智能垃圾柜

夏爽 陳俊宇 潘海龍

一、引言

隨著經濟的迅猛發展，公共場合的垃圾不能很好的收集，造成垃圾污染環境和影響市容的問題也越來越嚴重。所以，把垃圾良好的收集、處理，防止環境污染，保護環境，維持生態平衡創造良好的市容市貌，已成為社會發展的一項重要舉措。而就如何科學合理的收集和處理垃圾，垃圾箱的設計起著直接影響作用。于是基于調查的基礎上，響應社會需求，我們設計的智能垃圾柜應運而生。

二、設計

硬件部分：可以通過紅外感應系統感應垃圾并進行自動開關垃圾箱蓋，人臉識別裝置對使用者進行識別認證，接下來通過機械傳動裝置將垃圾運送到識別區。通過與數據庫中各垃圾形狀及樣式的對比進行智能分類。隨后有稱重模塊對垃圾進行稱重并通過數模轉換以及對應的轉換公式轉換成所對應的積分存儲在用戶的賬戶中。如果投放過程中有垃圾遺落裝置下方的紅外感應裝置會感應到并發出信號提醒用戶。此環節結束后，信號傳感器發出信號使紙巾機向外投放一張紙巾方便使用者。

1.紅外線感應裝置：感應垃圾桶利用紅外線感應原理，只要有物體接近感應區范圍內，桶蓋便會自動開啟，物體或手離開感應區數秒后桶蓋會自動關閉，不需要外接電源，靠電池供電，使用電耗低。核心部件包含了電路芯片，機械電子驅動，紅外線檢測裝置。

2. 機械傳動裝置：此裝置可以實現自動開關垃圾桶蓋，智能感應垃圾桶還由機械傳動裝置，自動開關蓋，連桿機構，電池，指示燈，垃圾袋和感應窗等部件組成。

3.人臉識別功能：人臉識別技術硬件部分由輸入設備攝像頭和PC機組成。PC部分由Visual c++6.0，Windows xp系統，Intel OpenCV1.0，Camera Drive，MFC組成。人臉靠近攝像頭，便可自動識別人臉，對扔垃圾的重量進行稱量，從而對個人賬戶進行記錄并積分，最后實行獎勵制度。對故意破壞垃圾桶的人進行人臉追溯。對故意破壞垃圾桶的人進行人臉追溯。

4.自動紙巾機：Model：BOS-SZ017 Size：L295×W242×H390mm Oty：2PCS 雙電源供電，特有電池和插電（AC＼DC）交直流雙電源供電模式，可自由切換。裝有指示燈： A.缺紙（右燈閃）B.缺電（左燈亮） 三檔長度調節：20CM、25CM、30CM三檔出紙長度可自由切換。雙模出紙：模式一，伸手感應一下即出紙一張;模式二，無需感應，撕一張紙即自動出一張.環保衛生：采用紅外線自動感應裝置，免接觸設計，防止二次傳染。安全便捷：帶鎖防盜設計，安裝簡單，維護方便。

自動紙巾機紅外線感應裝置原理：通過紅外線反射原理，當人體的手或身體的某一部分在紅外線區域內，紅外線發射管發出的紅外線由于人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管，通過集成線路內的微電腦處理后的信號發送給紙巾機，從而實現自動出紙。

軟件部分：通過程序對所采集的信息進行存儲，對數據庫進行實時更新以達到精準分類的目的。通過數模轉換后臺可以實時監控各垃圾箱的儲存情況，以便隨時清理和定期維護。

垃圾分類系統軟件由基礎層、框架層、組件層、物業層及客戶端組成。

基礎層：由電路芯片，機械電子驅動，紅外線感應裝置等部件構成基礎層。

框架層：配合關系型數據庫，搭建穩定、可擴展的系統，適合超大規模的數據處理與運算。

組建層：結合智能垃圾分類管理的需求，垃圾分類系統軟件具備高擴展性及兼容性，實現垃圾的智能分類。可以針對其它不同平臺的管理軟件開放不同的接口，兼容大數據共享，全球進行聯網記錄。人臉識別部分軟件系統基于OpenCV庫，在Visual c++6.0的環境下進行調試，運用了MFC工具，基于隱馬爾可夫模型為基礎進行人臉識別系統的應用。

物業層及客戶端：對個人的垃圾重量進行稱量并記錄，采用積分原則，對客戶進行獎勵。

三、結論

該智能垃圾分類柜可以自主進行垃圾分類，不同的垃圾類別通過檢測裝置歸入到相應的垃圾箱內，減少人們因識錯垃圾類別導致放錯垃圾箱為后續的垃圾處理帶來麻煩的問題。

與以往的智能垃圾分類相比，我們設計了人臉識別系統進行登錄，對投放的垃圾進行自動稱重、對使用者所對應的賬戶進行積分的環節，一定的積分可以兌換一定的現金紅包或者兌換小禮品等。

在該智能垃圾柜上有是否需要擦手巾的裝置，這正與現在的疫情防護息息相關，這也為每個人的防護做出了保障。

在該智能垃圾柜的下方有一個紅外感應裝置，為了防止人們不小心把垃圾遺落到外邊而不管不顧，破壞環境。有了這個裝置就可以在垃圾遺落到外邊的時候發起提示音來提醒使用者。對部分故意破壞垃圾柜的人，本產品實行24小時實時監控，智能的人臉識別功能可以追溯到破壞者本人。

項目：大連科技學院，基于人臉識別的社區智能垃圾分類柜，X202113207050

作者簡介：夏爽，2001年4月25日，女，漢，遼寧調兵山，本科，大連科技學院，電氣工程及其自動化

陳俊宇，2001年8月25日，男，漢，吉林長春，本科，大連科技學院，電氣工程及其自動化

潘海龍，2000年12月20日，男，漢，河北省承德市，本科，大連科技學院，電氣工程及其自動化