智能垃圾柜

夏爽 陈俊宇 潘海龙

一、引言

随着经济的迅猛发展，公共场合的垃圾不能很好的收集，造成垃圾污染环境和影响市容的问题也越来越严重。所以，把垃圾良好的收集、处理，防止环境污染，保护环境，维持生态平衡创造良好的市容市貌，已成为社会发展的一项重要举措。而就如何科学合理的收集和处理垃圾，垃圾箱的设计起着直接影响作用。于是基于调查的基础上，响应社会需求，我们设计的智能垃圾柜应运而生。

二、设计

硬件部分：可以通过红外感应系统感应垃圾并进行自动开关垃圾箱盖，人脸识别装置对使用者进行识别认证，接下来通过机械传动装置将垃圾运送到识别区。通过与数据库中各垃圾形状及样式的对比进行智能分类。随后有称重模块对垃圾进行称重并通过数模转换以及对应的转换公式转换成所对应的积分存储在用户的账户中。如果投放过程中有垃圾遗落装置下方的红外感应装置会感应到并发出信号提醒用户。此环节结束后，信号传感器发出信号使纸巾机向外投放一张纸巾方便使用者。

1.红外线感应装置：感应垃圾桶利用红外线感应原理，只要有物体接近感应区范围内，桶盖便会自动开启，物体或手离开感应区数秒后桶盖会自动关闭，不需要外接电源，靠电池供电，使用电耗低。核心部件包含了电路芯片，机械电子驱动，红外线检测装置。

2. 机械传动装置：此装置可以实现自动开关垃圾桶盖，智能感应垃圾桶还由机械传动装置，自动开关盖，连杆机构，电池，指示灯，垃圾袋和感应窗等部件组成。

3.人脸识别功能：人脸识别技术硬件部分由输入设备摄像头和PC机组成。PC部分由Visual c++6.0，Windows xp系统，Intel OpenCV1.0，Camera Drive，MFC组成。人脸靠近摄像头，便可自动识别人脸，对扔垃圾的重量进行称量，从而对个人账户进行记录并积分，最后实行奖励制度。对故意破坏垃圾桶的人进行人脸追溯。对故意破坏垃圾桶的人进行人脸追溯。

4.自动纸巾机：Model：BOS-SZ017 Size：L295×W242×H390mm Oty：2PCS 双电源供电，特有电池和插电（AC＼DC）交直流双电源供电模式，可自由切换。装有指示灯： A.缺纸（右灯闪）B.缺电（左灯亮） 三档长度调节：20CM、25CM、30CM三档出纸长度可自由切换。双模出纸：模式一，伸手感应一下即出纸一张;模式二，无需感应，撕一张纸即自动出一张.环保卫生：采用红外线自动感应装置，免接触设计，防止二次传染。安全便捷：带锁防盗设计，安装简单，维护方便。

自动纸巾机红外线感应装置原理：通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给纸巾机，从而实现自动出纸。

软件部分：通过程序对所采集的信息进行存储，对数据库进行实时更新以达到精准分类的目的。通过数模转换后台可以实时监控各垃圾箱的储存情况，以便随时清理和定期维护。

垃圾分类系统软件由基础层、框架层、组件层、物业层及客户端组成。

基础层：由电路芯片，机械电子驱动，红外线感应装置等部件构成基础层。

框架层：配合关系型数据库，搭建稳定、可扩展的系统，适合超大规模的数据处理与运算。

组建层：结合智能垃圾分类管理的需求，垃圾分类系统软件具备高扩展性及兼容性，实现垃圾的智能分类。可以针对其它不同平台的管理软件开放不同的接口，兼容大数据共享，全球进行联网记录。人脸识别部分软件系统基于OpenCV库，在Visual c++6.0的环境下进行调试，运用了MFC工具，基于隐马尔可夫模型为基础进行人脸识别系统的应用。

物业层及客户端：对个人的垃圾重量进行称量并记录，采用积分原则，对客户进行奖励。

三、结论

该智能垃圾分类柜可以自主进行垃圾分类，不同的垃圾类别通过检测装置归入到相应的垃圾箱内，减少人们因识错垃圾类别导致放错垃圾箱为后续的垃圾处理带来麻烦的问题。

与以往的智能垃圾分类相比，我们设计了人脸识别系统进行登录，对投放的垃圾进行自动称重、对使用者所对应的账户进行积分的环节，一定的积分可以兑换一定的现金红包或者兑换小礼品等。

在该智能垃圾柜上有是否需要擦手巾的装置，这正与现在的疫情防护息息相关，这也为每个人的防护做出了保障。

在该智能垃圾柜的下方有一个红外感应装置，为了防止人们不小心把垃圾遗落到外边而不管不顾，破坏环境。有了这个装置就可以在垃圾遗落到外边的时候发起提示音来提醒使用者。对部分故意破坏垃圾柜的人，本产品实行24小时实时监控，智能的人脸识别功能可以追溯到破坏者本人。

項目：大连科技学院，基于人脸识别的社区智能垃圾分类柜，X202113207050

作者简介：夏爽，2001年4月25日，女，汉，辽宁调兵山，本科，大连科技学院，电气工程及其自动化

陈俊宇，2001年8月25日，男，汉，吉林长春，本科，大连科技学院，电气工程及其自动化

潘海龙，2000年12月20日，男，汉，河北省承德市，本科，大连科技学院，电气工程及其自动化