智能垃圾箱研究与应用现状

张侠 吴琪 王稳

摘 要：基于生活中常见的智能垃圾箱类型，综合分析了各种垃圾箱的优缺点以及智能垃圾箱开发与应用现状。随着移动互联网、物联网和大数据云计算技术的发展，未来垃圾箱将综合应用各种新信息化手段，实现垃圾分类和回收各个环节的智能化处理。

关键词：智能化垃圾箱;感应式垃圾箱;自动压缩式垃圾箱;分类式垃圾箱

中图分类号：TM914.4;X799.3 文献标识码：A 文章编号：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

為深入贯彻习近平总书记关于生活垃圾分类工作的系列重要批示指示精神，落实《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》，2019年6月，住建部、发改委、生态环境部等九部门联合印发《住房和城乡建设部等部门关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》（以下简称《通知》）。《通知》提出，在各直辖市、省会城市、计划单列市等46个重点城市先行先试基础上，决定自2019年起在全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作。到2020年底，先行先试的46个重点城市，要基本建成垃圾分类处理系统，其他地级城市实现公共机构生活垃圾分类全覆盖。到2022年，各地级城市至少有1个区实现生活垃圾分类全覆盖。2025年前，全国地级及以上城市要基本建成垃圾分类处理系统。随着国家各种政策法规的出台，智能垃圾箱的研究也受到高校、研究院所和企业科研人员的重视。

1 传统垃圾箱类型

垃圾箱，又名废物箱或垃圾桶，是指装放垃圾的容器[1]。垃圾箱按使用场合可分为公共垃圾箱和家庭垃圾箱;按盛放垃圾形式可分为独立垃圾箱和分类垃圾箱;按加工材料可分为塑料垃圾箱、不锈钢垃圾箱、木质垃圾箱、金属垃圾箱等;按开盖方式可分为敞口无盖式垃圾箱、手动揭盖式垃圾箱、踩踏开盖式垃圾箱、红外线感应式垃圾箱等[2]。

2 智能垃圾箱类型

随着人民生活水平的提高和国家对垃圾分类的大力推进，各种智能垃圾箱应运而生。

2.1 感应式垃圾箱

近年来，出现了红外线感应式垃圾箱（见图1），该垃圾箱内设有红外线检查装置和机械电子驱动系统。当红外线检查装置检测到有物体接近感应区时，电路芯片驱动机械结构把箱盖打开，物体离开后，箱盖等待几秒自动关闭。红外线感应式垃圾箱依靠电池供电，无须外接电源，用电方便安全;无须手动或脚踩开盖，不会直接接触垃圾箱，方便卫生，性能可靠[3]。

2.2 自动压缩式垃圾箱

2009年出现了一种能够自动压缩的智能垃圾箱，其依靠太阳能发电自动压缩垃圾，可将垃圾压缩至原来体积的1/8，因而被称为“大胃王”的垃圾箱（见图2）。这种垃圾箱外表像个邮筒，箱盖采用全封闭、双门结构，可有效防止异味溢出和蛇虫鼠蚁进入。在垃圾箱的顶部设有红、黄、绿三种颜色的指示灯，分别代表垃圾箱装满、半满和未满三种不同的状态，方便投放者选择是否投放[4]。

2.3 太阳能触屏式广告垃圾箱

在公交站台等公共场合经常看到广告式垃圾箱。在这个信息爆炸的时代，传统的粘贴式广告已经过时。图3所示为一种太阳能触屏式广告垃圾箱，其电力来源于太阳能发电，且屏幕广告具有可触摸式查询、浏览等功能。

2.4 分类式垃圾箱

随着人们环保意识的不断提高及国家对垃圾分类的重视，分类式垃圾箱应运而生。2003年10月，国家出台了《城市生活垃圾分类标志》，将生活垃圾划分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾4大类[5]。图4为一种日式三层垃圾桶，从上到下依次用于回收干垃圾、湿垃圾、有害垃圾、可回收垃圾。图5为一种干湿垃圾分离垃圾桶。

随着科技的进步和环保要求的提高，近年来出现了一些功能更强大、智能化和自动化程度更高的智能垃圾箱。智能垃圾箱未来的发展必然是综合运用移动互联网、物联网和大数据云计算技术等各种新技术，利用信息化手段，实现垃圾分类和回收各个环节的智能化[6]。

3 智能垃圾箱科研现状

随着国家各种政策法规的出台，智能垃圾箱的研究也受到了高校、研究院和企业科技研究人员的重视。专利研究方面，在中国知网上，分别以“垃圾箱”“垃圾桶”和“回收箱”为关键词进行检索，分别检索到11 431、27 641、7 731条专利;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”为关键词进行检索，分别检索到790、2 203、370、6 108、11 844、3 809条专利。

科技论文研究方面，在中国知网上，分别以“垃圾箱”“垃圾桶”和“回收箱”为关键词进行检索，分别检索到1 433、2 175、629条文献;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”为关键词进行检索，分别检索到83、284、28、40、86、22条文献。

经分析可知，上述专利与科技论文的研究主要集中在各种垃圾箱的结构设计上，垃圾箱的功能包括实现垃圾的分类回收、垃圾箱状态实时监控、垃圾箱报警、太阳能发电、人体感应、积分兑换等。但是，对于垃圾的实时处理，即垃圾自动分类与可回收垃圾的打包或粉碎处理等涉及较少。

4 智能化垃圾箱应用现状

近年来，国家一直践行低碳、环保、循环、可持续的绿色发展理念，积极开展各项垃圾分类工作，推广垃圾分类制度，不断提升居民的参与率。各社区街道也积极响应国家号召，提档升级，引进一系列智能化垃圾分类设备，例如，山东省济南市天桥区人民政府院和烟台市长岛县沟渔家风情园、湖北省襄阳市龙堤滨江园小区、辽宁省东港市佳地花园小区、江苏省南京市建邺区洲岛家园、北京建国门街道平房区、上海虹口区等社区均已投放使用图6所示的智能垃圾箱。这些智能化垃圾箱是利用物联网、互联网融合技术，采用刷卡或二维码或人脸识别等方式打开投放口，采用计重的方式以家庭为单位计算家庭垃圾投放与回收积分，积分可以在配套的终端上兑换礼品，操作便捷，大大提升了居民垃圾分类投放的积极性，受到大家的普遍欢迎[7]。

5 结语

面对日益增长的垃圾产量和环境不断恶化的局面，节能环保、废料再利用和垃圾分类显得尤为重要。未来具有太阳发电和智能化分类投放、回收与利用等特点智能垃圾箱将随处可见。智能垃圾箱的使用，可促使人民养成垃圾分类的生活习惯，缩短垃圾分类与回收的工作量，增加资源的可利用价值，减小环境污染。

参考文献：

[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.我国分类垃圾箱的缺陷及其智能化改造[J].资源节约与环保，2016（1）：78-79.

[3]左明，华玉艳.生活垃圾分类投放智能化研究[J].数码设计，2017（4）：184-187.

[4]曹彦鹏，潘旺，郭志伟，等.可压缩式智能垃圾箱設计[J].湖北农机化，2019（5）：53.

[5]姜宇，蔡征宇，杨洋，等.智能压缩垃圾箱设计研究[J].科技风，2019（19）：5.

[6]张佳伟，董春芳，杨霄，等，公共智能粉碎压缩垃圾箱研究[J].绿色科技，2020（4）：185-187.

[7]江苏万德福公共设施科技有限公司新闻中心与智能垃圾分类系统产品展示[EB/OL].[2020-07-20].http：//www.xzwonderful.com/showProduct2.html.