本发明涉及城市环境保护设施领域，具体涉及一种城市垃圾桶智能管理系统。
背景技术：
公用垃圾桶是维护街道环境的必备设施，一般的公共垃圾桶为聚乙烯塑料垃圾桶，当垃圾装满之后需要环卫工人将垃圾桶内的垃圾倾倒到垃圾车内进行清理。传统的垃圾桶基本都是完全靠人工进行管理，存在以下问题：
1、管理不及时，由于城市垃圾桶的使用频率和位置有关，繁华地段的垃圾桶使用频率较高，而行人少的地段使用频率则较低，因此垃圾桶的清理更换周期也应该不同，而环卫工人一般清理垃圾桶是按照周期进行清理的，而不是按照需要进行清理，因此存在很多垃圾桶满了却没人清理，而一些垃圾桶还没满就会被清理的现象。
2、浪费人力，当清理周期过长，则繁华地段的垃圾桶得不到有效管理影响城市环境卫生，当清理周期过短，则不繁华地段的垃圾桶清理过于频繁，浪费人力。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种城市垃圾桶智能管理系统，其能够及时监控每个垃圾桶的使用情况，从而对于不同地段的垃圾桶做出针对性处理。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明包括后台监控服务器、垃圾桶以及垃圾桶悬挂架；所述垃圾桶上设置有重力感应器和容积感应器；所述垃圾桶悬挂架上设置有GPS定位器；所述重力感应器的输出端与所述后台监控服务器输入端的一个端口通过数据信号连接；所述容积感应器的输出端与所述后台监控服务器输入端的第二个端口通过数据信号连接；所述GPS定位器的输出端与所述后台监控服务器输入端的第三个端口通过数据信号连接；所述无人机与所述后台监控服务器通过无线信号连接。
本发明所述的重力感应器又叫重力传感器，其采用弹性敏感元件支撑的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换，其内部由敏感元件、信号处理单元以及信号传输单元组成，配合后台监控服务器，实现远程监控重力变化的目的；后台监控服务器装有能够对重力信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，结合重力传感器实现实时管理垃圾桶的目的；容积感应器采用红外线感应器，设置于桶体上端，通过红外线反射原理，由分别设置于桶体上端两侧的红外线发射管和红外线接收器组成，当桶内垃圾积攒到一定高度进入红外线区域时，红外线发射管发出的红外线由于摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，然后将脉冲信号发送给后台监控服务器，后台监控服务器装有能够对该信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，当容积感应器和重力感应器有任何一个达到报警位即可对该垃圾桶内的垃圾进行处理，从而实现实时管理垃圾桶的目的。
进一步的，所述无人机上安装有摄像头和垃圾桶收纳盒。本发明所述无人机为市售产品，其具体结构和使用方法属于本领域技术人员可以得知的公知常识，在此不做相关赘述。摄像头安装于所述垃无人机下端一侧；所述摄像头通过无线信号与所述后台监控服务器连接，即将摄像头所拍摄画面实时传输至后台监控服务器上，以便后台监控人员能够看到无人机的位置，便于精准控制无人机执行命令；所述后台监控服务器与所述无人机的内部的控制系统通过无线信号连接，即通过遥控器对无人机的运行进行遥控指挥。
进一步的，所述垃圾桶收纳盒设置于所述无人机的底端，为与所述垃圾桶相适配的倒置的桶装结构，下端开口处均匀设置三个以上弹簧挡片，每个弹簧挡片的外端与垃圾桶收纳盒的开口端边缘固定连接，且长度小于垃圾桶收纳盒（半径，保证既可以挡住垃圾桶不掉下来，又可以在用力拉的时候将垃圾桶拉出来。
进一步的，本发明还包括信号接收器；所述后台监控服务器的输出端通过数据信号与所述信号接收器连接。
进一步的，所述信号接收器为车载信号接收器。
进一步的，所述后台监控服务器为计算机。
进一步的，所述垃圾桶包括桶体和挂环；所述桶体包括桶身、设置于所述桶身底端的底盘以及设置于所述桶身上端的支撑环；所述重力感应器设置于桶底；所述容积感应器设置于所述容积感应器5设置于桶体上端。
进一步的，所述桶身为牛皮纸桶身，所述桶身内部和/或外部涂覆防水涂层；所述桶身为互相粘接的双层结构，夹层内埋设有软质加强纤维网；所述桶身为压缩折面结构；所述支撑环为可拆卸的未闭合金属环，且桶身上端翻折后粘接，形成一个通道，所述支撑环穿在通道内，在通道内还设置一根软绳。
所述桶身均匀设置有一个以上的环形支撑架。环形支撑架能够保证筒身随时为张开状态；所述挂环设置于所述桶体上端；且所述挂环上设置有硬质包覆层。如果挂环为软绳，在不悬挂时，会贴在桶身上，将述挂环上设置有硬质包覆层可以保证挂环有一定的支撑，更加方便实用。
挂环可以为一个或两个，当挂环为一个时，绕过所述桶身和底盘的纵向对称面后首尾相连后形成一个闭合整体。挂环对筒体本身具有一个托举作用，避免了由于重力过大造成挂环从桶体上分离，影响使用。
当所述挂环为两个时，对称设置于所述桶体上端两侧，两个挂环下端分别沿桶身和底盘对应相连形成一个闭合整体。相当于挂环对筒体整体具有双层的托举作用，同时每个挂环承受的力减半，进一步避免了由于重力过大造成挂环从桶体上分离，影响使用。
进一步的，所述垃圾桶悬挂架包括底座、设置于所述底座一侧的支撑杆以及设置于所述支撑杆顶端的悬物杆；所述GPS定位器设置于所述底座的内部。
进一步的，所述底座上设置有防止垃圾桶左右晃动的防晃挡杆；所述防晃挡杆包括两个固定挡杆和一个活动挡杆；所述活动挡杆设置于所述支撑杆对侧，两个固定档杆设置在支撑杆的两侧；还包括L型杆，所述支撑杆为空心杆，所述L型杆的竖直杆部分插接于所述支撑杆的空心腔内，所述L型杆的水平杆部分设置于所述底座内部；所述L型杆的水平杆部分下端设置有复位弹簧；复位弹簧下端固定连接在底座内部的空腔底端；所述活动挡杆为弧形杆，所述L型杆的水平杆部分的自由端压在所述活动挡杆的一端；所述悬物杆左端与所述L型杆的水平杆部分上端固定连接。
本发明具有如下技术效果：
本发明具有智能监控和实时管理的作用，将公共垃圾桶、垃圾桶悬挂架子、无人机、垃圾车和后台监控服务器纳入一个系统中，可以对垃圾桶的报警做出最快的反应，从而有效指导垃圾车到达指定位置进行清理，并指挥无人机对收走垃圾桶的位置安装新的垃圾桶，避免了无效工作，大大提高了工作效率和工作质量；
重力感应器采用弹性敏感元件支撑的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换，其内部由敏感元件、信号处理单元以及信号传输单元组成，配合后台监控服务器，实现远程监控重力变化的目的；后台监控服务器装有能够对重力信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，结合重力传感器实现实时管理垃圾桶的目的；容积感应器采用红外线感应器，设置于桶体上端，通过红外线反射原理，由分别设置于桶体上端两侧的红外线发射管和红外线接收器组成，当桶内垃圾积攒到一定高度进入红外线区域时，红外线发射管发出的红外线由于摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，然后将脉冲信号发送给后台监控服务器，后台监控服务器装有能够对该信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，当容积感应器和重力感应器有任何一个达到报警位即可对该垃圾桶内的垃圾进行处理，从而实现实时管理垃圾桶的目的。
垃圾桶为一次性垃圾桶，既可以作为垃圾桶，又可以作为垃圾袋，垃圾装满后直接从悬挂支架上摘下来整体装车即可，方便管理，大大减小了环卫工人的工作量，方便实用。
垃圾桶悬挂架一次性可悬挂垃圾桶使用，大大改善了垃圾桶周围的卫生环境；底座一方面为支撑杆提供配重，另一方面防止路面积水浸湿垃圾桶，为垃圾桶提供一个防水台；固定挡杆和活动挡杆限制了垃圾桶的晃动；当悬物杆上悬挂重物之后，会给L型杆一个向下的压力，复位弹簧向下压缩，从而使L型杆的右端将活动挡杆的左端压下去，活动挡杆为弧形，其自身形成一个杠杆，弧形最低端为支点，当左端向下压时，右端翘起，与两个固定挡杆共同将悬挂垃圾桶卡在内部；当垃圾桶向上提走后，压力消失，复位弹簧弹起，活动挡杆右端被放下，三个挡杆形成的空间被打开，保证垃圾桶顺利出来。
附图说明
附图1为本发明结构示意图；
附图2为本发明垃圾桶结构示意图；
附图3为本发明垃圾桶悬挂架内部结构示意图；
附图4为本发明无人机结构示意图；
附图中：1-后台监控服务器；2-垃圾桶；21-桶体；211-桶身；212-底盘；213-支撑环；214-环形支撑架；215-软绳；22-挂环；3-垃圾桶悬挂架；31-底座；32-支撑杆；33-悬物杆；35-固定挡杆；36-活动挡杆；37-L型杆；4-重力感应器；5-容积感应器；6-GPS定位器；7-信号接收器；8-无人机；81-摄像头；82-垃圾桶收纳盒；821-弹簧挡片。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步详细说明。
如图1-4所示，本发明包括后台监控服务器1、垃圾桶2、垃圾桶悬挂架3以及信号接收器7；本实施例的信号接收器7为对讲机；所述垃圾桶2上设置有重力感应器4和容积感应器5；所述垃圾桶悬挂架3上设置有GPS定位器6；所述重力感应器4的输出端与所述后台监控服务器1输入端的一个端口通过数据信号连接；所述容积感应器5的输出端与所述后台监控服务器1输入端的第二个端口通过数据信号连接；所述GPS定位器6的输出端与所述后台监控服务器1输入端的第三个端口通过数据信号连接；所述无人机8与所述后台监控服务器1通过无线信号连接。所述后台监控服务器1的输出端通过数据信号与所述信号接收器7连接。所述信号接收器7为车载信号接收器；所述后台监控服务器1为计算机。
本发明所述的重力感应器又叫重力传感器，其采用弹性敏感元件支撑的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换，其内部由敏感元件、信号处理单元以及信号传输单元组成，配合后台监控服务器，实现远程监控重力变化的目的；后台监控服务器装有能够对重力信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，结合重力传感器实现实时管理垃圾桶的目的；容积感应器采用红外线感应器，设置于桶体上端，通过红外线反射原理，由分别设置于桶体上端两侧的红外线发射管和红外线接收器组成，当桶内垃圾积攒到一定高度进入红外线区域时，红外线发射管发出的红外线由于摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，然后将脉冲信号发送给后台监控服务器，后台监控服务器装有能够对该信号进行处理的处理单元和显示单元，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，当容积感应器和重力感应器有任何一个达到报警位即可对该垃圾桶内的垃圾进行处理，从而实现实时管理垃圾桶的目的。
所述无人机8上安装有摄像头81和垃圾桶收纳盒82。本发明所述无人机8为市售产品，其具体结构和使用方法属于本领域技术人员可以得知的公知常识，在此不做相关赘述。摄像头81安装于所述垃圾桶收纳盒82下端一侧；所述摄像头81通过无线信号与所述后台监控服务器1连接，即将摄像头所拍摄画面实时传输至后台监控服务器上，以便后台监控人员能够看到无人机的位置，便于精准控制无人机执行命令；所述后台监控服务器1与所述无人机8的内部的控制系统通过无线信号连接，即通过遥控器对无人机的运行进行遥控指挥。
所述垃圾桶收纳盒82设置于所述无人机8的底端，为与所述垃圾桶2相适配的倒置的桶装结构，下端开口处均匀设置三个弹簧挡片821，每个弹簧挡片821的外端与垃圾桶收纳盒82的开口端边缘固定连接，且长度小于垃圾桶收纳盒82的半径，保证既可以挡住垃圾桶2不掉下来，又可以在用力拉的时候将垃圾桶2拉出来。
所述垃圾桶2包括桶体21和挂环22；所述桶体21包括桶身211、设置于所述桶身211底端的底盘212以及设置于所述桶身211上端的支撑环213；所述重力感应器4设置于桶底；所述容积感应器5设置于所述容积感应器5设置于桶体21上端。
所述桶身211为牛皮纸桶身211，所述桶身211内部和/或外部涂覆防水涂层；所述桶身211为互相粘接的双层结构，夹层内埋设有软质加强纤维网；所述桶身211为压缩折面结构；所述支撑环213为可拆卸的未闭合金属环，且桶身211上端翻折后粘接，形成一个通道，所述支撑环穿在通道内，在通道内还设置一根软绳215。
所述桶身均匀设置有三个的环形支撑架214。环形支撑架214能够保证筒身随时为张开状态；所述挂环设置于所述桶体上端；且所述挂环上设置有硬质包覆层。如果挂环为软绳，在不悬挂时，会贴在桶身上，将述挂环上设置有硬质包覆层可以保证挂环有一定的支撑，更加方便实用。
当挂环为一个，绕过所述桶身和底盘的纵向对称面后首尾相连后形成一个闭合整体。挂环对筒体本身具有一个托举作用，避免了由于重力过大造成挂环从桶体上分离，影响使用。
所述垃圾桶悬挂架3包括底座31、设置于所述底座31一侧的支撑杆32以及设置于所述支撑杆32顶端的悬物杆33；所述GPS定位器6设置于所述底座31的内部。
所述底座31上设置有防止垃圾桶左右晃动的防晃挡杆；所述防晃挡杆包括两个固定挡杆35和一个活动挡杆36；所述活动挡杆36设置于所述支撑杆32对侧，两个固定档杆35设置在支撑杆35的两侧；还包括L型杆37，所述支撑杆35为空心杆，所述L型杆37的竖直杆部分插接于所述支撑杆35的空心腔内，所述L型杆37的水平杆部分设置于所述底座31内部；所述L型杆37的水平杆部分下端设置有复位弹簧38；复位弹簧38下端固定连接在底座31内部的空腔底端；所述活动挡杆36为弧形杆，所述L型杆37的水平杆部分的自由端压在所述活动挡杆36的一端；所述悬物杆33左端与所述L型杆37的水平杆部分上端固定连接。
本发明的使用方法如下：
当垃圾桶2内部的垃圾重力达到重力感应器4的上限，从重力变化到电信号的转换，该信号由信号处理单元通过信号传输单元传输至后台监控服务器上进行报警；或者当垃圾桶2内的垃圾装满后，当桶内垃圾积攒到一定高度进入红外线区域时，红外线发射管发出的红外线由于摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，然后将脉冲信号发送给后台监控服务器，在后台监控服务器装上进行报警，每个垃圾桶的放置位置-垃圾桶悬挂架上均装有GPS定位器，后台监控服务器上显示该位置的信号，当容积感应器和重力感应器有任何一个达到报警位即将命令信号传输至垃圾车上的信号接收单元-即对讲机，由专人到达指定位置将该垃圾桶收走。
收垃圾过程如下：
将金属的支撑环213抽掉，将软绳215的两端绑在一起即可将垃圾桶2的开口封住，将垃圾桶整体放于垃圾车上，防止垃圾散落。
更换垃圾桶2的过程如下：
无人机8可以同时携带多个垃圾桶2，垃圾桶2折叠后倒置放在垃圾桶收纳盒82内，挂环22朝下自由悬挂，保证其不被弹性挡片821卡住，当无人机8到达指定位置后摄像头81观察到悬物杆33的位置，然后专人遥控指挥无人机使挂环22传到悬物杆33内，遥控指挥无人机8向上飞行，从而将垃圾桶2抽出，此时第二个垃圾桶2的挂环22在重力作用下自由下垂，然后用同样的方法进行第二个位置的垃圾桶2安装。
发明的容积感应器和重力感应器为市售产品，其具体结构、连接方式和工作过程均为本领域普通技术人员可以得知的公知常识，此外后台服务器为普通计算机，其具体结构、内置程序与软件、与重力传感器和容积传感器和GPS定位器的信号连接过程也是现有技术，在此不做具体赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。