小区垃圾桶智能管理系统及垃圾回收方法
【专利摘要】一种小区垃圾桶智能管理系统，包括垃圾回收车和垃圾桶，其特征在于：该管理系统还包括大功率无线路由站点和上位机系统，垃圾回收车、垃圾桶和上位机系统之间可通过大功率无线路由站点利用ZIGBEE网络进行数据通信，该系统具有溢满通信、垃圾识别、自动清洁、自动回收等功能。利用该小区垃圾桶智能管理系统进行垃圾回收方法包括垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法和垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法，垃圾回收车根据垃圾桶是否发出垃圾溢出信号来决定垃圾回收车的工作方式，智能化程度高，使垃圾回收车保持较高的工作效率。
【专利说明】小区垃圾桶智能管理系统及垃圾回收方法【技术领域】
[0001]本发明属于智能垃圾回收【技术领域】，涉及一种应用于小区或工厂等片区领域的垃圾回收系统，具体的说，涉及一种垃圾桶智能管理系统及应用该系统进行垃圾回收的垃圾回收方法。
【背景技术】
[0002]据不完全统计，全国生活垃圾的年产生量约为3.7亿吨，其中城市生活垃圾产生量约1.7亿吨，农村生活垃圾产生量约1.9亿吨。
[0003]目前城市小区或工厂中没有智能自动垃圾管理系统，需要人工进行清理和维护。小区或厂区内的垃圾桶一般为露天放置，经常出现垃圾溢出的现象，从而导致馊水四流、垃圾乱跑的现象，需要环卫工人定时定点的进行垃圾桶的清理工作，稍有不及时就会造成垃圾滞留，严重影响居民或工人的生活或工作环境。
[0004]申请号为200810121025.1的中国专利公开了一种“智能垃圾回收管理系统”，该系统包括用于存放垃圾的智能垃圾箱，箱体中设有溢满自动报警装置和电池，自动报警装置和无线发射装置相接。智能垃圾箱中设有用于采集垃圾箱内垃圾重量信息的称重传感器，用于采集垃圾箱的位置信息的GPS定位模块等；同时，该系统还包括控制中心和监控平台。通过控制中心与监控平台，环保部门可实时了解垃圾箱分布位置、垃圾箱满空状态、垃圾箱运送工作状态灯实时信息和历史数据。但是该系统还存在以下不足: [0005]1、该系统使用了 GPRS网络，该网络属于收费网络段，这样无疑增加了系统运营成本；
[0006]2、该系统中的智能垃圾桶使用的是电池供电，系统一旦缺电时需要人工更换电池或者充电，费时费力；
[0007]3、该系统只是将垃圾的满空状态、地理位置等信息发送至上位机，操作人员需要对环卫工进行调度才能实现垃圾桶的垃圾清理工作；
[0008]4、该系统只能对垃圾桶的垃圾进行监控，对于路面垃圾无能为力，还需环卫工人进行手动清理路面垃圾；
[0009]5、该系统垃圾桶溢满自动报警装置采用称重传感的方式，这种报警方式根据垃圾桶内堆积的垃圾的重量来判断垃圾是否溢满，但垃圾的重量与垃圾的体积不成正比，有时垃圾桶内垃圾重量已超标，但垃圾桶并未装满，这种垃圾桶溢满自动报警方式并不能准确的反应垃圾桶内垃圾的溢满状况。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种由垃圾回收车、垃圾桶、上位机管理系统和大功率无线路由站点构成的具有溢满通信、垃圾识别、自动清洁、自动回收等功能的小区垃圾桶智能管理系统，同时还提供了一种利用该小区垃圾桶智能管理系统进行垃圾回收的垃圾回收方法。[0011]本发明的技术方案是:一种小区垃圾桶智能管理系统，包括垃圾回收车、垃圾桶，还包括大功率无线路由站点和上位机系统；
[0012]垃圾回收车包括车体，车体内部设置有动力驱动装置和转向装置，动力驱动装置和转向装置分别控制垃圾回收车的直线运动和转向运动，该垃圾回收车还包括差分GPS天线、第一控制柜、垃圾识别装置、垃圾桶识别装置，垃圾收集装置、垃圾回收车托盘系统、路况摄像系统和太阳能发电系统；
[0013]车体包括车架，车架内设置有垃圾箱，车架后上方设置有垃圾入口，垃圾入口与车架内的垃圾箱相通，车架侧面设置有垃圾箱门，垃圾箱门也与垃圾箱相通；差分GPS天线设置在车架的上方；垃圾回收车车体上方垃圾入口周围设置有挡板，挡板上设置有挡板红外对管，挡板红外对管包括挡板红外发射管和挡板红外接收管；
[0014]垃圾识别装置包括设置在车架上方的彩色摄像机，彩色摄像机通过支架设置在车架的上方，支架上设置有角度调节装置，可通过角度调节装置调节彩色摄像机角度，彩色摄像机成对对称设置在车架的上方；
[0015]垃圾桶识别装置包括安装在车架侧壁上的垃圾桶识别红外接收管；
[0016]垃圾收集装置包括清扫机构和吸尘机构，清扫机构设置在车架的前方，吸尘机构设置在车架下方，清扫机构包括设置在车架前方的盘形刷、盘形刷电机和盘形刷液压提升机构，盘形刷液压提升机构包括相互铰接的液压臂和连杆，液压臂和连杆均与车架铰接，盘形刷电机分别与盘形刷和连杆相连；吸尘机构包括设置在车架下部的吸尘口，吸尘口与垃圾箱相通，吸尘口处设置有吸尘风扇，吸尘风扇与设置在车架内部的吸尘电机相连；
[0017]垃圾回收车托盘系统包括通过转轴安装在车架后方的托盘和与托盘相连的托盘液压提升机构，托盘液压提升机构包括对称设置在托盘两侧的托盘液压臂，托盘液压臂与托盘和车架相连，托盘底面的外边上设置有碰撞传感器；太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架连接到车体上；
[0018]路况摄像系统包括路况摄像机，路况摄像机通过两自由度云台安装在车架上，两自由度云台连接有舵机；
[0019]第一控制柜设置在车架内部，第一控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器、太阳能充放电控制器和锂离子电池组；数字信号处理器与垃圾识别系统的彩色摄像机相连，差分GPS模块与差分GPS天线相连，嵌入式处理器分别与垃圾回收车ZIGBEE协调器、挡板红外对管、动力驱动装置、转向装置、碰撞传感器、盘形刷电机、吸尘电机、托盘液压提升机构和差分GPS模块相连，无线视频发射模块与路况摄像机相连，两自由度云台驱动器与路况摄像系统的舵机相连，太阳能充放电控制器与锂离子电池组和太阳能发电系统相连，锂离子电池组还分别与数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器和太阳能充放电控制器相连；
[0020]垃圾桶包括垃圾桶桶体，垃圾桶桶体包括垃圾桶外壳和垃圾桶底座,垃圾桶底座上安装有骨架，垃圾桶外壳通过翻转转轴和骨架相连，垃圾桶外壳可绕翻转转轴转动，垃圾桶桶体上设置有托盘系统、翻转装置、垃圾检测装置、垃圾桶识别装置、垃圾桶站点太阳能发电系统和第三控制柜；
[0021]托盘系统设置在垃圾桶桶体内部,包括托盘机构和托盘传动机构,托盘机构包括垃圾托盘、丝杠和滑块，丝杠通过转轴固定在垃圾桶的中间，滑块安装在丝杠上与垃圾托盘相接，滑块可沿丝杠滑动，托盘传动机构包括托盘步进电机和传动装置，托盘传动机构设置在垃圾桶的底部，传动装置包括相互啮合的小锥形齿轮和大锥形齿轮，小锥形齿轮与托盘步进电机相连，大锥形齿轮与丝杠相连；
[0022]翻转装置与垃圾桶外壳相连，设置在垃圾桶的侧面，包括翻转步进电机、翻转传动机构、翻转转轴，翻转转轴与垃圾桶外壳相连，翻转传动机构包括相互啮合的大锥形齿轮和小锥形齿轮，大锥形齿轮通过联轴器与翻转转轴相连，小锥形齿轮与翻转步进电机相连；
[0023]垃圾检测装置设置在垃圾桶外壳上，包括红外对管，红外对管包括红外发射管和红外接收管；垃圾桶识别装置包括设置在垃圾桶外壳上的垃圾桶识别红外发射管，垃圾桶识别红外发射管与垃圾回收车上的垃圾桶识别红外接收管成对使用；
[0024]垃圾桶站点太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架安装在垃圾桶骨架上；
[0025]第三控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括ZIGBEE节点、太阳能充放电控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器、第一控制器和锂离子电池；太阳能充放电控制器分别与锂离子电池和太阳能电池板相连，翻转装置驱动器与翻转步进电机相连，托盘系统驱动器与托盘步进电机相连，红外对管、垃圾桶红外发射管、ZIGBEE节点、翻转装置驱动器和托盘系统驱动器分别与第一控制器相连，锂离子电池分别与ZIGBEE节点、太阳能充电器控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器和第一控制器相连；
[0026]大功率无线路由节点包括路由站点太阳能发电系统、第二控制柜、太阳能支架和天线；
[0027]第二控制柜设置在太阳能支架上，包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括太阳能充放电控制器、ZIGBEE大功率无线路由器和锂电池，太阳能充放电控制器与太阳能发电系统相连，太阳能充放电控制器和ZIGBEE大功率无线路由器均与锂电池相连；
[0028]上位机系统包括台式工控机和第四控制柜，台式工控机包括主机和视频采集卡，主机内装载有垃圾回收系统管理系统，视频采集卡与主机USB接口相连；
[0029]第四控制柜包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置包括第二控制器、无线视频接收模块、上位机ZIGBEE协调器和天线，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，第二控制器与上位机ZIGBEE协调器相连，无线视频接收模块与视频采集卡和天线相连，第二控制器、无线视频接收模块和上位机ZIGBEE协调器均与上位机系统的主机USB接口相连。
[0030]优选的是:垃圾回收管理系统包括数据库模块和管理设置模块，数据库模块存储垃圾桶的地理位置信息，管理设定模块可设定垃圾回收车的行走路线。
[0031]利用该小区智能垃圾桶管理系统进行垃圾回收的垃圾回收方法，该垃圾回收方法包括垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法和垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法；
[0032]优选的是:垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法，包括以下步骤:[0033]S1:将垃圾桶排布在小区中，固定垃圾桶的位置，并将每个垃圾桶的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池传输到第三控制柜内的控制装置；
[0034]S2:通过垃圾回收管理系统的管理设置模块设定垃圾回收车的行走路线信息，行走路线信息包括垃圾桶位置信息、垃圾回收场位置信息、行走路线和行走间隔时间，行走路线信息通过上位机ZIGBEE协调器传递到垃圾回收车ZIGBEE协调器，并传递到嵌入式处理器，经嵌入式处理器传递到差分GPS模块，行走过程中嵌入式处理器将通过差分GPS模块对垃圾回收车的行走进行位置修正，垃圾回收车运动过程中，太阳能发电系统产生电能，并将电能传输到第一控制柜内的控制装置；
[0035]S3:垃圾回收车行走过程中通过彩色摄像机采集路面信息，并将路面视频信息反馈到数字信号处理器，数字信号处理器对视频信息进行分析，确定有无垃圾，并将分析结果反馈至嵌入式处理器；
[0036]S4:嵌入式处理器根据数字信号处理器的反馈结果控制垃圾回收车的动作，当分析结果显示前方路面没有垃圾，嵌入式处理器控制垃圾回收车的动力驱动装置和转向装置工作使垃圾回收车继续前进，当分析结果显示前方路面存在垃圾，嵌入式处理器控制动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车运动到垃圾所在位置，嵌入式处理器将控制盘形刷电机和吸尘电机工作，启动清扫机构和吸尘机构工作；
[0037]S5:当清理完成后，垃圾回收车继续按照预定的轨道行进，同时彩色摄像机继续实时采集前方路面信息，重复步骤S3、S4的工作；
[0038]S6:垃圾回收车I垃圾箱104内的垃圾将要装满时，垃圾阻挡挡板130上红外接收管131的光路，红外发射管132发出红外接收管光路131被阻挡的信息到嵌入式处理器125，嵌入式处理器125将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车I运动到垃圾回收场，该过程中不处理垃圾桶2内垃圾溢出信
肩、O
[0039]优选的是:垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法包括以下步骤:
[0040]S1:将垃圾桶排布在小区中，固定垃圾桶的位置，并将每个垃圾桶的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池传输到第三控制柜内的控制装置；垃圾桶内的垃圾将要溢出时，垃圾阻挡设置在垃圾桶上的红外对管的光路，红外接收管的光路被阻挡后，红外发射管将发送出光路被阻挡信息，第一控制器接收到红外对管光路被阻挡的信号，将该信号作为垃圾将溢出的信号通过ZIGBEE节点发送出去；
[0041]S2:大功率路由节点的ZIGBEE大功率无线路由器接收到ZIGBEE节点发送的垃圾将溢出的信号，并将此信号传递到垃圾车的第一控制柜内的垃圾回收车ZIGBEE协调器；
[0042]S3:垃圾回收车ZIGBEE协调器接收到信号后，将信号传递到嵌入式处理器，嵌入式处理器控制差分GPS模块发出查询指令，查询垃圾回收车当前位置信息，当差分GPS模块接收到垃圾回收车和垃圾桶的位置信息后将位置信息传递到嵌入式处理器，嵌入式处理器根据位置信息控制垃圾回收车的动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车向垃圾将要溢出的垃圾桶行驶；
[0043]S4:嵌入式处理器通过垃圾回收车ZIGBEE协调器发出工作对接请求，垃圾桶ZIGBEE节点接收到工作对接请求后，将工作请求上传到第一控制器，第一控制器接收到请求后控制垃圾桶上的垃圾桶红外发射管工作，嵌入式处理器控制垃圾回收车上的垃圾桶识别红外接收管工作，直至垃圾桶识别红外接收管接收到垃圾桶红外发射管的红外信号，嵌入式处理器控制动力驱动装置停止工作，垃圾回收车运动到垃圾桶前端停止前进；
[0044]S5:嵌入式处理器控制动力驱动装置和转向装置工作，对垃圾回收车车体方向进行调整，使垃圾回收车的车体方向垂直与垃圾桶，并控制车尾不断靠近垃圾桶，当位于车架后方的托盘接触到垃圾桶时，托盘上的碰撞传感器检测到垃圾桶，并将信息反馈到嵌入式处理器，此时嵌入式处理器控制动力驱动装置使垃圾回收车停止运动；
[0045]S6:嵌入式处理器通过垃圾回收车ZIGBEE协调器发出垃圾回收指令，经ZIGBEE大功率无线路由器传递到第三控制柜的ZIGBEE节点，ZIGBEE节点接收到垃圾回收指令后将指令发送至第一控制器，第一控制器发出请求答应信号；
[0046]S7:在第一控制器内设定翻转步进电机的转动圈数，控制垃圾桶的转动角度，第一控制器通过翻转装置驱动器控制翻转装置的翻转步进电机正向旋转，翻转步进电机通过小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶向垃圾回收车的方向转动，当翻转步进电机转动圈数达到第一控制器设定值，垃圾桶转动角度达到最大，第一控制器控制翻转步进电机停止工作，垃圾桶停止翻转；
[0047]S8:在第一控制器内设定托盘步进电机的转动圈数，控制垃圾托盘的上升高度，当翻转步进电机停止工作以后，第一控制器控制经托盘系统驱动器控制托盘步进电机工作，托盘步进电机正向转动，托盘步进电机经小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动丝杠转动，滑块带动垃圾托盘上升，当托盘步进电机转动圈数达到第一控制器设定值，垃圾托盘上升至最高处，第一控制器经托盘系统驱动器控制托盘步进电机停止工作，垃圾倒入到垃圾回收车的托盘内；
[0048]S9:在第一控制器内设定延时时间，经延时后第一控制器控制ZIGBEE节点发出垃圾接收完毕信号，垃圾回收车上的ZIGBEE协调器接收到垃圾接收完毕信号后，将该信号上传到嵌入式处理器，嵌入式处理器经动力驱动装置控制垃圾回收车前进并与垃圾桶保持一段距离，嵌入式处理器经托盘液压提升机构的液压臂将托盘托起，托盘内的垃圾装入垃圾箱内，经延时后，嵌入式处理器经托盘液压提升机构的液压臂将托盘放下；
[0049]SlO:第一控制器控制托盘步进电机翻转，托盘步进电机经小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动丝杠转动，滑块带动托盘下降；
[0050]Sll:第一控制器控制翻转步进电机翻转，翻转步进电机通过小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶恢复到初始位置；
[0051]S12:嵌入式处理器经动力驱动装置和转向装置调整垃圾回收车方向，控制垃圾回收车运动，嵌入式处理器继续接受上位机系统设定的路线信息，同时嵌入式处理器接收差分GPS模块的信息，控制垃圾回收车按设定的路线运动；
[0052]S13:垃圾回收车垃圾箱内的垃圾将要装满时，垃圾阻挡挡板上红外接收管的光路，红外发射管发出红外接收管光路被阻挡的信息到嵌入式处理器，嵌入式处理器将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车运动到垃圾回收场。
[0053]本发明的有益效果是:[0054](I)本发明提供的垃圾回收车上设置了垃圾识别装置，利用彩色摄像机对路面区域垃圾进行图像采集，并经嵌入式处理器对垃圾信息进行自动识别和清理，若判断为垃圾将控制垃圾回收车自动启动清扫机构和吸尘机构进行路面清理，智能化程度高，可大大提高垃圾清扫质量和清扫效率。
[0055](2)本发明提供的垃圾桶具有溢满自动检测功能，在垃圾桶上设置红外管，当垃圾装满到红外管所在的位置时，判断为垃圾桶装满，这种溢满自动检测功能通过垃圾桶内装有的垃圾体积进行溢满检测，较传统的采用重量方式进行溢满检测更为精确和合理。
[0056](3)本发明提供的垃圾桶设置了托盘系统和翻转装置，可通过翻转装置控制垃圾桶的旋转，通过托盘系统将垃圾桶内的垃圾托起并倾倒出，较传统的垃圾桶而言,这种垃圾桶结构和垃圾倾倒方式更合理，提高了垃圾处理的效率。
[0057](4)本发明通过在垃圾回收车上设置垃圾桶识别红外接收管，在垃圾桶上设置垃圾桶识别红外发射管的红外对接技术实现垃圾回收车和垃圾桶的智能对接，保证垃圾回收车正确识别待处理的垃圾桶，提高了系统的管理效率。
[0058](5)本发明的第一控制柜、第二控制柜、第三控制柜和第四控制柜的控制柜柜体均采用了分层结构，控制柜柜体内的控制装置可根据需要分层设置在控制柜柜体的各个隔层上，避免各控制装置之间的相互影响。
[0059](6)本发明在上位机中装载了垃圾回收系统管理系统软件，可实现垃圾桶和垃圾回收车的智能集中管理。
[0060](7)本系统中设置了大功率无线路由节点，由于ZIGBEE网络的传输距离有线，当遇到外界电磁信号干扰时，通讯距离和通讯质量奖收到影响，通过设置大功率无线路由节点可增强网络信号的传输强度和信号传输质量。
[0061](8)本系统的垃圾回收车、垃圾桶、大功率无线路由节点和上位机系统之间通过ZIGBEE网络进行组网，ZIGBEE网络是灵活性强的免费无线网络，这种组网方式可大大降低小区垃圾管理系统的支出成本。
[0062](9)本发明提供的垃圾回收方法包括垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法和垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法两种工作模式，根据垃圾桶是否发出垃圾溢出信号来决定垃圾回收车的工作方式，智能化程度高，使垃圾回收车保持较高的工作效率。
[0063](10)本发明采用太阳能发电作为供电方式，节能环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0064]附图1为本发明的整体结构示意图。
[0065]附图2为本发明垃圾回收车立体结构示意图。
[0066]附图3为本发明垃圾回收车俯视结构示意图。
[0067]附图4为本发明垃圾回收车左视结构示意图。
[0068]附图5为本发明垃圾回收车仰视结构示意图。
[0069]附图6为本发明垃圾回收车主视结构示意图。
[0070]附图7为本发明垃圾桶剖视结构示意图。
[0071]附图8为本发明垃圾桶左视结构示意图。
[0072]附图9为本发明垃圾桶主视结构示意图。[0073]附图10为本发明大功率路由站点左视结构示意图。
[0074]附图11为本发明大功率路由站点主视结构示意图。
[0075]附图12为本发明上位机系统结构示意图。
[0076]附图13为本发明垃圾回收车清理路面垃圾行走示意图。
【具体实施方式】
[0077]以下结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0078]实施例1
[0079]如图1至图13所示:
[0080]该小区垃圾桶智能管理系统，包括垃圾回收车I和垃圾桶2，还包括大功率无线路由站点3和上位机系统4 ；
[0081]垃圾回收车I包括车体，车体内部设置有动力驱动装置和转向装置，动力驱动装置和转向装置分别控制垃圾回收车的直线运动和转向运动，该垃圾回收车还包括差分GPS天线102、第一控制柜103、垃圾识别装置、垃圾桶识别装置，垃圾收集装置、垃圾回收车托盘系统、路况摄像系统和太阳能发电系统；
[0082]车体包括车架101，车架101内设置有垃圾箱104，车架101后上方设置有垃圾入口，垃圾入口与车架101内的垃圾箱104相通，车架101侧面设置有垃圾箱门105，垃圾箱门105也与垃圾箱104相通；差分GPS天线102设置在车架101的上方；垃圾回收车车体上方垃圾入口周围设置有挡板130，挡板130上设置有挡板红外对管，挡板红外对管包括挡板红外发射管131和挡板红外接收管132 ；
[0083]垃圾识别装置包括设置在车架101上方的彩色摄像机106，彩色摄像机106通过支架107设置在车架101的上方，支架107上设置有角度调节装置，可通过角度调节装置调节彩色摄像机角度106，彩色摄像机106成对对称设置在车架101的上方；
[0084]垃圾桶识别装置包括安装在车架侧壁上的垃圾桶识别红外接收管108;
[0085]垃圾收集装置包括清扫机构和吸尘机构，清扫机构设置在车架101的前方，吸尘机构设置在车架101下方，清扫机构包括设置在车架101前方的盘形刷109、盘形刷电机110和盘形刷液压提升机构，盘形刷液压提升机构包括相互铰接的液压臂111和连杆112，液压臂111和连杆112均与车架101铰接，盘形刷电机110分别与盘形刷109和连杆112相连；吸尘机构包括设置在车架下部的吸尘口 113，吸尘口 113与垃圾箱104相通，吸尘口113处设置有吸尘风扇114，吸尘风扇114与设置在车架101内部的吸尘电机115相连；
[0086]垃圾回收车托盘系统包括通过转轴安装在车架101后方的托盘116和与托盘116相连的托盘液压提升机构，托盘液压提升机构包括对称设置在托盘两侧的托盘液压臂117，托盘液压臂117与托盘116和车架101相连，托盘底面的外边上设置有碰撞传感器118 ;太阳能发电系统包括太阳能电池板119，太阳能电池板119通过支架连接到车体上；
[0087]路况摄像系统包括路况摄像机120，路况摄像机120通过两自由度云台121安装在车架101上，两自由度云台121连接有舵机；
[0088]第一控制柜103设置在车架103内部，第一控制柜103包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括数字信号处理器122、垃圾回收车ZIGBEE协调器123、差分GPS模块124、嵌入式处理器125、无线视频发射模块126、两自由度云台驱动器127、太阳能充放电控制器128和锂离子电池组129 ;数字信号处理器122与垃圾识别系统的彩色摄像机106相连，差分GPS模块124与差分GPS天线102相连，嵌入式处理器125分别与垃圾回收车ZIGBEE协调器123、动力驱动装置、转向装置、碰撞传感器118、盘形刷电机110、吸尘电机115、托盘液压提升机构和差分GPS模块124相连，无线视频发射模块126与路况摄像机120相连，两自由度云台驱动器127与路况摄像系统的舵机相连，太阳能充放电控制器128与锂离子电池组129和太阳能发电系统相连，锂离子电池组129还分别与数字信号处理器125、垃圾回收车ZIGBEE协调器123、差分GPS模块124、嵌入式处理器125、无线视频发射模块126、两自由度云台驱动器127和太阳能充放电控制器128相连；其中数字信号处理器125采用的是TI公司的TMS320DM642，嵌入式处理器125采用的是三星公司的S3C2440 ；
[0089]垃圾桶2包括垃圾桶桶体201，垃圾桶桶体201包括垃圾桶外壳202和垃圾桶底座203，垃圾桶底座203上安装有骨架204，垃圾桶外壳202通过翻转转轴和骨架204相连，垃圾桶外壳202可绕翻转转轴转动，垃圾桶桶体201上设置有托盘系统、翻转装置、垃圾检测装置、垃圾桶识别装置、垃圾桶站点太阳能发电系统和第三控制柜205 ；
[0090]托盘系统设置在垃圾桶桶体201内部，包括托盘机构和托盘传动机构，托盘机构包括垃圾托盘206、丝杠207和滑块208，丝杠207通过转轴固定在垃圾桶2的中间，滑块208安装在丝杠207上与垃圾托盘206相接，滑块208可沿丝杠207滑动，托盘传动机构包括托盘步进电机224和传动装置，托盘传动机构设置在垃圾桶2的底部，传动装置包括相互啮合的小锥形齿轮209和大锥形齿轮210，小锥形齿轮209与托盘步进电机224相连，大锥形齿轮210与丝杠207相连；
[0091]翻转装置与垃圾桶外壳202相连，设置在垃圾桶2的侧面，包括翻转步进电机213、翻转传动机构、翻转转轴，翻转转轴与垃圾桶外壳202相连，翻转传动机构包括相互啮合的大锥形齿轮211和小锥形齿轮212，大锥形齿轮211通过联轴器与翻转转轴214相连，小锥形齿轮212与翻转步进电机213相连；
[0092]垃圾检测装置设置在垃圾桶外壳202上，包括红外对管，红外对管包括红外发射管215和红外接收管216 ;垃圾桶识别装置包括设置在垃圾桶外壳上的垃圾桶识别红外发射管217，垃圾桶识别红外发射管217与垃圾回收车上的垃圾桶识别红外接收管108成对使用；
[0093]垃圾桶站点太阳能发电系统包括太阳能电池板218，太阳能电池板218通过支架安装在垃圾桶骨架204上；
[0094]第三控制柜205包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括ZIGBEE节点224、太阳能充放电控制器219、翻转装置驱动器220、托盘系统驱动器221、第一控制器222和锂离子电池223 ;太阳能充放电控制器219分别与锂离子电池223和太阳能电池板相连，翻转装置驱动器220与翻转步进电机213相连，托盘系统驱动器221与托盘步进电机224相连，红外对管、垃圾桶红外发射管217、ZIGBEE节点224、翻转装置驱动器220和托盘系统驱动器分别与第一控制器222相连，锂离子电池223分别与ZIGBEE节点224、太阳能充电器控制器219、翻转装置驱动器220、托盘系统驱动器221和第一控制器222相连；第一控制器222采用的是宏晶公司的STC89C52 ；[0095]大功率无线路由节点3包括路由站点太阳能发电系统301、第二控制柜302、太阳能支架303和天线304，太阳能发电系统301包括太阳能电池板308 ；
[0096]第二控制柜302设置在太阳能支架303上，包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括太阳能充放电控制器305、ZIGBEE大功率无线路由器306和锂电池307，太阳能充放电控制器305与太阳能发电系统301的太阳能电池板308相连，太阳能充放电控制器305和ZIGBEE大功率无线路由器306均与锂电池307相连；
[0097]上位机系统4包括台式工控机和第四控制柜401，台式工控机包括主机402和视频采集卡403，主机402内装载有垃圾回收系统管理系统，视频采集卡403与主机USB接口相连；
[0098]第四控制柜401包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置包括第二控制器404、无线视频接收模块405、上位机ZIGBEE协调器406和天线407，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，第二控制器404与上位机ZIGBEE协调器406相连，无线视频接收模块405与视频采集卡403和天线407相连，第二控制器404、无线视频接收模块405和上位机ZIGBEE协调器406均与上位机系统的主机USB接口相连。第二控制器404采用的是宏晶公司的STC89C52。
[0099]第一控制柜内的垃圾回收车ZIGBEE协调器123、第二控制柜内的ZIGBEE大功率无线路由器306、第三控制柜内的ZIGBEE节点224以及第四控制柜的上位机ZIGBEE协调器406均采用的是TI公司的CC2530。
[0100]垃圾回收车I进行垃圾回收时，将根据垃圾桶2是否发出垃圾溢出信号选择工作模式，该垃圾回收方法包括垃圾桶2内垃圾未溢出时垃圾回收方法和垃圾桶2内垃圾溢出时垃圾回收方法。
[0101]当垃圾桶2未发出垃圾溢出信号时，垃圾回收车I自动对路面垃圾进行清扫，其工作过程如下:
[0102]S1:将垃圾桶2排布在小区中，固定垃圾桶2的位置，并将每个垃圾桶2的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池223传输到第三控制柜205内的控制装置；
[0103]S2:通过垃圾回收管理系统的管理设置模块设定垃圾回收车I的行走路线信息，行走路线信息包括垃圾桶位置信息、垃圾回收场位置信息、行走路线和行走间隔时间，行走路线信息通过上位机ZIGBEE协调器406传递到垃圾回收车ZIGBEE协调器123，并传递到嵌入式处理器125，经嵌入式处理器125传递到差分GPS模块124，行走过程中嵌入式处理器125将通过差分GPS模块124对垃圾回收车I的行走进行位置修正，垃圾回收车I运动过程中，太阳能发电系统产生电能，并将电能传输到第一控制柜103内的控制装置；
[0104]S3:垃圾回收车I行走过程中通过彩色摄像机106采集路面信息，并将路面视频信息反馈到数字信号处理器122，数字信号处理器122对视频信息进行分析，确定有无垃圾，并将分析结果反馈至嵌入式处理器125 ；
[0105]S4:嵌入式处理器125根据数字信号处理器122的反馈结果控制垃圾回收车I的动作，当分析结果显示前方路面没有垃圾，嵌入式处理器125控制垃圾回收车I的动力驱动装置和转向装置工作使垃圾回收车I继续前进，当分析结果显示前方路面存在垃圾，嵌入式处理器125控制动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车I运动到垃圾所在位置，嵌入式处理器1215将控制盘形刷电机110和吸尘电机115工作，启动清扫机构和吸尘机构工作；
[0106]垃圾车进行清扫的过程中，盘形刷电机110控制盘形刷109转动，对路面进行清扫，清扫后的垃圾经过吸尘口 113处的吸尘风扇114吸入到垃圾箱104内部。盘形刷电机110可通过连杆112和液压臂111控制盘形刷109的高度和角度，以适应路面的清扫。
[0107]附图13给出了垃圾回收车I清理路面垃圾时的行走路线，垃圾回收车I初始的运动路线为直线6，当检测到垃圾5时，嵌入式处理器125通过转向装置控制垃圾回收车I转向，向垃圾5所在的方位运动，清扫机构和吸尘机构对路面垃圾5进行清理，清理后，嵌入式处理器125通过转向装置控制垃圾回收车I转向，恢复到原始直线6运动的路线；
[0108]S5:当清理完成后，垃圾回收车I继续按照预定的轨道行进，同时彩色摄像机106继续实时采集前方路面信息，重复步骤S3、S4的工作；
[0109]S6:垃圾回收车垃圾箱内的垃圾将要装满时,垃圾阻挡挡板上红外接收管的光路，红外发射管发出红外接收管光路被阻挡的信息到嵌入式处理器，嵌入式处理器将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车运动到垃圾回收场。
[0110]当垃圾桶2发出垃圾溢出信号时，垃圾回收车I将前往垃圾桶2所在处对垃圾桶2内的垃圾进行回收，其工作过程如下:
[0111]S1:将垃圾桶2排布在小区中，固定垃圾桶2的位置，并将每个垃圾桶2的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池223传输到第三控制柜205内的控制装置；垃圾桶2内的垃圾将要溢出时，垃圾阻挡设置在垃圾桶2的红外对管的光路，红外接收管216的光路被阻挡后，红外发射管125将发送出光路被阻挡信息，第一控制器222接收到红外对管光路被阻挡的信号，将该信号作为垃圾将溢出的信号通过ZIGBEE节点224发送出去；
[0112]S2:大功率路由节点的ZIGBEE大功率无线路由器306接收到ZIGBEE节点224发送的垃圾将溢出的信号，并将此信号传递到垃圾车I的第一控制柜103内的垃圾回收车ZIGBEE 协调器 123 ；
[0113]S3:垃圾回收车ZIGBEE协调器123接收到信号后，将信号传递到嵌入式处理器125，嵌入式处理器125控制差分GPS模块124发出查询指令，查询垃圾回收车I当前位置信息，当差分GPS模块124接收到垃圾回收车I和垃圾桶2的位置信息后将位置信息传递到嵌入式处理器125，嵌入式处理器125根据位置信息控制垃圾回收车I的动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车I向垃圾将要溢出的垃圾桶5行驶；
[0114]S4:嵌入式处理器125通过垃圾回收车ZIGBEE协调器123发出工作对接请求，垃圾桶ZIGBEE节点224接收到工作对接请求后，将工作请求上传到第一控制器222，第一控制器222接收到请求后控制垃圾桶2上的垃圾桶红外发射管217工作，嵌入式处理器125控制垃圾回收车I上的垃圾桶识别红外接收管108工作，直至垃圾桶识别红外接收管108接收到垃圾桶红外发射管217的红外信号，嵌入式处理器125控制动力驱动装置停止工作，垃圾回收车4运动到垃圾桶5前端停止前进；
[0115]S5:嵌入式处理器125控制动力驱动装置和转向装置工作，对垃圾回收车I车体方向进行调整，使垃圾回收车I的车体方向垂直与垃圾桶，并控制车尾不断靠近垃圾桶，当位于车架后方的托盘116接触到垃圾桶2时，托盘116上的碰撞传感器118检测到垃圾桶2，并将信息反馈到嵌入式处理器125，此时嵌入式处理器125控制动力驱动装置使垃圾回收车I停止运动；
[0116]S6:嵌入式处理器125通过垃圾回收车ZIGBEE协调器123发出垃圾回收指令，经ZIGBEE大功率无线路由器306传递到第三控制柜205的ZIGBEE节点224，ZIGBEE节点224接收到垃圾回收指令后将指令发送至第一控制器222，第一控制器222发出请求答应信号；
[0117]S7:在第一控制器222内设定翻转步进电机213的转动圈数，控制垃圾桶2的转动角度，第一控制器222通过翻转装置驱动器控制翻转装置的翻转步进电机213正向旋转，翻转步进电机213通过小锥形齿轮212将动力传递到大锥形齿轮211，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶2向垃圾回收车I的方向转动，当翻转步进电机213转动圈数达到第一控制器设定值，垃圾桶2转动角度达到最大，第一控制器22控制翻转步进电机213停止工作，垃圾桶2停止翻转；
[0118]S8:在第一控制器222内设定托盘步进电机224的转动圈数，控制托盘的上升高度，当翻转步进电机213停止工作以后，第一控制器222控制经托盘系统驱动器控制托盘步进电机224工作，托盘步进电机224正向转动，托盘步进电机224经小锥形齿轮209将动力传递到大锥形齿轮210，带动丝杠207转动，滑块208带动垃圾托盘206上升，当托盘步进电机转动圈数达到第一控制器222设定值，垃圾托盘206上升至最高处，第一控制器222经托盘系统驱动器控制托盘步进电机224停止工作，垃圾倒入到垃圾回收车I的托盘116内；
[0119]S9:在第一控制器222内设定延时时间，经延时后第一控制器222控制ZIGBEE节点发出垃圾接收完毕信号，垃圾回收车I上的垃圾回收车ZIGBEE协调器123接收到垃圾接收完毕信号后，将该信号上传到嵌入式处理器125，嵌入式处理器125经动力驱动装置控制垃圾回收车I前进并与垃圾桶2保持一段距离，嵌入式处理器125经托盘液压提升机构的液压臂117将托盘116托起，托盘116内的垃圾装入垃圾箱内，经延时后，嵌入式处理器125经托盘液压提升机构的液压臂117将托盘116放下；
[0120]SlO:第一控制器222控制托盘步进电机224翻转，托盘步进电机224经小锥形齿轮209将动力传递到大锥形齿轮210，带动丝杠207转动，滑块208带动垃圾托盘206下降；
[0121]Sll:第一控制器222控制翻转步进电机213翻转，翻转步进电机213通过小锥形齿轮212将动力传递到大锥形齿轮211，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶2恢复到初始位置；
[0122]S12:嵌入式处理器125经动力驱动装置和转向装置调整垃圾回收车I方向，控制垃圾回收I车运动，嵌入式处理器125继续接受上位机系统4设定的路线信息，同时嵌入式处理器124接收差分GPS模块124的信息，控制垃圾回收车125按设定的路线运动；
[0123]S13:垃圾回收车I垃圾箱104内的垃圾将要装满时，垃圾阻挡挡板130上红外接收管131的光路，红外发射管132发出红外接收管光路131被阻挡的信息到嵌入式处理器125，嵌入式处理器125将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车I运动到垃圾回收场，该过程中不处理垃圾桶2内垃圾溢出信肩、O
[0124]实施例2
[0125]与实施例1不同的是，在垃圾回收车I进行垃圾回收的过程中，可通过上位机系统4对垃圾回收车I的工作进行人工干预。
[0126]在此过程中，垃圾回收车上I的路况摄像机120将采集的路面图像信息经无线视频发射模块126传递到上位机系统2的无线视频接收模块405，无线视频接收模块405将图像信息传递到垃圾回收系统管理系统，操作人员可通过垃圾回收系统管理系统控制垃圾回收车的运动和工作。操作人员的操作指令将通过上位机ZIGBEE协调器406传递到垃圾回收I的垃圾回收车ZIGBEE协调器123，并最终传递到嵌入式处理器125，经嵌入式处理器125控制垃圾回收车I的运动和工作状态。
【权利要求】
1.一种小区垃圾桶智能管理系统，包括垃圾回收车和垃圾桶，其特征在于:该管理系统还包括大功率无线路由站点和上位机系统； 垃圾回收车包括车体，车体内部设置有动力驱动装置和转向装置，动力驱动装置和转向装置分别控制垃圾回收车的直线运动和转向运动，该垃圾回收车还包括差分GPS天线、第一控制柜、垃圾识别装置、垃圾桶识别装置，垃圾收集装置、垃圾回收车托盘系统、路况摄像系统和太阳能发电系统； 车体包括车架，车架内设置有垃圾箱，车架后上方设置有垃圾入口，垃圾入口与车架内的垃圾箱相通，车架侧面设置有垃圾箱门，垃圾箱门也与垃圾箱相通；差分GPS天线设置在车架的上方；垃圾回收车车体上方垃圾入口周围设置有挡板，挡板上设置有挡板红外对管，挡板红外对管包括挡板红外发射管和挡板红外接收管； 垃圾识别装置包括设置在车架上方的彩色摄像机，彩色摄像机通过支架设置在车架的上方，支架上设置有角度调节装置，彩色摄像机成对对称设置在车架的上方； 垃圾桶识别装置包括安装在车架侧壁上的垃圾桶识别红外接收管； 垃圾收集装置包括清扫机构和吸尘机构，清扫机构设置在车架的前方，吸尘机构设置在车架下方，清扫机构包括设置在车架前方的盘形刷、盘形刷电机和盘形刷液压提升机构，盘形刷液压提升机构包括相互铰接的液压臂和连杆，液压臂和连杆均与车架铰接，盘形刷电机分别与盘形刷和连杆相连；吸尘机构包括设置在车架下部的吸尘口，吸尘口与垃圾箱相通，吸尘口处设置有吸尘风扇，吸尘风扇与设置在车架内部的吸尘电机相连； 垃圾回收 车托盘系统包括通过转轴安装在车架后方的托盘和与托盘相连的托盘液压提升机构，托盘液压提升机构包括对称设置在托盘两侧的托盘液压臂，托盘液压臂与托盘和车架相连，托盘底面的外边上设置有碰撞传感器；太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架连接到车体上； 路况摄像系统包括路况摄像机，路况摄像机通过两自由度云台安装在车架上，两自由度云台连接有舵机； 第一控制柜设置在车架内部，第一控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器、太阳能充放电控制器和锂离子电池组；数字信号处理器与垃圾识别系统的彩色摄像机相连，差分GPS模块与差分GPS天线相连，嵌入式处理器分别与垃圾回收车ZIGBEE协调器、挡板红外对管、动力驱动装置、转向装置、碰撞传感器、盘形刷电机、吸尘电机、托盘液压提升机构和差分GPS模块相连，无线视频发射模块与路况摄像机相连，两自由度云台驱动器与路况摄像系统的舵机相连，太阳能充放电控制器与锂离子电池组和太阳能发电系统相连，锂离子电池组还分别与数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器和太阳能充放电控制器相连； 垃圾桶包括垃圾桶桶体，垃圾桶桶体包括垃圾桶外壳和垃圾桶底座，垃圾桶底座上安装有骨架，垃圾桶外壳通过翻转转轴和骨架相连，垃圾桶外壳可绕翻转转轴转动，垃圾桶桶体上设置有托盘系统、翻转装置、垃圾检测装置、垃圾桶识别装置、垃圾桶站点太阳能发电系统和第三控制柜；托盘系统设置在垃圾桶桶体内部，包括托盘机构和托盘传动机构，托盘机构包括垃圾托盘、丝杠和滑块，丝杠通过转轴固定在垃圾桶的中间，滑块安装在丝杠上与垃圾托盘相接，滑块可沿丝杠滑动，托盘传动机构包括托盘步进电机和传动装置，托盘传动机构设置在垃圾桶的底部，传动装置包括相互啮合的小锥形齿轮和大锥形齿轮，小锥形齿轮与托盘步进电机相连，大锥形齿轮与丝杠相连；
翻转装置与垃圾桶外壳相连，设置在垃圾桶的侧面，包括翻转步进电机、翻转传动机构、翻转转轴，翻转转轴与垃圾桶外壳相连，翻转传动机构包括相互啮合的大锥形齿轮和小锥形齿轮，大锥形齿轮通过联轴器与翻转转轴相连，小锥形齿轮与翻转步进电机相连； 垃圾检测装置设置在垃圾桶外壳上，包括红外对管，红外对管包括红外发射管和红外接收管；垃圾桶识别装置包括设置在垃圾桶外壳上的垃圾桶识别红外发射管； 垃圾桶站点太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架安装在垃圾桶骨架上； 第三控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括ZIGBEE节点、太阳能充放电控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器、第一控制器和锂离子电池；太阳能充放电控制器分别与锂离子电池和太阳能电池板相连，翻转装置驱动器与翻转步进电机相连，托盘系统驱动器与托盘步进电机相连，红外对管、垃圾桶红外发射管、ZIGBEE节点、翻转装置驱动器和托盘系统驱动器分别与第一控制器相连，锂离子电池分别与ZIGBEE节点、太阳能充电器控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器和第一控制器相连； 大功率无线路由节点包括路由站点太阳能发电系统、第二控制柜、太阳能支架和天线.第二控制柜设置在太阳能支架上，包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括太阳能充放电控制器、ZIGBEE大功率无线路由器和锂电池，太阳能充放电控制器与太阳能发电系统相连，太阳能充放电控制器和ZIGBEE大功率无线路由器均与锂电池相连； 上位机系统包括台式工控机和第四控制柜，台式工控机包括主机和视频采集卡，主机内装载有垃圾回收系统管理系统，视频采集卡与主机USB接口相连；垃圾回收管理系统包括数据库模块和管理设置模块，数据库模块存储垃圾桶的地理位置信息，管理设定模块可设定垃圾回收车的行走路线； 第四控制柜包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置包括第二控制器、无线视频接收模块、上位机ZIGBEE协调器和天线，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，第二控制器与上位机ZIGBEE协调器相连，无线视频接收模块与视频采集卡和天线相连，第二控制器、无线视频接收模块和上位机ZIGBEE协调器均与上位机系统的主机USB接口相连。
2.如权利要求1所述的小区垃圾桶智能管理系统的垃圾回收方法，其特征在于:该垃圾回收方法包括垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法和垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法。
3.如权利要求2所述的小区垃圾桶智能管理系统的垃圾回收方法，其特征在于:所述的垃圾桶内垃圾未溢出时垃圾回收方法，包括以下步骤:S1:将垃圾桶排布在小区中，固定垃圾桶的位置，并将每个垃圾桶的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池传输到第三控制柜内的控制装置； 52:通过垃圾回收管理系统的管理设置模块设定垃圾回收车的行走路线信息，行走路线信息包括垃圾桶位置信息、垃圾回收场位置信息、行走路线和行走间隔时间，行走路线信息通过上位机ZIGBEE协调器传递到垃圾回收车ZIGBEE协调器，并传递到嵌入式处理器，经嵌入式处理器传递到差分GPS模块，行走过程中嵌入式处理器将通过差分GPS模块对垃圾回收车的行走进行位置修正，垃圾回收车运动过程中，太阳能发电系统产生电能，并将电能传输到第一控制柜内的控制装置； 53:垃圾回收车行走过程中通过彩色摄像机采集路面信息，并将路面视频信息反馈到数字信号处理器，数字信号处理器对视频信息进行分析，确定有无垃圾，并将分析结果反馈至嵌入式处理器； 54:嵌入式处理器根据数字信号处理器的反馈结果控制垃圾回收车的动作，当分析结果显示前方路面没有垃圾，嵌入式处理器控制垃圾回收车的动力驱动装置和转向装置工作使垃圾回收车继续前进，当分析结果显示前方路面存在垃圾，嵌入式处理器控制动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车运动到垃圾所在位置，嵌入式处理器将控制盘形刷电机和吸尘电机工作，启动清扫机构和吸尘机构工作； 55:当清理完成后，垃圾回收车继续按照预定的轨道行进，同时彩色摄像机继续实时采集前方路面信息，重复步骤S3、S4的工作； S6:垃圾回收车垃圾箱内的垃圾将要装满时，垃圾阻挡挡板上红外接收管的光路，红外发射管发出红外接收管光路被阻 挡的信息到嵌入式处理器，嵌入式处理器将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车运动到垃圾回收场，该过程中不处理垃圾桶内垃圾溢出信息。
4.如权利要求2所述的小区垃圾桶智能管理系统的垃圾回收方法，其特征在于:所述的垃圾桶内垃圾溢出时垃圾回收方法包括以下步骤: 51:将垃圾桶排布在小区中，固定垃圾桶的位置，并将每个垃圾桶的地理位置数据导入垃圾回收管理系统，垃圾桶站点太阳能发电系统可产生电能，并将电能经锂离子电池传输到第三控制柜内的控制装置；垃圾桶内的垃圾将要溢出时，垃圾阻挡设置在垃圾桶上的红外对管的光路，第一控制器接收到红外对管光路被阻挡的信号，红外接收管的光路被阻挡后，红外发射管将发送出光路被阻挡信息，将该信号作为垃圾将溢出的信号通过ZIGBEE节点发送出去； 52:大功率路由节点的ZIGBEE大功率无线路由器接收到ZIGBEE节点发送的垃圾将溢出的信号，并将此信号传递到垃圾车的第一控制柜内的垃圾回收车ZIGBEE协调器； 53:垃圾回收车ZIGBEE协调器接收到信号后，将信号传递到嵌入式处理器，嵌入式处理器控制差分GPS模块发出查询指令，查询垃圾回收车当前位置信息，当差分GPS模块接收到垃圾回收车和垃圾桶的位置信息后将位置信息传递到嵌入式处理器，嵌入式处理器根据位置信息控制垃圾回收车的动力驱动装置和转向装置，使垃圾回收车向垃圾将要溢出的垃圾桶行驶； 54:嵌入式处理器通过垃圾回收车ZIGBEE协调器发出工作对接请求，垃圾桶ZIGBEE节点接收到工作对接请求后，将工作请求上传到第一控制器，第一控制器接收到请求后控制垃圾桶上的垃圾桶红外发射管工作，嵌入式处理器控制垃圾回收车上的垃圾桶识别红外接收管工作，直至垃圾桶识别红外接收管接收到垃圾桶红外发射管的红外信号，嵌入式处理器控制动力驱动装置停止工作，垃圾回收车运动到垃圾桶前端停止前进； S5:嵌入式处理器控制动力驱动装置和转向装置工作，对垃圾回收车车体方向进行调整，使垃圾回收车的车体方向垂直与垃圾桶，并控制车尾不断靠近垃圾桶，当位于车架后方的托盘接触到垃圾桶时，托盘上的碰撞传感器检测到垃圾桶，并将信息反馈到嵌入式处理器，此时嵌入式处理器控制动力驱动装置使垃圾回收车停止运动； S6:嵌入式处理器通过垃圾回收车ZIGBEE协调器发出垃圾回收指令，经ZIGBEE大功率无线路由器传递到第三控制柜的ZIGBEE节点，ZIGBEE节点接收到垃圾回收指令后将指令发送至第一控制器，第一控制器发出请求答应信号； S7:在第一控制器内设定翻转步进电机的转动圈数，控制垃圾桶的转动角度，第一控制器通过翻转装置驱动器控制翻转装置的翻转步进电机正向旋转，翻转步进电机通过小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶向垃圾回收车的方向转动，当翻转步进电机转动圈数达到第一控制器设定值，垃圾桶转动角度达到最大，第一控制器控制翻转步进电机停止工作，垃圾桶停止翻转； 58:在第一控制器内设定托盘步进电机的转动圈数，控制托盘的上升高度，当翻转步进电机停止工作以后，第一控制器控制经托盘系统驱动器控制托盘步进电机工作，托盘步进电机正向转动，托盘步进电机经小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动丝杠转动，滑块带动垃圾托盘上升，当托盘步进电机转动圈数达到第一控制器设定值，垃圾托盘上升至最高处，第一控制器经托盘系统驱动器控制托盘步进电机停止工作，垃圾倒入到垃圾回收车的托盘内； 59:在第一控制器内设定延时时间，经延时后第一控制器控制ZIGBEE节点发出垃圾接收完毕信号，垃圾回收车上的ZIGBEE协调器接收到垃圾接收完毕信号后，将该信号上传到嵌入式处理器，嵌入式处理器经动力驱动装置控制垃圾回收车前进并与垃圾桶保持一段距离，嵌入式处理器经托盘液压提升机构的液压臂将托盘托起，托盘内的垃圾装入垃圾箱内，经延时后，嵌入式处理器经托盘液压提升机构的液压臂将托盘放下； SlO:第一控制器控制托盘步进电机翻转，托盘步进电机经小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动丝杠转动，滑块带动垃圾托盘下降； S11:第一控制器控制翻转步进电机翻转，翻转步进电机通过小锥形齿轮将动力传递到大锥形齿轮，带动翻转转轴转动，从而带动垃圾桶恢复到初始位置； S12:嵌入式处理器经动力驱动装置和转向装置调整垃圾回收车方向，控制垃圾回收车运动，嵌入式处理器继续接受上位机系统设定的路线信息，同时嵌入式处理器接收差分GPS模块的信息，控制垃圾回收车按设定的路线运动； S13:垃圾回收车垃圾箱内的垃圾将要装满时，垃圾阻挡挡板上红外接收管的光路，红外发射管发出红外接收管光路被阻挡的信息到嵌入式处理器，嵌入式处理器将在行走路线信息中寻找垃圾回收场位置信息，通过转向装置和动力驱动装置控制垃圾回收车运动到垃圾回收场,该过程中不处理垃圾桶内垃圾溢出信息。
【文档编号】B65F9/00GK103787011SQ201410051786
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】李娟 , 郭亭亭, 张鹏, 佟春明, 高洪伟, 鉴纪新, 程世田, 李新勇 申请人:青岛农业大学