高，近年來出現了一些功能更強大、智能化和自動化程度更高的智能垃圾箱。智能垃圾箱未來的發展必然是綜合運用移動互聯網、物聯網和大數據云計算技術等各種新技術，利用信息化手段，實現垃圾分類和回收各個環節的智能化[6]。

3 智能垃圾箱科研現狀

隨著國家各種政策法規的出臺，智能垃圾箱的研究也受到了高校、研究院和企業科技研究人員的重視。專利研究方面，在中國知網上，分別以“垃圾箱”“垃圾桶”和“回收箱”為關鍵詞進行檢索，分別檢索到11 431、27 641、7 731條專利;再以“智能、垃圾箱”“智能、垃圾桶”“智能、回收箱”“新型、垃圾箱”“新型、垃圾桶”“新型、回收箱”為關鍵詞進行檢索，分別檢索到790、2 203、370、6 108、11 844、3 809條專利。

科技論文研究方面，在中國知網上，分別以“垃圾箱”“垃圾桶”和“回收箱”為關鍵詞進行檢索，分別檢索到1 433、2 175、629條文獻;再以“智能、垃圾箱”“智能、垃圾桶”“智能、回收箱”“新型、垃圾箱”“新型、垃圾桶”“新型、回收箱”為關鍵詞進行檢索，分別檢索到83、284、28、40、86、22條文獻。

經分析可知，上述專利與科技論文的研究主要集中在各種垃圾箱的結構設計上，垃圾箱的功能包括實現垃圾的分類回收、垃圾箱狀態實時監控、垃圾箱報警、太陽能發電、人體感應、積分兌換等。但是，對于垃圾的實時處理，即垃圾自動分類與可回收垃圾的打包或粉碎處理等涉及較少。

4 智能化垃圾箱應用現狀

近年來，國家一直踐行低碳、環保、循環、可持續的綠色發展理念，積極開展各項垃圾分類工作，推廣垃圾分類制度，不斷提升居民的參與率。各社區街道也積極響應國家號召，提檔升級，引進一系列智能化垃圾分類設備，例如，山東省濟南市天橋區人民政府院和煙臺市長島縣溝漁家風情園、湖北省襄陽市龍堤濱江園小區、遼寧省東港市佳地花園小區、江蘇省南京市建鄴區洲島家園、北京建國門街道平房區、上海虹口區等社區均已投放使用圖6所示的智能垃圾箱。這些智能化垃圾箱是利用物聯網、互聯網融合技術，采用刷卡或二維碼或人臉識別等方式打開投放口，采用計重的方式以家庭為單位計算家庭垃圾投放與回收積分，積分可以在配套的終端上兌換禮品，操作便捷，大大提升了居民垃圾分類投放的積極性，受到大家的普遍歡迎[7]。

5 結語

面對日益增長的垃圾產量和環境不斷惡化的局面，節能環保、廢料再利用和垃圾分類顯得尤為重要。未來具有太陽發電和智能化分類投放、回收與利用等特點智能垃圾箱將隨處可見。智能垃圾箱的使用，可促使人民養成垃圾分類的生活習慣，縮短垃圾分類與回收的工作量，增加資源的可利用價值，減小環境污染。

參考文獻：

[1]百度百科.垃圾桶[EB/OL].（2020-06-20）[2020-07-20].https：//baike.so.com/doc/5330206-5565380.html.

[2]王冰梅.我國分類垃圾箱的缺陷及其智能化改造[J].資源節約與環保，2016（1）：78-79.

[3]左明，華玉艷.生活垃圾分類投放智能化研究[J].數碼設計，2017（4）：184-187.

[4]曹彥鵬，潘旺，郭志偉，等.可壓縮式智能垃圾箱設計[J].湖北農機化，2019（5）：53.

[5]姜宇，蔡征宇，楊洋，等.智能壓縮垃圾箱設計研究[J].科技風，2019（19）：5.

[6]張佳偉，董春芳，楊霄，等，公共智能粉碎壓縮垃圾箱研究[J].綠色科技，2020（4）：185-187.

[7]江蘇萬德福公共設施科技有限公司新聞中心與智能垃圾分類系統產品展示[EB/OL].[2020-07-20].http：//www.xzwonderful.com/showProduct2.html.