基本信息
- 项目名称：
- 车载式城市智能垃圾桶统一管理系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 随着在城市的快速发展，城市垃圾问题逐渐被人们关注。而垃圾的及时清理与管理问题尤其突出。而我们开发的主要目的是设计一种统一管理城市垃圾桶的智能系统，改变已有的垃圾清理模式。系统由终端智能垃圾桶，调配中心，车载接收端三个部分组成。能够对整个区域内的垃圾桶状况进行监测，根据收集的信息规划垃圾收集路径，更加高效合理地管理城市垃圾。
- 详细介绍：
- 目前，在很多公共场所，如车站、医院、公共社区等地方有众多垃圾桶，可是很多传统垃圾桶需要人手动开关，对个人很不方便也不卫生，而且，由于这些地方人流量大，很多垃圾桶不能及时清理，导致垃圾桶中很多垃圾溢出，对公共卫生产生负面影响，所以本作品就是设计一种统一管理城市垃圾桶的智能系统，能够对整个区域内的垃圾桶状况进行实时监测，并且根据收集的资料优化垃圾收集路径，并且给管理者合理规划城市垃圾桶网点分布提供更加合理可靠的资料，更加高效合理地管理城市垃圾。 作品的垃圾桶部分采用超声波精确测距，测距精度可达厘米级；开关桶盖采用L298控制电机进行开关，控制精确；采用光敏电阻与393比较器进行光检测，当光线不足时，可以打开照明设备；当检测到垃圾桶容积不够时，使用西门子TC35模块进行短信发送，稳定快捷；整个作品基于单片机控制，使得各个功能模块有序工作；低电量时，主动向控制中心发送警告。本产品供电采用太阳能光伏供电，节能环保。 本作品的管理监控系统部分采用ARM嵌入式构架，开源的LINUX操作系统，有针对性地简化专用系统。该系统配备有GPS模块，用于实时定位垃圾车位置；GSM模块，与各个垃圾桶网点进行通信；电子地图显示屏幕，显示各个垃圾桶网点的状态和优化路径和各个垃圾桶的使用历史记录图表显示。通过近似哈密顿回路算法给出优化调度方案，提高工作效率；垃圾桶状况历史记录的图表显示，帮助城市垃圾桶网点合理规划。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 目前，在很多公共场所，如车站、医院等地方有众多垃圾桶，传统垃圾桶需要人手动开关，很不方便也不卫生，这些地方人流量大，垃圾桶不能及时清理，垃圾桶中垃圾溢出，对公共卫生产生负面影响，本作品就是设计一种统一管理城市垃圾桶的智能系统，对整个区域内的垃圾桶状况进行实时监测，根据收集的资料优化垃圾收集路径，给管理者合理规划城市垃圾桶网点分布提供更加合理可靠的资料，高效合理地管理城市垃圾。 思路：作品尽量简化单个垃圾桶，只实现基本的通信和检测功能，降低费用。 本作品的管理监控系统部分采用ARM嵌入式构架，开源的LINUX操作系统。GSM模块，与各个垃圾桶网点进行通信；电子地图显示屏幕，显示各个垃圾桶网点的状态和优化路径和各个垃圾桶的使用历史记录图表显示。通过近似哈密顿回路算法给出优化调度方案，提高工作效率；垃圾桶状况历史记录的图表显示，帮助城市垃圾桶网点合理规划。 创新点：1.注重城市垃圾网点统一管理的概念，简化单个垃圾桶 2.车辆优化路径规划和车辆人力资源合理调度算法 3.历史使用情况帮助垃圾网点设备的规划和布局 技术关键和主要技术指标：1.超声波测距 ,系统设置20cm为感应距离 2.西门子TC35模块用于与控制中心通信 3.单片机控制系统 4.电子地图制作 5.GPS定位 6.历史记录的图表显示 7.调度优化算法8.控制界面制作
科学性、先进性
- 采用STC89C58RD单片机对整个系统进行协调管理。 西门子TC35接收单片机的指令进行短信收发。当垃圾桶满的时候自动给系统中心发送报告；系统中心也可以给垃圾桶发短信获得当前桶内垃圾量。 利用光敏电阻对是否照明进行控制。 利用超声波对使用者和桶内垃圾的多少进行测距，交由单片机判断是否在感应区内和垃圾桶是否已满。 光伏板采集太阳能，将光能转变成电能，储存在蓄电池内。 应用杠杆原理用单片机驱动电机的正反转来实现桶盖的开闭。 GSM主动和被动访问，监控垃圾桶状态。 制作实地电子地图，定位垃圾桶。 GPS定位系统，给垃圾车实时定位 近似哈密顿算法，优化调度，节省人力物力。 简化控制界面，方便工作人员使用。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年在西安电子科技大学星火杯中获得一等奖，最佳创意奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 暂不转让
作品可展示的形式
- 管理系统和单个简化的垃圾桶，概念展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 特点和优势:自动开启，清洁卫生。简化单个垃圾桶，将信息处理的工作交给了指挥，由算法完成，在建立好的电子地图上显示最小清理路径，指挥站集中统一处理策略。可以工作在一个自给自足的系统内，由太阳能白天给蓄电池充电，充电量可以供给一天正常的用电量，且有剩余。 前景：目前城市的垃圾桶清洁工作主要靠每天定时清理，因而产生了很多不必要的人力物力消耗，而且还有垃圾不能及时清理的问题。本产品可以很好解决以上问题，单个垃圾桶清洁干净而且成本不高，大批量在城市中使用，可以在整个城市范围交由唯一指挥站统一管理，不仅可以改变城市的面貌，及时清理，而且可以避免不必要的劳作。
同类课题研究水平概述
- 1.目前国内智能垃圾桶的研究生产领域中，统一管理的概念部分尚有较大的空白。已有的产品几乎都是单机概念的垃圾桶，智能只是体现在语音提示，随声跟踪，自动开合等方面，并没有涉及到实现统一管理的理念。因此在这方面我们增加了GSM模块，实现实时的信息反馈，迈出了统一管理的新一步，甚至改变城市现有的垃圾的清理模式，而交由专门公司负责统一管理整个城市的垃圾清理工作，需求的人力物力很少，效率很高，隐藏着巨大的商业潜力。 2.目前已有厂家生产与本产品功能相似的产品，可以实现感应、报警、环保功能。可是并没有对垃圾桶的主动被动访问功能，这种商家仅仅致力于垃圾桶产品的生产，而不涉及后期的功能扩展，主要面向以清洁为目的的家庭使用。本产品正好填补了这个空缺，指挥台的电子地图和最小路径生成，可以将大量个体连成一体网络，并可以主动被动查询当前垃圾桶信息。 3.世博会上出现垃圾气力输送装置；装配GPS的垃圾巡逻车随时清理附近垃圾桶的垃圾，目前只是在园区内试用，而且价格高昂，给推广和普及带来了很大阻力。本产品目标在于推广到城市范围内的统一管理，单件产品价格不高，有指挥台系统在电子地图中生成最小路径，实现起来更有效率且简单。 4.综合比较，本产品可以在目前已有产品的基础上取长补短，填补了市场在这个领域的空缺，给城市的垃圾桶管理提出新的方法和理念，推而广之，做到改变城市环境面貌，改善城市生活质量。
