垃圾处理系统的制作方法

本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及垃圾处理系统。

背景技术：

相关技术中的环卫管理的模式都较为传统，大部分处理垃圾的方法是每天固定时间由垃圾车到各个垃圾桶或垃圾池收集垃圾，但是由于对每个垃圾桶产生的垃圾的量的信息掌握少，有些垃圾桶还未到收集时间就已经收满垃圾，反之有些垃圾桶放置一天也收不满垃圾，这样就会耗费环卫工人大量精力去巡逻。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供垃圾处理系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了垃圾处理系统，包括垃圾桶终端、垃圾装运终端和监控中心，所述监控中心与垃圾桶终端、垃圾装运终端无线通信连接；所述垃圾桶终端用于监测垃圾桶内的垃圾量，当垃圾量达到或超出预设值时，向监控中心发出包含量满信号和位置信息的压缩数据；所述监控中心对压缩数据进行处理，生成垃圾装运操作信息和位置信息，并将垃圾装运操作信息和位置信息发送至垃圾装运终端；所述垃圾装运终端根据垃圾装运操作信息和位置信息对相应的垃圾桶的垃圾进行处理。

本发明的有益效果为：可以自动感知垃圾量，垃圾量较小的点可以降低收集频率，反之垃圾量较大的点可以增加垃圾收集次数，使人力资源和车辆资源配置最优化，节省成本。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构连接示意图；

图2是本发明垃圾桶终端的结构连接示意图。

附图标记：

垃圾桶终端1、垃圾装运终端2、监控中心3、传感器模块4、电源模块5。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例的垃圾处理系统，包括垃圾桶终端1、垃圾装运终端2和监控中心3，所述监控中心3与垃圾桶终端1、垃圾装运终端2无线通信连接；所述垃圾桶终端1用于监测垃圾桶内的垃圾量，当垃圾量达到或超出预设值时，向监控中心3发出包含量满信号和位置信息的压缩数据；所述监控中心3对压缩数据进行处理，生成垃圾装运操作信息和位置信息，并将垃圾装运操作信息和位置信息发送至垃圾装运终端2；所述垃圾装运终端2根据垃圾装运操作信息和位置信息对相应的垃圾桶的垃圾进行处理。

优选的，所述垃圾桶终端1包括固定安装在垃圾桶桶体上的传感器模块4，该传感器模块4于监测桶体内的垃圾量，当垃圾量达到或超出预设值时，传感器模块4发出量满信号。

优选的，所述垃圾桶终端1还包括与传感器模块4连接的电源模块5，所述电源模块5用于为传感器模块4提供电力支持。

本发明上述实施例可以自动感知垃圾量，垃圾量较小的点可以降低收集频率，反之垃圾量较大的点可以增加垃圾收集次数，使人力资源和车辆资源配置最优化，节省成本。

优选的，所述电源模块5包括由多个超级电容器连接而形成的超级电容组和由多个锂电池组成的电池组。

另外，所述电源模块5还包括双向dc/dc变换器、第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管，其中双向dc/dc变换器的高压端与超级电容组连接，双向dc/dc变换器的低压端与电池组连接，超级电容组通过并联的第一开关和第一二极管与负载连接，电池组通过并联的第二开关和第二二极管与负载连接。

本优选实施例利用超级电容组和电池组作为电源模块5的组成部分，使电源模块5具有复合储能的功能，能够不断为传感器模块4提供动力，保证垃圾桶终端持续正常运作，节能环保。

优选的，所述电源模块5的超级电容组和电池组的参数需进行优化，具体执行：

(1)设定电池组并联锂电池数量的取值范围为[2,10]，设定电池组的功率限值的取值范围为[0,100kw]；

(2)选择电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值作为优化变量，选择电源模块5的总质量、容量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率作为参数优化目标；

(3)分别计算每个电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案的电源模块5的总质量、总体积、容量、损耗、电池组的平均充放电倍率；

(4)设定电源模块5的各参数阈值，所述参数阈值包括总质量、容量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率的阈值，对超出各参数阈值的电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案对应的数据进行剔除；

(5)设由电池组并联锂电池数量取值为i和电池组的功率限值取值为j时组成的方案的能源供给模块4的总质量为R_ij、容量为G_ij、总体积为S_ij、损耗为E_ij、电池组的平均充放电倍率为F_ij，对剩余的数据按照下式进行无量纲化处理，其中M_1ij表示对R_ij进行无量纲化处理后的结果，M_2ij表示对S_ij进行无量纲化处理后的结果，M_3ij表示对E_ij进行无量纲化处理后的结果，M_4ij表示对F_ij进行无量纲化处理后的结果，M_5ij表示对G_ij进行无量纲化处理后的结果：

式中，i＝2,3,…,10，j＝0,10,…,100，其中i、j在取值时皆不考虑已剔除的数据；

此外，为能源供给模块4的总质量R的平均值，为能源供给模块4的总体积的平均值，为能源供给模块4的损耗的平均值，为能源供给模块4的平均充放电倍率的平均值，为能源供给模块4的容量的平均值；

(6)进行i、j参数的优化选择。

本优选实施例采用上述方式进行数据的预处理和无量纲化处理，能够保留上述5个优化目标的变异程度和相互影响的信息，简单易行，进一步保证了电源模块5的超级电容组和电池组的参数优化处理的精度，使得电源模块5能够更高效地为传感器模块4提供所需的动力，使系统节能环保。

优选的，所述电源模块5按照改进的电功率分配策略对电池组和超级电容组的功率进行最优分配；所述改进的电功率分配策略包括：

(1)按照下列公式确定预测负载功率限值：

1)V_dF′≥L_dF(γ)×F(γ)时

L_y(γ)＝V_dF′

2)V_dF′<L_dF(γ)×F(γ)时

式中L_y(γ)为在下一时刻γ的预测负载功率限值，V_dF′为参数优化后选择的电池组的功率限值，L_dF(γ)为可能出现下一时刻γ的负载功率，F(γ)为下一时刻γ负载功率L_dF(γ)出现的概率。

(2)当负载需求的电功率小于预测负载功率限值时，由电池组提供系统需求的电功率；当负载需求的电功率超过预测负载功率限值时，电池组提供限值以内的功率，超过预测负载功率限值的部分由超级电容组提供。

本优选实施例实现将电池组充放电功率限制在一定范围内，从而达到提高电源模块5效率、延长电池组的寿命的目的。

作为另一优选实施例，所述改进的电功率分配策略包括：

(1)确定当前时刻μ的负载的功率需求L_dF(μ)和超级电容组的电压U_SUP，计算μ+1时刻的预测负载功率限值；

(2)设U_T为超级电容组的额定电压，按照负载功率分配规则进行功率分配；

其中，所述负载功率分配规则为：

1)当L_dF(μ+1)>L_dF(μ)>0时，则当前由超级电容组输出25％的电功率；当L_dF(μ)>L_dF(μ+1)>0 and U_SUP≥U_T时，则当前由超级电容组输出75％的电功率；

2)当L_dF(μ+1)>0 and L_dF(μ)<0 and U_SUP<U_T时，则提高并维持超级电容组的电压到U_T，当L_dF(μ+1)>0 and L_dF(μ)<0 and U_SUP≥U_T时，则当前由超级电容组输出10％的电功率；

3)当L_dF(μ+1)<0 and L_dF(μ)>0 and U_SUP<U_T时，则提高超级电容组输出的功率；当L_dF(μ+1)<0 and L_dF(μ)>0 and U_SUP>U_T时，则降低并维持超级电容组的电压到U_T；

4)当L_dF(μ+1)<0 and L_dF(μ)<0，则平衡当前超级电容组和电池组的回收功率。

本优选实施例对电功率分配策略进行设计，制定了负载功率分配规则，使对电池组和超级电容组的功率的分配更为精确，进一步提高电源模块5效率，并延长电池组的寿命，保证传感器模块4的电力供应，降低垃圾处理的故障率。

发明人采用本实施例进行了一系列测试，以下是进行测试得到的实验数据：

优选的，所述双向dc/dc变换器为半桥结构双向dc/dc变换器。

优选的，设Q_ij为电池组并联锂电池数量取值为i、电池组的功率限值参数取值为j时的优化值，按照下列优化公式进行i、j参数的优化选择：

式中，i、j在取值时皆不考虑已剔除的数据，M_kij表示在{M_1j,M_2ij,M_3ij,M_4ij,M_5ij}中与k对应的取值，k＝1,…,5；

另外，A_k为对应M_kij、采用专家打分方法获得的加权系数，B_k为对应M_kij、采用历史经验确定的加权系数，且

选择Q_ij为最小时所对应的i、j取值作为最终的优化变量参数。

本优选实施例按照上述优化公式进行i、j参数的优化选择，采用专家打分方法和历史经验确定的方法进行加权系数的确定，能够更为精确地进行优化变量参数的选择，从而进一步提高电源模块5的工作效率，保证传感器模块4的动力供应。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。