家用垃圾分类器

◆大连市育明高级中学高二（三）班 李嘉禾

很多人对目前垃圾分类的标准不是很了解，小区和家庭垃圾分类主要靠人工督导，效率低下，容易出错。市面上已有的垃圾分类设备大多是应用于小区级别的分类指导设备或机器人，但垃圾分类的第一站是家庭，其作用比小区的垃圾分类更重要。

在家进行垃圾分类，很多人都依赖垃圾分类软件，不仅使用不便，还常常出现识别不清、分类不准的情况。因此，基于视觉图像识别原理，我采用分布式计算的体系架构设计了一种垃圾分类器，它具有识别准确率随着训练样本数增加而逐步提高的特性，成本可控，便于推广。

一、结构设计

家用垃圾分类器主要包含图像采集、图像处理、处理结果指示三部分。

图像采集部分主要包括视频摄像头，负责采集图像。图像处理部分主要包括树莓派，通过网络将采集的图像传至云端进行识别。处理结果指示部分主要包括双色指示灯，负责显示识别结果，并根据分析结果来控制对应的指示灯亮。

二、使用方法

依据《大连市生活垃圾分类管理条例》，生活垃圾主要分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾四类。家中可准备四个垃圾桶，在垃圾桶上贴上垃圾类别的标签，每个垃圾桶旁放一个智能垃圾分类器。

每次扔垃圾时逐一询问垃圾分类器的摄像头，让垃圾分类器自动识别垃圾种类。如果符合该垃圾桶的垃圾类别，对应的指示灯亮绿色；如果不符合，对应的指示灯亮红色。

图1 系统整体框图

图2 本地端组成图

图3 树莓派

图4 结果指示板

图5 树莓派上用的摄像头

三、结论与展望

该垃圾分类器能很好地解决家庭垃圾分类管理问题，使用方便，节省了人力，提高了分类的准确性，价格低廉，具有一定的推广和实用价值。

该系统处于研发阶段，距离产品化还有一定的距离。在产品化的过程中还要不断完善，比如，利用比树莓派更具性价比的硬件完成本地端的数据采集和结果显示，不断训练和更新云端识别算法，提高识别准确率，采用更小、更美观的结构将本地端设备与垃圾桶融为一体，为垃圾桶增加智能运动，等等。（指导老师：于春杰 赵秋梅）

扫一扫，家用垃圾分类器让你在家就能快速实现垃圾分类

专家点评

李嘉禾同学的家用垃圾分类器是一件令人心动的发明作品，它突破了一般人的惯性思维：想到垃圾要分类，就想发明智能垃圾桶。然而，很多专业人员和企业都研制了智能垃圾桶，青少年发明人要想超越他们的产品是很难的，大多数人设计的作品只不过是重复性劳动而产生的低水平项目罢了。

但李嘉禾同学能独辟蹊径，通过自己敏锐的观察力和分析问题的能力，发现别人没有发现的问题，并用垃圾分类器巧妙地满足了家庭垃圾分类的具体需求，貌似简单，实则不易。从另外一个角度看，李嘉禾同学观察智能特别突出，创新意识和创新能力已具备了一定的功底。希望他在学好科学文化知识的同时，进一步拓展自己的多种智能，让自己的创新精神和创新能力得到实质性的培育与发展，成长为具有科研潜质、报国志向的创新人才。

（栏目编辑 秦银银）