智能生活废品分类回收系统的设计和实现

倪翠霞

（浙江大学宁波理工学院图书与信息技术中心，浙江 宁波 315000）

1 引言

随着城市化进程的加快，城市生活废品的产生量以惊人的速度增长，环境污染问题随之而来。城市居民是垃圾产生的最主要源头之一，为了控制好这个源头，政府也出台了相关政策，采取了许多措施，比如取消公共垃圾桶、生活垃圾付费[1]；源头减量、末端治理[2-3]；建立生活废品分类回收站、在小区设置垃圾分类回收值班员[4]；分发分类回收垃圾袋、垃圾桶，大力宣传垃圾分类回收的益处和方法[5]；加强市场监督管理[6]；建立地方性法规[7]等。垃圾的分类回收已取得了很大程度的进步，但是这些措施仅仅是针对可回收、厨余、有害及其他垃圾四种类型，对于可回收生活垃圾（下简称“生活废品”）的分类并不细致，可回收生活废品种类繁多，包括玻璃、废铁、纺织、废纸等，这些都是可回收再利用的优质资源，如果简单地归类为可回收垃圾，会大大增加末端垃圾回收人员的分类工作量。

基于此，本文设计和实现了智能生活废品回收系统，此系统用线上线下相结合的方式，满足用户的投递需求。线上投递是指在APP/微信小程序（下简称“移动端”）上投递，用户在移动端下单，回收人员上门回收并运送至仓库，称重人员称重并下发积分给用户；线下投递是指用户将对应的废品投入到智能回收箱体中，箱体通过重力传感器自动称重，并根据后台设置的积分规则计算积分，巡检人员检查用户投递的有效性并下发积分给用户，用户获得足够的积分后可在商城兑换物品。希望通过本文的分类回收方法，提高用户分类回收的积极性，改善当前生活废品分类回收难的现状。

2 系统架构与整体设计

2.1 系统架构

系统采用前后端分离的B/S模式，后端基于J2EE架构，运用IntelliJ Idea开发工具，采用现阶段成熟的springboot+maven+mybatis项目框架给前端提供restful风格的接口，系统的数据库为mysql关系型数据库，以Windows 2008 Server作为Web服务器的操作系统。前端分别用hbuiler、xcode和微信开发者工具，运用mui、UIKit、Foundation、MINA等框架，调用后端提供的restful风格的接口将数据呈现给用户。

2.2 系统整体功能

系统整体设计包括硬件和软件，软件包括后台管理系统、移动端，硬件包括智能生活废品回收一体机，整体的设计及主要功能如图1所示。后台管理系统主要是对积分规则、小区信息、设备信息、巡检人员信息、商品及商品兑换所需积分进行管理。移动端和回收一体机的功能下文将进行详细介绍。

图1 系统主要功能图

3 系统主要功能

3.1 上门回收功能

投递用户可以选择在移动端进行废品投递，用户在投递前，需在移动端完成注册，并且已到指定地点领取装废品用的专用回收袋，回收袋上有二维码，用户下单时，需要扫描二维码，将物品与二维码对应，投递后该投递点对应的回收人员会收到短信消息，回收员会及时上门回收，回收时会扫描回收袋上的二维码，这样回收物品与回收人员进行了绑定，取到物品后，回收人员将物品运送至仓库，称重人员会对物品进行称重，扫描回收袋上的二维码，填写质量信息，并给用户下发积分，这样，废品对应的投递人、回收人员、称重人员就关联起来并且过程可追溯。整个上门回收过程完成。

3.2 设备投递功能

投递时用户需要将移动端的投递码对准中控屏扫码进行身份识别，身份识别通过后，中控屏上会显示6个投递口，用户点击需要投递的物品类别，对应的投递口的投递门会打开，用户可将物品投入，投入结束后，中控屏上会显示质量信息，用户确认后，投递门自动关闭。巡检员会不定时地在移动端查看自己负责区域设备分类废品的信息，当投递废品达到一定质量时，巡检员会前往该设备，点击APP中设备巡检，选择对应的投递口，扫描设备巡检二维码，获取该箱体当前的物品投递列表，把每一条记录和近期投递记录进行对比，符合则通过，不符合则不通过。对符合要求的物品进行回收确认，并下发积分给投递用户，巡检结束后巡检员将符合要求的废品运送至仓库集中回收。

3.3 积分兑换功能

用户通过移动端投递、设备投递并每日签到获得积分，用户获得积分后，可以查看商城中兑换物品所需的积分，当积分满足兑换要求时，用户可以用积分兑换商品，商品兑换下单时会生成兑换二维码，商品管理员会扫描对应的兑换二维码，如果二维码有效，确认兑换，用户就可以到指定的地点领取兑换的物品，如果无效，兑换失败。

4 中控系统的主要功能

4.1 用户身份识别

身份识别主要是识别投递用户身份和巡检员身份，对于投递用户，主要通过投递用户展示移动端的投递码并将投递码对准扫码枪进行身份识别；对于巡检员而言，巡检员需要在中控屏上输入后台管理系统为其设置的账号和密码进行身份识别。

4.2 选择投递口

投递用户或者巡检员登陆后，中控屏幕上会显示6个投递口，用户点击某个投口，设备投口挡板自动开启后，用户按提示将垃圾分类投进投口即可。

4.3 状态上报

设备自主触发状态上报功能，上报时间采用出厂设置，默认30 min一次，通过分析上报间隔的时间，确认设备是在线还是离线状态。设备上报的主要指标参数包括环境温度、固件版本、从板个数类型、桶容量、桶质量。

4.4 预警上报

设备的每个桶都有称重平台和压力传感器，每个桶内有容量传感器、温度传感器，当设备检测满桶、超重、超温等故障后，会自动向平台同步预警信息。

若平台开启了短信推送功能，平台会自动将预警信息发送给巡检人员进行提醒。这些阈值都采用出厂设置，一般不会修改。巡检员收到消息后会前往对应的设备点，对预警进行处理。

5 结束语

智能生活废品回收系统已在4个小区投入试运行，注册用户达到200左右，相比于通过制度或者立法的方式约束市民进行垃圾分类回收，本系统希望通过为用户积分换物品的方式，让用户形成分类回收生活废品的习惯，让分类回收变成举手之劳。随着智能生活废品回收系统的知晓度、认可度、实用性大大提升后，此系统将会延伸至大型的商场、学校、广场等人流量聚集的地方，让生活废品的分类回收无处不在。