太阳能超市智能纸包装回收箱设计

计宇虹 郭佳怡 雷诺

摘要：垃圾分类已成为普遍关注的社会问题，治理垃圾分类回收再利用也成为政府的重要工作之一。借助于太阳能智能包装回收箱融入纸包装垃圾分类回收系统，自助识别包装、自动分拣回收，充分合理地利用互联网来优化包装分类回收，改善包装回收方式。

关键词：太阳能;垃圾分类;智能回收

太阳能作为清洁能源，在垃圾分类回收等领域应用广泛。智能包装回收箱的设计，将治理包装分类回收作为缓解城市污染，改善城市环境的有效手段。现阶段，垃圾分类回收的关键在于对生活垃圾分类、有效进行回收再利用，借助于超市包装回收点的支撑作用，对现有包装回收点进行智能化改造，融入互联网大数据进行包装分类回收系统功能，有效利用太阳能设计智能包装回收箱。

一、基于智能太阳能纸包装回收系统的设计方案

在互联网基础上设计智能太阳能包装回收箱，可以利用PLC可编程控制器，来优化太阳能发电、智能充放电，以及纸包装识别分类等功能，实现对纸包装消毒、压缩存储等数据的实时监测，在无人值守条件下，利用自动识别系统来分类回收纸包装。

（一）智能太阳能纸包装回收箱的工作原理

在现有的纸包装回收过程中，再利用率低，资源浪费突出，实时性控制能力不强，都成为制约纸包装回收再利用的主要缺陷。从城市垃圾分类视角，引入城市垃圾分类系统、自动回收系统来分析互联网相关数据，并将之通过以太网传送至云平台，利用远程控制终端来进行智能化设置，改善智能太阳能包装箱的识别回收功能。通过PLC系统来实现对包装识别、分类、清洁程度等指标的自动测量，并将之整合到回收箱智能化数据模块中。借助于上位机系统来监控各项指标数据，并对整个工作过程进行自动控制。

（二）太阳能智能纸包装回收箱的方案设计

根据对智能太阳能纸包装箱功能的分析，在优化系统整体方案设计上，我们选择三菱的FX3U系统作为智能控制器的核心PLC单元，来实现对太阳能纸包装的智能化控制。在太阳能回收系统设计中，主要借助于太阳能板的充放电模块，来为整个包装箱提供电能。在充放电模块设计上，引入包装识别系统，利用识别检测传感器来智能化开启开关，减少电能浪费。在包装箱室内环境设计模块中，主要结合空气检测模块、湿度检测模块、定时消毒模块等，来对包装箱周围环境的环境信息数据进行实时监测，并利用中央控制器PLC单元，将这些数据进行收集和存储，分别提供给空气检测、通信电流、通信模块等使用。该系统主要通过步进电机和系统驱动单元，来完成自动回收功能。在远程云平台控制系统设计中，利用太阳能纸包装回收箱智能网络结构，将各个回收箱系统传感器所采集的数据，通过以太网来传送至云平台，管理者可以通过远程手机APP、PC等终端来对监测数据进行管理，也可以利用远程PLC可控制器，设置相应的控制指令，来实现太阳能纸包装箱的智能化回收管理。

二、智能太阳能纸包装回收箱回收系统构成

从智能太阳能包装回收箱设计上，其构成设备主要由太阳能回收箱，包括太阳能电池板，手机充电、LED显示器，以及空气监测设备、步进电机及驱动单元、自动喷淋系统、支架等。由于该系统包含较多辅助功能，在利用FX3U智能控制器过程中，需要对不同设备设置相应的地址，以便于动态优化各系统参数，来完成智能化控制。

三、智能太阳能超市纸包装回收箱系统软件的设计

软件系统设计是实现智能太阳能纸包装回收箱动态化分类和回收的重要部分，根据太阳能纸包装回收箱工作原理及特点，在软件设计上需要细化作业流程。通过上位机通电后，完成智能太阳能回收箱箱控制系统的初始化，主要是对识别系统、分类系统、消毒回收系统。在云平台系统设计中，需要从PLC与各监测单元进行开关量、数据量的运算处理，符合作业条件时触发相应动作。

四、结语

通过对智能纸包装回收箱系统消毒回收功能的优化设计，该系统具有废物再利用、节能环保，智能识别系统与消毒回收系统可以分别独立运行，提升了系统可用性。如在回收作业时，可以通过对不同纸包装分类消毒回收、增强分类回收人性化水平，还可以通过远程登录端来进行数据监测、报警记录查看，以及远程PLC控制等功能，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]周志敏，纪爱华.太阳能光伏系统设计与工程实例[M].中国电力出版社，2016.

[2]张佳奇，陆仲达，商昊等.基于太阳能的可再利用垃圾智能回收箱设计[J].黑龙江工业学院学报：综合版，2018，18（02）：49-52.

[3]杨福餐，吴龙奇.步进电机在包装机械中的应用[J].机电信息，2004（11）：54-55.

基金项目：本文为2019年大学生创新创业训练计划省级立项项目研究成果，项目名称《超市纸包装智能回收箱设计》编号S201913123005。

作者简介：计宇虹（1995-），女，陕西西安人，动画专业，陕西国际商贸学院时装艺术学院动画系16级，研究方向为动画设计;郭佳怡（1996-），女，陕西铜川人，动漫设计与制作专业，陕西国际商贸学院时装艺术学院动画系18级，研究方向为動漫策划;雷诺（1995-），女，陕西渭南人，动漫设计与制作专业，陕西国际商贸学院时装艺术学院动画系18级，研究方向为动漫设计;赵红飞（1979-），男，陕西咸阳人，指导老师，讲师，文艺学硕士，陕西国际商贸学院时装艺术学院动画系，研究方向为影视动画。