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智能垃圾桶管理系統開發方案
來源:深圳市賽億科技開發有限公司作者:日期:2019-10-26 10:06:49點擊:668次

  本開發方案涉及一種智能垃圾桶,尤其涉及一種具有城市環境數據采集功能和裝滿匯報的智能垃圾桶管理系統,屬于城市環境衛生管理領域。

  背景技術:

  隨著城市現代化建設進程的加快,城市環境受到到各方面的因素的影響,如:汽車尾氣排放、工廠廢氣違法排放、市民環境意識等。為了便于城市政府檢測相關環境數據,一個分部范圍廣、可以適應多種城市環境的環境管理系統是被需要的。隨著智慧型城市概念的提出,越來越多的城市追求城市環境數據可實時監測、環境數據開源化、城市衛生管理智能化。目前,智能垃圾桶作為城市公共設施,具有數量大、分布廣的特點,且在人流密集區域,智能垃圾桶往往得不到及時的清理。如果能夠動態實時地檢測智能垃圾桶是否填滿,并能及時通知附近清潔工,這樣就能避免城市環境因清理不及時而導致的惡化,也可以避免清潔工的無效勞動。同時,如果依托于智能垃圾桶數量大、分布廣的特點,能夠進行城市環境數據的實時檢測,這樣有助于城市環境數據公開化,實現智慧型城市。
 

智能垃圾桶管理系統開發方案
 

  技術實現要素:

  本發明的目的是提供一種裝置,其能夠克服傳統智能垃圾桶需要人為傾倒以及清潔工無效勞動的缺點,并能夠動態的檢測城市環境數據。

  為了解決上述技術問題,本發明提出了一種具有城市環境數據采集功能和可裝滿匯報的智能垃圾桶管理系統,包括垃圾桶、若干傳感模塊和云平臺,所述的垃圾桶上設置有垃圾檢測裝置、 ZigBee模塊和信息傳輸模塊,所述的傳感模塊設置有傳感器和ZigBee模塊,所述的ZigBee模塊可發起并組建星形ZigBee網絡,能夠自動刷新網絡并發現網絡范圍內新的節點,所述的信息傳輸模塊擁有數據融合功能;

  所述的垃圾檢測裝置內安裝有于檢測垃圾桶內的垃圾是否填滿的超聲波傳感器;所述的傳感模塊啟動后自動加入所述的ZigBee網絡;

  所述的傳感模塊和所述的垃圾檢測裝置所接收到的數據信息均通過ZigBee模塊將數據信息傳輸至所述的信息傳輸模塊,所述的信息傳輸模塊將信息融合后上傳到所述的云平臺;所述的云平臺接收到垃圾填滿信息后發送提示信息。

  進一步的,所述的信息傳輸模塊為可通過4G移動網絡發送信息的4G傳輸模塊。

  進一步的,所述的云平臺包括:傳感器信息接收模塊,接收所述的4G傳輸模塊發送的數據信息;信息查詢與顯示模塊,顯示接收到的數據信息,并在地圖上顯示數據采樣位置與采樣數值;自動反饋模塊,接收到垃圾桶填滿信息后向附近清潔工自動發送短信以提醒清理垃圾。

  進一步的,所述的云平臺部署在云主機上,所述的云主機為移動端或PC端服務器,所述的實時監測數據信息通過瀏覽器訪問。

  進一步的,所述的云平臺采用SSH架構,使用java語言編碼,使用json接收信息。

  進一步的,所述的傳感模塊內設置的傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和空氣質量傳感器。

  進一步的,所述的超聲波傳感器用于檢測桶內垃圾與桶蓋之間的距離,所述的超聲波傳感器安裝在所述垃圾桶桶體的內側上端。

  進一步的,所述的ZigBee模塊采用的主控芯片為CC2530,所述的超聲波傳感器連接所述ZigBee模塊主控芯片的I/O口。

  進一步的,所述的4G傳輸模塊所采用的核心芯片為SIM7100C,所述的4G傳輸模塊通過串口通信與所述的ZigBee模塊的主控芯片相連。

  進一步的,所述的4G傳輸模塊通過TCP/IP協議訪問URL發送的融合后的數據信息。

  本發明所產生的有益效果:1、本發明中的智能垃圾桶不僅可以實施檢測垃圾桶的裝滿情況而且能夠在垃圾桶裝滿后以短信方式提醒附近的環衛工,以使垃圾桶得到快速有效的清理;2、本發明中的智能垃圾桶可通過移動手機查看信息傳輸模塊所接收到的信息,簡單方便;3、工作人員可通過地圖查看每個垃圾桶的數據信息,有針對性的垃圾桶管理;4、本發明中的信息傳輸模塊采用4G傳輸模塊,充分利用了現有網絡資源;5、與傳統智能垃圾桶相比,省去了需要人為確認垃圾是否裝滿的過程,提升了環衛工人的工作效率,克服了傳統智能垃圾桶功能單一的缺點,加入了城市環境數據收集的功能,有助于建設智慧型城市。
 

智能垃圾桶管理系統開發方案
 

  具體實施方式

  現在結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本發明的基本結構,因此其僅顯示與本發明有關的構成。

  如圖1所示:本發明提供了一種具有城市環境數據采集功能和可裝滿匯報的智能垃圾桶,包括:擁有垃圾填滿檢測功能的智能垃圾桶,可自由配置其他傳感類型的傳感模塊,具有接收信息功能與發送提醒消息的云平臺。智能垃圾桶上設置有垃圾填滿檢測裝置、ZigBee模塊和4G傳輸模塊,所述傳感模塊將采集到的傳感信息(包括傳感器種類、采樣時間、采樣數據)發送到智能垃圾桶,傳感模塊與智能垃圾桶之間的通信采用ZigBee網絡;智能垃圾桶將接收到的傳感器信息與填滿檢測裝置信息由4G網絡發送到云平臺;在云平臺上可以查看所有接收到的傳感器信息和填滿信息,并能夠自動向已裝滿的智能垃圾桶附近的環衛工人發送提示信息。

  具體的,所述擁有垃圾填滿檢測功能的智能垃圾桶包括:HC-SR04超聲波傳感器2,ZigBee模塊3,4G傳輸模塊4;HC-SR04超聲波傳2感器用來檢測智能垃圾桶內垃圾與桶蓋1之間的距離,位于智能垃圾桶的內側上端; ZigBee模塊3,可發起并組建星形ZigBee網絡,能夠自動刷新網絡并發現網絡范圍內新的節點,ZigBee模塊3所用核心芯片為CC2530; 4G傳輸模塊4擁有數據融合功能,可以將融合后的組網范圍內的信息通過4G傳輸方式上傳到云平臺,所用核心芯片為SIM7100C;

  智能垃圾桶采用路燈系統供電,上電后ZigBee模塊自動建立以自身為中心的ZigBee星形網絡,所述智能垃圾桶的核心芯片CC2530內設有數據緩存區,用來存儲所述傳感模塊發送的傳感信息與垃圾桶采集到的垃圾桶裝滿信息;智能垃圾桶在ZigBee模塊的主控芯片CC2530內部設置了刷新網絡的時間、檢測裝滿情況的時間、發送傳感信息的時間,即分別例如但不限于:2小時、1分鐘、30分鐘。

  基于上述設置,所述智能垃圾桶的工作流程如圖2,其工作流程為:

  (1)通電后初始化定時器,隨后建立以自身為中心的ZigBee星形網絡并發現附近的傳感模塊;

  (2)網絡初始化完畢后,每隔1分鐘檢測一次垃圾桶的裝滿情況,若檢測到垃圾桶裝滿,則將該裝滿信息存儲至數據緩存區。

  (3)網絡初始化完畢后,當收到傳感模塊發送的傳感器信息時,產生一次接收中斷,接收到的信息存儲至數據緩存區內。

  (4)網絡初始化完畢后,每隔30分鐘檢查一次數據緩存區是否有數據待發送,若有數據,則將數據緩存區內的數據進行融合,送串口發送至4G模塊,由4G模塊將傳感數據發送至云平臺。

  (5)網絡初始化完畢后,每隔2小時重新建立一次ZigBee網絡,以保持所處ZigBee網絡內節點是活動的。

  具體的,所述可自由配置其他傳感類型的傳感模塊包括:一個或多個傳感器,如:溫度、濕度、空氣質量傳感器等,ZigBee模塊;空氣質量傳感器采用PM2.5傳感器,傳感器與ZigBee模塊之間采用串口通信方式,定時采集環境數據并將信息發給ZigBee模塊;所述ZigBee模塊,能夠自動刷新網絡并發現網絡范圍內的智能垃圾桶,所用核心芯片為CC2530。

  傳感模塊上電后自動發現附近的ZigBee網絡,并自動添加到檢測到的第一個ZigBee網絡中;所述傳感模塊在ZigBee模塊的主控芯片CC2530內部設置了刷新網絡的時間、采集傳感器數據時間,即分別例如但不限于:2小時、30分鐘。

  基于上述設置,所述傳感器的工作流程如圖3,其工作流程為:

  (1)通電后初始化定時器,發現并加入ZigBee網絡。

  (2)網絡初始化完畢后,每隔30分鐘采集一次傳感器數據,采集完畢后將采集數據、采集時間、傳感器類型發送到發起所加入的ZigBee網絡的智能垃圾桶。

  (3)網絡初始化完畢后,每隔2小時刷新一次網絡,退出原來加入的ZigBee并重新掃描附近的ZigBee網絡,自動加入發現的第一個ZigBee網絡中。

  具體的,所述具有接收信息功能與發送提醒消息的云平臺包括:傳感器信息接收模塊,信息查詢與顯示模塊,自動反饋模塊;傳感器信息接收模塊可以接受智能垃圾桶4G傳輸模塊通過TCP/IP協議訪問URL發送的融合后的傳感器信息,并將接收到的信息存儲在云主機內的數據庫中;信息查詢與顯示模塊可以顯示已接收的傳感器數據,并在地圖上顯示傳感器數據采樣位置與采樣數值;自動反饋模塊在接受到智能垃圾桶裝滿信息后,可向中心傳感器節點附近清潔工自動發送短信以提醒清理垃圾。

  云平臺搭建于云主機上,采用網頁形式,任何可以連接互聯網的設備均可以通過瀏覽器訪問;云平臺可以顯示所有發送至平臺的傳感器數據,并在地圖上顯示出來。

  擁有垃圾填滿檢測功能的智能垃圾桶與可自由配置其他傳感類型的傳感模塊采用的主控芯片例如但不限于CC2530,所述智能垃圾桶的4G通信模塊采用的通信芯片例如但不限于SIM7100C,所述的傳感模塊采用的傳感器例如但不限于采用SHT11數字濕度傳感器、DS18B20溫度傳感器、夏普GP2Y1010AU0F PM2.5傳感器。

  以上述依據本發明的理想實施例為啟示,通過上述的說明內容,相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內,進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容,必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。