一种垃圾桶监管系统及方法与流程

本发明属于城市环卫设备监管技术领域，具体涉及一种垃圾桶监管系统及方法。

背景技术：

目前，生活垃圾清运仍然采用人工巡检或电话通知的方式进行，环卫工作人员将针对固定片区进行定时巡检工作，不能够及时的了解到区域内的垃圾桶的垃圾投放情况，不能进行实时清理，耗时费力且用户的满意度难以保证。同时，由于垃圾桶内投放烟头等易燃物造成的垃圾桶燃烧也不能及时知晓、及时处理，造成环境污染甚至火灾危害。

技术实现要素：

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中垃圾清运和垃圾突发性燃烧处理的及时性缺陷，本发明提出了一种垃圾桶监管系统及方法。

本发明的技术方案是：一种垃圾桶监管系统，包括垃圾桶监测装置、用户移动终端和云服务器平台；

所述垃圾桶监测装置包括微处理器、第一定位模块、第一无线通信模块、测距模块，所述第一定位模块用于采集当前垃圾桶监测装置的地理位置信息并发送至微处理器，所述测距模块用于采集垃圾桶内垃圾堆放高度信息并传输至微处理器，所述微处理器用于接收当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息，当前垃圾桶监测装置的地理位置信息与垃圾桶监测装置进行绑定，将当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息传输至无线通信模块，所述第一无线通信模块用于接收微处理器处理后的数据并无线传输至云服务器平台；

所述用户移动终端包括中央处理模块、第二定位模块、第二无线通信模块、触摸液晶显示模块、按键输入面板，所述第二定位模块用于获取当前用户移动终端的地理位置信息并发送至中央处理模块，所述第二无线通信模块用于将当前用户移动终端的地理位置信息发送至云服务器平台，接收云服务器平台传输的任务信息并传输至中央处理模块，所述触摸液晶显示模块用于显示任务信息，获取外部输出信号并传输至中央处理模块，所述按键输入面板用于输入外部信号；

所述云服务器平台用于接收当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息，实时显示各个垃圾桶的垃圾投放量，根据垃圾桶的垃圾投放量生成任务信息；还用于接收当前用户移动终端的地理位置信息，根据当前用户移动终端的地理位置信息分配任务信息。

进一步地，所述垃圾桶监测装置还包括称重传感模块，所述称重传感模块用于采集垃圾桶内垃圾重量信息并通过第一无线通信模块传输至云服务器平台。

进一步地，所述垃圾桶监测装置还包括一二维码标识和第一蓝牙通信模块，所述一二维码标识包括垃圾桶的唯一识别编码信息，所述第一蓝牙通信模块用于与用户移动终端的第二蓝牙通信模块进行数据通信。

进一步地，所述用户移动终端还包括一二维码扫描模块和第二蓝牙通信模块，所述一二维码扫描模块用于扫描一二维码标识获取唯一识别编码信息并传输至中央处理模块进行识别，所述第二蓝牙通信模块用于与垃圾桶监测装置的第一蓝牙通信模块进行数据通信。

进一步地，所述垃圾桶监测装置还包括烟雾传感器、温湿度传感器、角度姿态传感器和声音报警模块，所述烟雾传感器用于采集垃圾桶内的烟雾数据，所述温湿度传感器用于采集垃圾桶内的温湿度数据，所述角度姿态传感器用于采集垃圾桶的角度姿态数据，所述微处理器接收垃圾桶内的烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据并进行处理，生成报警信号并传输至声音报警模块，所述声音报警模块用于接收报警信号并进行报警。

进一步地，所述微处理器将垃圾桶内的烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据通过第一无线通信模块传输至云服务器平台，所述云服务器平台根据接收的数据判断垃圾桶是否发生紧急情况或故障，生成任务信息，并发送至用户移动终端。

进一步地，所述垃圾桶监测装置还包括电池模块、充电管理模块和太阳能电池板，所述太阳能电池板用于采集太阳能并进行光电转换后将电能传输至充电管理模块，所述充电管理模块用于对电池模块进行充电，所述电池模块用于储存电能，并对垃圾桶监测装置中的各个模块进行供电。

本发明还提出了一种垃圾桶监管方法，包括以下步骤：

a、利用垃圾桶监测装置中的第一定位模块、测距模块、称重传感模块、烟雾传感器、温湿度传感器、角度姿态传感器分别采集当前垃圾桶监测装置的地理位置信息、垃圾桶内垃圾堆放高度信息、垃圾重量信息、烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据；

b、利用垃圾桶监测装置中的微处理器对采集的数据进行处理，并将采集的数据通过第一无线通信模块传输至云服务器平台；

c、利用云服务器平台根据采集的数据实时显示各个垃圾桶的垃圾投放量，判断垃圾桶是否发生紧急情况或故障，并生成任务信息发送至用户移动终端；

d、利用用户移动终端的第二蓝牙通信模块接收任务信息，利用中央处理模块对任务信息进行处理并在触摸液晶显示模块上显示任务信息。

进一步地，所述步骤b还包括利用微处理器接收垃圾桶内的烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据并进行判断，生成报警信号并传输至声音报警模块进行报警。

进一步地，所述步骤d还包括利用用户移动终端的一二维码扫描模块用于扫描一二维码标识获取唯一识别编码信息并传输至中央处理模块进行识别，识别成功后利用用户移动终端的第二蓝牙通信模块与垃圾桶监测装置的第一蓝牙通信模块进行数据通信。

本发明的有益效果是：本发明利用垃圾桶监测装置对垃圾桶的垃圾堆放高度、垃圾重量、温湿度、烟雾、桶盖、倾倒等状态进行监测，通过无线通信模组将状态信息发送到云服务器平台，并利用云服务器平台根据具体情况将垃圾桶信息发送到指派人员的用户移动终端，指派人员根据当前的信息进行垃圾清运、故障处理和消防处理等，将需要进行垃圾清运、垃圾桶巡检、垃圾桶维护等任务通过用户移动终端指派给具体的工作人员进行现场处理，从而降低了环卫工作人员的巡检工作量和人力成本，提高了垃圾清运的及时性，降低了垃圾桶内燃烧引发的火灾事故的危害性。

附图说明

图1为本发明的垃圾桶监管系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中垃圾桶监测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中用户移动终端的结构示意图；

图4为本发明实施例中翻盖式单体垃圾桶的安装示意图；

图5为本发明实施例中固定顶盖式垃圾桶的安装示意图；

图6为本发明实施例中户外双桶垃圾桶的安装示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明的垃圾桶监管系统的结构示意图。一种垃圾桶监管系统，包括垃圾桶监测装置、用户移动终端和云服务器平台；

所述垃圾桶监测装置包括微处理器、第一定位模块、第一无线通信模块、测距模块，所述第一定位模块用于采集当前垃圾桶监测装置的地理位置信息并发送至微处理器，所述测距模块用于采集垃圾桶内垃圾堆放高度信息并传输至微处理器，所述微处理器用于接收当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息，当前垃圾桶监测装置的地理位置信息与垃圾桶监测装置进行绑定，将当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息传输至无线通信模块，所述第一无线通信模块用于接收微处理器处理后的数据并无线传输至云服务器平台；

所述用户移动终端包括中央处理模块、第二定位模块、第二无线通信模块、触摸液晶显示模块、按键输入面板，所述第二定位模块用于获取当前用户移动终端的地理位置信息并发送至中央处理模块，所述第二无线通信模块用于将当前用户移动终端的地理位置信息发送至云服务器平台，接收云服务器平台传输的任务信息并传输至中央处理模块，所述触摸液晶显示模块用于显示任务信息，获取外部输出信号并传输至中央处理模块，所述按键输入面板用于输入外部信号；

所述云服务器平台用于接收当前垃圾桶监测装置的地理位置信息和垃圾堆放高度信息，实时显示各个垃圾桶的垃圾投放量，根据垃圾桶的垃圾投放量生成任务信息；还用于接收当前用户移动终端的地理位置信息，根据当前用户移动终端的地理位置信息分配任务信息。

本发明的垃圾桶监管系统可以针对多种垃圾桶类型进行监管，例如一类为桶体(箱体)与上盖相连接，且可打开上盖的垃圾桶(箱)；二类为带有遮阳盖的户外单筒或双桶垃圾桶。如图4所示，为本发明实施例中翻盖式单体垃圾桶的安装示意图；如图5所示，为本发明实施例中固定顶盖式垃圾桶的安装示意图；如图6所示，为本发明实施例中户外双桶垃圾桶的安装示意图。

在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，为本发明实施例中垃圾桶监测装置的结构示意图。上述垃圾桶监测装置包括微处理器、第一定位模块、第一无线通信模块、测距模块、称重传感模块、一二维码标识、第一蓝牙通信模块、烟雾传感器、温湿度传感器、角度姿态传感器、声音报警模块、电池模块、充电管理模块和太阳能电池板。垃圾桶监测装置设置在垃圾桶的上盖内部，实现对垃圾桶的有效监测。

本发明的第一定位模块集成在垃圾桶监测装置内部，其用于获取当前垃圾桶监测装置的地理位置信息，并将当前垃圾桶监测装置的地理位置信息传输至微处理器，以实现位置信息和装置信息的绑定，便于后续的运维工作；该功能可以采用北斗定位芯片或gps芯片等定位芯片实现。

本发明的第一无线通信模块集成在垃圾桶监测装置内部，其用于与云服务器平台进行无线数据传输，具体为将微处理器发送的数据无线传输至云服务器平台；该功能可以采用gprs、nb-iot、3g/4g/5g、wifi、zigbee、lora、6lowpan、sigfox等一种或多种结合的无线通信模组实现。

本发明的测距模块设置在垃圾桶上盖的底部，其用于在关闭桶盖时对准垃圾桶内部，采集垃圾桶内垃圾堆放高度信息，并将垃圾桶内垃圾堆放高度信息传输至微处理器；该功能可以采用红外线、超声波一种或多种结合的测距模块实现。

本发明的称重传感模块设置在垃圾桶底部，其用于采集垃圾桶内垃圾重量信息并通过第一无线通信模块传输至云服务器平台。

本发明通过设置测距模块、称重传感模块，可以实现当前垃圾桶的垃圾堆积高度和重量进行监测。

本发明的一二维码标识设置在垃圾桶监测装置表面，其包括垃圾桶的唯一识别编码信息。

本发明通过一二维码标识进行装置的唯一性确认，并可依托于用户移动终端进行与装置内部的蓝牙模块进行通信，实现装置的参数调控和巡检记录。

本发明的第一蓝牙通信模块集成在垃圾桶监测装置内部，其用于与用户移动终端的第二蓝牙通信模块进行数据通讯以标记当前进行了巡检、清运、维护和消防处理等动作。

本发明的烟雾传感器设置在垃圾桶上盖的底部，其用于采集垃圾桶内的烟雾数据，并将垃圾桶内的烟雾数据传输至微处理器。

本发明的温湿度传感器设置在垃圾桶上盖的底部，其用于采集垃圾桶内的温湿度数据，并将垃圾桶内的温湿度数据传输至微处理器。

本发明的角度姿态传感器集成在垃圾桶监测装置内部，其用于采集垃圾桶的角度姿态数据，具体为通过角度姿态传感器进行桶盖开关监测，并将垃圾桶的角度姿态数据传输至微处理器。

本发明的太阳能电池板设置在垃圾桶上盖的顶部，使垃圾桶在关闭桶盖时能够垂直地面朝向天空，其用于采集太阳能并进行光电转换后将电能传输至充电管理模块。

本发明的充电管理模块集成在垃圾桶监测装置内部，其用于对电池模块进行充电。

本发明的电池模块集成在垃圾桶监测装置内部，其用于储存电能，并对垃圾桶监测装置中的各个模块进行供电。

本发明可以根据实际使用需求可以选择性安装称重传感模块和太阳能电池板。

本发明的微处理器集成在垃圾桶监测装置内部，其用于接收各个模块采集的当前垃圾桶监测装置的地理位置信息、垃圾桶内垃圾堆放高度信息、垃圾重量信息、烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据，并对采集的数据进行处理。

微处理器对垃圾桶的角度姿态数据进行判断，当垃圾桶上盖的开启时间超出设定阈值时，生成报警信号，并传输至声音报警模块，声音报警模块接收报警信号并进行报警。

微处理器通过垃圾桶内烟雾数据和温湿度数据对垃圾桶内部着火和状态进行监测，当垃圾桶内烟雾数据和温湿度数据超出设定阈值时，生成报警信号，并传输至声音报警模块，声音报警模块接收报警信号并进行报警。

本发明的垃圾桶监测装置采用特定的嵌入式应用软件对垃圾桶的垃圾堆放高度、垃圾重量、温湿度、烟雾、桶盖、倾倒等状态进行监测，并通过太阳能板进行电池充电以保证电量续航能力，然后通过无线通信模组将状态信息发送到服务器运营平台以供平台进行调度处理。

本发明的垃圾桶监测装置将采集到的数据通过心跳包的形式与服务器运营平台进行通信，并在发生垃圾桶溢满、垃圾桶上盖长时间处于打开状态、垃圾桶着火等紧急情况将即刻发送数据到服务器运营平台，以便运营平台调度相应的人员进行后续处理。当服务器运营平台根据垃圾桶监测装置提交的状态信息自动判定为垃圾清运、垃圾桶巡检和垃圾桶故障等多种状态，自动分配任务给相应的环卫工作人员进行垃圾清运处理、运维工作人员进行故障处理，并将垃圾桶监测装置的状态发送到相应的用户移动终端，环卫工作人员和运维工作人员将根据用户移动终端提供的消息到指定的垃圾桶位置进行后续处理工作。

本发明的垃圾桶监测装置解决了垃圾清运和垃圾突发性燃烧处理的及时性，通过定位模块、充电管理模块、测距模块、烟雾传感器、温湿度传感器、重量传感装置和角度姿态传感器，能够获得当前垃圾桶的坐标位置、电池电量及太阳能板充电量、垃圾投放箱内高度、是否有烟雾、温湿度值、垃圾投放箱内重量和垃圾箱盖是否关闭等信息，通过无线通信模块将上述信息能够及时地传送到服务器运营平台。

在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，为本发明实施例中用户移动终端的结构示意图。上述用户移动终端包括中央处理模块、第二定位模块、第二无线通信模块、触摸液晶显示模块、按键输入面板、一二维码扫描模块和第二蓝牙通信模块。

本发明的第二定位模块用于获取当前用户移动终端的地理位置信息并发送至中央处理模块；该功能可以采用北斗定位芯片或gps芯片等定位芯片实现。。

本发明的第二无线通信模块用于将当前用户移动终端的地理位置信息发送至云服务器平台，接收云服务器平台传输的任务信息并传输至中央处理模块；该功能可以采用gprs、nb-iot、3g/4g/5g、wifi、zigbee、lora、6lowpan、sigfox等一种或多种结合的无线通信模组实现。

本发明的触摸液晶显示模块用于显示任务信息，获取外部输出信号并传输至中央处理模块。

本发明的按键输入面板用于输入外部信号。

本发明的一二维码扫描模块用于扫描一二维码标识获取唯一识别编码信息并传输至中央处理模块进行识别。

本发明的第二蓝牙通信模块用于与垃圾桶监测装置的第一蓝牙通信模块进行数据通信。

本发明的用户移动终端通过指派人员使用用户移动终端的一二维码扫描模块进行垃圾桶监测装置的一二维码扫描，通过移动终端的蓝牙模块与垃圾桶监测装置的蓝牙模块进行通信，以标记当前进行了巡检、清运、维护和消防处理等动作，提高了垃圾清运和突发情况处理的及时性，降低了环卫工作人员的巡检工作量；现场处理后通过用户移动终端识别垃圾桶监测装置的一二维码启用蓝牙通信，进行现场处理结束和巡检签到处理。。

本发明的云服务器平台具备垃圾桶监管装置、用户移动装置和相关工作人员的基础信息管理功能，具备对垃圾桶的温湿度、垃圾堆放高度、烟雾、垃圾重量、垃圾箱倾倒、垃圾箱开关盖、电池电量、光伏充电量等参数监测功能，具备指派具备用户移动装置的环卫人员进行垃圾收集和清理功能，具备环卫人员的垃圾巡检考核功能，可实时显示垃圾桶的垃圾投放量、是否出现消防突发情况、是否出现故障需要维护，并根据具体情况将垃圾桶信息发送到指派人员的用户移动终端，指派人员根据当前的信息进行垃圾清运、故障处理和消防处理等，将需要进行垃圾清运、垃圾桶巡检、垃圾桶维护等任务通过用户移动终端指派给具体的工作人员进行现场处理。

为了对本发明的垃圾桶监管系统作进一步详细说明，本发明还提出了一种垃圾桶监管方法，包括以下步骤：

a、利用垃圾桶监测装置中的第一定位模块、测距模块、称重传感模块、烟雾传感器、温湿度传感器、角度姿态传感器分别采集当前垃圾桶监测装置的地理位置信息、垃圾桶内垃圾堆放高度信息、垃圾重量信息、烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据；

b、利用垃圾桶监测装置中的微处理器对采集的数据进行处理，并将采集的数据通过第一无线通信模块传输至云服务器平台；

c、利用云服务器平台根据采集的数据实时显示各个垃圾桶的垃圾投放量，判断垃圾桶是否发生紧急情况或故障，并生成任务信息发送至用户移动终端；

d、利用用户移动终端的第二蓝牙通信模块接收任务信息，利用中央处理模块对任务信息进行处理并在触摸液晶显示模块上显示任务信息。

本发明的步骤b还包括利用微处理器接收垃圾桶内的烟雾数据、温湿度数据及垃圾桶的角度姿态数据并进行判断，生成报警信号并传输至声音报警模块进行报警。

本发明的步骤d还包括利用用户移动终端的一二维码扫描模块用于扫描一二维码标识获取唯一识别编码信息并传输至中央处理模块进行识别，识别成功后利用用户移动终端的第二蓝牙通信模块与垃圾桶监测装置的第一蓝牙通信模块进行数据通信。

本发明通过对垃圾桶进行有效监管，降低了环卫工作人员的巡检工作量和人力成本，提高了垃圾清运的及时性，降低了垃圾桶内燃烧引发的火灾事故的危害性。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。