一种智能垃圾桶管理系统的制作方法

本发明涉及一种智能垃圾桶，尤其涉及一种具有城市环境数据采集功能和装满汇报的智能垃圾桶管理系统，属于城市环境卫生管理领域。

背景技术：

随着城市现代化建设进程的加快，城市环境受到到各方面的因素的影响，如：汽车尾气排放、工厂废气违法排放、市民环境意识等。为了便于城市政府检测相关环境数据，一个分部范围广、可以适应多种城市环境的环境管理系统是被需要的。随着智慧型城市概念的提出，越来越多的城市追求城市环境数据可实时监测、环境数据开源化、城市卫生管理智能化。目前，智能垃圾桶作为城市公共设施，具有数量大、分布广的特点，且在人流密集区域，智能垃圾桶往往得不到及时的清理。如果能够动态实时地检测智能垃圾桶是否填满，并能及时通知附近清洁工，这样就能避免城市环境因清理不及时而导致的恶化，也可以避免清洁工的无效劳动。同时，如果依托于智能垃圾桶数量大、分布广的特点，能够进行城市环境数据的实时检测，这样有助于城市环境数据公开化，实现智慧型城市。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种装置，其能够克服传统智能垃圾桶需要人为倾倒以及清洁工无效劳动的缺点，并能够动态的检测城市环境数据。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种具有城市环境数据采集功能和可装满汇报的智能垃圾桶管理系统，包括垃圾桶、若干传感模块和云平台，所述的垃圾桶上设置有垃圾检测装置、zigbee模块和信息传输模块，所述的传感模块设置有传感器和zigbee模块，所述的zigbee模块可发起并组建星形zigbee网络，能够自动刷新网络并发现网络范围内新的节点，所述的信息传输模块拥有数据融合功能；

所述的垃圾检测装置内安装有于检测垃圾桶内的垃圾是否填满的超声波传感器；所述的传感模块启动后自动加入所述的zigbee网络；

所述的传感模块和所述的垃圾检测装置所接收到的数据信息均通过zigbee模块将数据信息传输至所述的信息传输模块，所述的信息传输模块将信息融合后上传到所述的云平台；所述的云平台接收到垃圾填满信息后发送提示信息。

进一步的，所述的信息传输模块为可通过4g移动网络发送信息的4g传输模块。

进一步的，所述的云平台包括：传感器信息接收模块，接收所述的4g传输模块发送的数据信息；信息查询与显示模块，显示接收到的数据信息，并在地图上显示数据采样位置与采样数值；自动反馈模块，接收到垃圾桶填满信息后向附近清洁工自动发送短信以提醒清理垃圾。

进一步的，所述的云平台部署在云主机上，所述的云主机为移动端或pc端服务器，所述的实时监测数据信息通过浏览器访问。

进一步的，所述的云平台采用ssh架构，使用java语言编码，使用json接收信息。

进一步的，所述的传感模块内设置的传感器包括温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器。

进一步的，所述的超声波传感器用于检测桶内垃圾与桶盖之间的距离，所述的超声波传感器安装在所述垃圾桶桶体的内侧上端。

进一步的，所述的zigbee模块采用的主控芯片为cc2530，所述的超声波传感器连接所述zigbee模块主控芯片的i/o口。

进一步的，所述的4g传输模块所采用的核心芯片为sim7100c，所述的4g传输模块通过串口通信与所述的zigbee模块的主控芯片相连。

进一步的，所述的4g传输模块通过tcp/ip协议访问url发送的融合后的数据信息。

本发明所产生的有益效果：1、本发明中的智能垃圾桶不仅可以实施检测垃圾桶的装满情况而且能够在垃圾桶装满后以短信方式提醒附近的环卫工，以使垃圾桶得到快速有效的清理；2、本发明中的智能垃圾桶可通过移动手机查看信息传输模块所接收到的信息，简单方便；3、工作人员可通过地图查看每个垃圾桶的数据信息，有针对性的垃圾桶管理；4、本发明中的信息传输模块采用4g传输模块，充分利用了现有网络资源；5、与传统智能垃圾桶相比，省去了需要人为确认垃圾是否装满的过程，提升了环卫工人的工作效率，克服了传统智能垃圾桶功能单一的缺点，加入了城市环境数据收集的功能，有助于建设智慧型城市。

附图说明

图1为本发明的总体系统结构图；

图2为拥有垃圾填满检测功能的智能垃圾桶的工作流程；

图3为可自由配置其他传感类型的传感模块的工作流程；

图4为拥有垃圾填满检测功能的智能垃圾桶的外形示意图；

图中1、桶盖，2、超声波传感器，3、zigbee模块，4、4g传输模块。

具体实施方式

现在结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示：本发明提供了一种具有城市环境数据采集功能和可装满汇报的智能垃圾桶，包括：拥有垃圾填满检测功能的智能垃圾桶，可自由配置其他传感类型的传感模块，具有接收信息功能与发送提醒消息的云平台。智能垃圾桶上设置有垃圾填满检测装置、zigbee模块和4g传输模块,所述传感模块将采集到的传感信息（包括传感器种类、采样时间、采样数据）发送到智能垃圾桶，传感模块与智能垃圾桶之间的通信采用zigbee网络；智能垃圾桶将接收到的传感器信息与填满检测装置信息由4g网络发送到云平台；在云平台上可以查看所有接收到的传感器信息和填满信息，并能够自动向已装满的智能垃圾桶附近的环卫工人发送提示信息。

具体的，所述拥有垃圾填满检测功能的智能垃圾桶包括：hc-sr04超声波传感器2，zigbee模块3，4g传输模块4；hc-sr04超声波传2感器用来检测智能垃圾桶内垃圾与桶盖1之间的距离，位于智能垃圾桶的内侧上端；zigbee模块3，可发起并组建星形zigbee网络，能够自动刷新网络并发现网络范围内新的节点，zigbee模块3所用核心芯片为cc2530；4g传输模块4拥有数据融合功能，可以将融合后的组网范围内的信息通过4g传输方式上传到云平台，所用核心芯片为sim7100c；

智能垃圾桶采用路灯系统供电，上电后zigbee模块自动建立以自身为中心的zigbee星形网络，所述智能垃圾桶的核心芯片cc2530内设有数据缓存区，用来存储所述传感模块发送的传感信息与垃圾桶采集到的垃圾桶装满信息；智能垃圾桶在zigbee模块的主控芯片cc2530内部设置了刷新网络的时间、检测装满情况的时间、发送传感信息的时间，即分别例如但不限于：2小时、1分钟、30分钟。

基于上述设置，所述智能垃圾桶的工作流程如图2，其工作流程为：

（1）通电后初始化定时器，随后建立以自身为中心的zigbee星形网络并发现附近的传感模块；

（2）网络初始化完毕后，每隔1分钟检测一次垃圾桶的装满情况，若检测到垃圾桶装满，则将该装满信息存储至数据缓存区。

（3）网络初始化完毕后，当收到传感模块发送的传感器信息时，产生一次接收中断，接收到的信息存储至数据缓存区内。

（4）网络初始化完毕后，每隔30分钟检查一次数据缓存区是否有数据待发送，若有数据，则将数据缓存区内的数据进行融合，送串口发送至4g模块，由4g模块将传感数据发送至云平台。

（5）网络初始化完毕后，每隔2小时重新建立一次zigbee网络，以保持所处zigbee网络内节点是活动的。

具体的，所述可自由配置其他传感类型的传感模块包括：一个或多个传感器，如：温度、湿度、空气质量传感器等，zigbee模块；空气质量传感器采用pm2.5传感器，传感器与zigbee模块之间采用串口通信方式，定时采集环境数据并将信息发给zigbee模块；所述zigbee模块，能够自动刷新网络并发现网络范围内的智能垃圾桶，所用核心芯片为cc2530。

传感模块上电后自动发现附近的zigbee网络，并自动添加到检测到的第一个zigbee网络中；所述传感模块在zigbee模块的主控芯片cc2530内部设置了刷新网络的时间、采集传感器数据时间，即分别例如但不限于：2小时、30分钟。

基于上述设置，所述传感器的工作流程如图3，其工作流程为：

（1）通电后初始化定时器，发现并加入zigbee网络。

（2）网络初始化完毕后，每隔30分钟采集一次传感器数据，采集完毕后将采集数据、采集时间、传感器类型发送到发起所加入的zigbee网络的智能垃圾桶。

（3）网络初始化完毕后，每隔2小时刷新一次网络，退出原来加入的zigbee并重新扫描附近的zigbee网络，自动加入发现的第一个zigbee网络中。

具体的，所述具有接收信息功能与发送提醒消息的云平台包括：传感器信息接收模块，信息查询与显示模块，自动反馈模块；传感器信息接收模块可以接受智能垃圾桶4g传输模块通过tcp/ip协议访问url发送的融合后的传感器信息，并将接收到的信息存储在云主机内的数据库中；信息查询与显示模块可以显示已接收的传感器数据，并在地图上显示传感器数据采样位置与采样数值；自动反馈模块在接受到智能垃圾桶装满信息后，可向中心传感器节点附近清洁工自动发送短信以提醒清理垃圾。

云平台搭建于云主机上，采用网页形式，任何可以连接互联网的设备均可以通过浏览器访问；云平台可以显示所有发送至平台的传感器数据，并在地图上显示出来。

拥有垃圾填满检测功能的智能垃圾桶与可自由配置其他传感类型的传感模块采用的主控芯片例如但不限于cc2530，所述智能垃圾桶的4g通信模块采用的通信芯片例如但不限于sim7100c，所述的传感模块采用的传感器例如但不限于采用sht11数字湿度传感器、ds18b20温度传感器、夏普gp2y1010au0fpm2.5传感器。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。