智能公共垃圾桶、智能公共垃圾桶管理系统及工作方法与流程

本发明涉及机电结合领域，具体为一种智能公共垃圾桶、智能公共垃圾桶管理系统及工作方法。

背景技术：

垃圾桶是学校、小区、医院、公共场所等无处不在的环保产品。我国的公共垃圾桶大多数以敞口为主，这样很容易滋养细菌、传播疾病、污染环境。危害性的垃圾暴露在流动的空气中，对人体和环境存在潜在性的危害。垃圾中发出的异味和寄生的细菌又会给环卫工人的健康带来一定的影响。

公共垃圾桶所处位置多位于室外，室外环境复杂，温度又是垃圾腐烂变质从而散发异味的重要原因，随着气温的升高，垃圾腐烂变质速率增加，异味的产生也从而加快，而市面上具有除臭功能的垃圾桶虽然一定程度减少异味的散发，但并未从根本上减少异味的产生。

目前，垃圾清理方式主要是清洁人员定时清理。环卫工人一般在清晨或夜晚对垃圾桶的垃圾进行统一回收和清理。对于部分垃圾桶已满和部分垃圾桶未满的情况做统一清理显然是降低了其工作效率。

目前市面上的垃圾桶功能较为单一，基本未实现电子化和网络化。现在已经提出的智能垃圾桶主要有两类，一类是在垃圾桶上加装了称重传感器，以检测垃圾桶是否已满，并通过亮灯提示。然而，仅从重量的角度分析垃圾桶是否已满，并不具备较高的检测精度，且亮灯提示的方式仍属于半人工的处理模式，未能有效利用当前的各类基础设施网络和自组织网络的技术优势。另一类则是在垃圾桶入口加装红外对管，以检测垃圾桶是否被阻塞。然而，红外对管、前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤，否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，直接影响到红外光的传播，轻者可能降低红外对管检测的灵敏度，缩减控制距离，重者可能产生失灵，甚至失效。这两类智能垃圾桶设计技术，在检测垃圾桶被装满的功能上存在不足。同时，未能实现对垃圾桶的网络化管理，也未能充分利用无线感知和多移动终端的技术优势，真正实现智能化。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的智能公共垃圾桶、智能公共垃圾桶管理系统及工作方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能公共垃圾桶、智能公共垃圾桶管理系统及工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能公共垃圾桶包括：

垃圾桶本体、控制模块、与控制模块电性连接的第一红外对管；

所述垃圾桶本体的上部安装有垃圾桶盖；

所述第一红外对管适于在垃圾桶盖打开时检测垃圾桶本体内的垃圾存放量的高度；

所述控制模块适于根据垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体内的垃圾是否已满。

进一步，所述智能公共垃圾桶还包括：平行四边形机构；

所述平行四边形机构适于在垃圾桶盖打开时保持第一红外对管的探头始终朝向垃圾桶本体的内部。

进一步，所述平行四边形机构包括：定位块、连接杆、第一连接件、第二连接件和坠块；

所述连接杆滑动安装在垃圾桶盖的上部；

所述连接杆的一端通过定位块连接垃圾桶本体的外壁，所述连接杆的另一端旋转安装有第一连接件；

所述第一连接件和第二连接件依次穿设在所述坠块上；

所述第二连接件安装在垃圾桶盖的侧壁上；

所述坠块的一端安装有第一红外对管，所述第二连接件穿设在第一红外对管和第一连接件之间；

当垃圾桶盖打开时，连接杆向垃圾桶盖之外滑出，以使第一红外对管的探头始终朝向垃圾桶本体的内部，以检测垃圾桶本体内的垃圾存放量的高度。

进一步，所述智能公共垃圾桶还包括：安装在垃圾桶盖上的把手；

所述把手安装在固定块未伸出垃圾桶盖的一端对应的垃圾桶盖的侧壁上；

所述把手的重量等于垃圾桶盖的重量，且把手与垃圾桶盖的连接处为平衡点。

进一步，所述智能公共垃圾桶还包括：第二红外对管、舵机和连杆；

所述舵机安装在垃圾桶盖朝向垃圾桶本体的一侧；

所述连杆的一端连接舵机，另一端连接垃圾桶本体的内侧壁；

所述第二红外对管安装在垃圾桶本体的外侧壁上，且在垃圾桶盖关闭时坠块完全遮挡住第二红外对管；

当垃圾桶盖关闭时，第二红外对管不工作，此时第一红外对管检测到遮挡时，控制模块控制舵机以使垃圾桶盖打开；

当垃圾桶盖打开时，第二红外对管检测到遮挡与智能公共垃圾桶的距离大于预设值时，控制模块控制舵机以使垃圾桶盖关闭。

进一步，所述智能公共垃圾桶还包括：温度传感器和半导体制冷模块；

所述温度传感器安装在垃圾桶本体的内壁上，且适于检测垃圾桶本体内部的温度；

所述半导体制冷模块安装在垃圾桶盖朝向垃圾桶本体内部的一侧上；

当温度传感器检测的温度大于预设温度时，控制模块控制半导体制冷模块工作，以使垃圾桶本体内部的温度降低至另一预设温度。

进一步，所述智能公共垃圾桶还包括：控制盒，与控制模块电性连接的太阳能模块、指示灯和zigbee模块；

所述控制盒安装在垃圾桶本体的外侧壁上；

所述控制模块安装在控制盒内；

所述太阳能模块安装在垃圾桶盖的上部；

所述太阳能模块适于给控制盒内的电池充电；

所述指示灯安装在垃圾桶本体的侧壁上；

当控制模块判断垃圾已满时点亮指示灯；

所述zigbee模块设置于控制盒内；

所述控制模块适于通过zigbee模块将垃圾已满的信息发送至外部服务器。

第二方面，本发明还提供一种智能公共垃圾桶管理系统包括：

服务器、主智能公共垃圾桶、若干从智能公共垃圾桶和若干终端；

各从智能公共垃圾桶适于将垃圾已满的信息发送至主智能公共垃圾桶，主智能公共垃圾桶将适于将自身的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器；

所述服务器适于将垃圾已满的信息分发至各终端。

进一步，所述主智能公共垃圾桶还包括：zigbee协调器和无线模块；

所述zigbee协调器适于接收各从智能公共垃圾桶发送的垃圾已满信息；

所述无线模块适于将主智能公共垃圾桶的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器。

第三方面，本发明还提供一种智能公共垃圾桶管理系统的工作方法包括：

当主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶根据各自的垃圾桶本体内的垃圾存放量的高度判断垃圾是否已满；

各从智能公共垃圾桶适于将垃圾已满的信息发送至主智能公共垃圾桶；

智能公共垃圾桶将适于将自身的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器；以及

服务器适于将垃圾已满的信息分发至各终端。

本发明的有益效果是，本发明通过垃圾桶本体、控制模块、与控制模块电性连接的第一红外对管；所述垃圾桶本体的上部安装有垃圾桶盖；所述第一红外对管适于在垃圾桶盖打开时检测垃圾桶本体内的垃圾存放量的高度；所述控制模块适于根据垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体内的垃圾是否已满，以实现垃圾桶智能判断垃圾桶内的垃圾是否存放满。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的原理框图；

图2是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的结构图；

图3是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的垃圾桶盖打开时的结构图；

图4是本发明所涉及的智能公共垃圾桶管理系统的原理框图。

图中：

1为垃圾桶本体、101为垃圾桶盖、102为把手、103为控制盒；

2为平行四边形机构、201为定位块、202为连接杆、203为第一连接件、204为第二连接件、205为坠块；

3为第一红外对管、4为第二红外对管、5为舵机、6为连杆、7为温度传感器、8为半导体制冷模块、9为太阳能模块、10为指示灯。

具体实施方式

现在结合附图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。

实施例1

图1是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的原理框图。

图2是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的结构图。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种智能公共垃圾桶包括：垃圾桶本体1、控制模块、与控制模块电性连接的第一红外对管3；所述控制模块可以但不限于采用stm32单片机；所述第一红外对管3可以但不限于采用双探头漫反射式红外接近开关；所述垃圾桶本体1的上部安装有垃圾桶盖101；所述第一红外对管3适于在垃圾桶盖101打开时检测垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度；所述控制模块适于根据垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体1内的垃圾是否已满；当垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度大于预设高度是，控制模块判断垃圾桶本体1内的垃圾已满；实现垃圾桶智能判断垃圾桶内的垃圾是否存放满。

在本实施例中，所述智能公共垃圾桶还包括：平行四边形机构2；所述平行四边形机构2适于在垃圾桶盖101打开时保持第一红外对管3的探头始终朝向垃圾桶本体1的内部，且第一红外对管3安装在垃圾桶盖101上可以有效防止垃圾对第一红外对管3的污染，以保证其准确检测垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度。

在本实施例中，所述平行四边形机构2包括：定位块201、连接杆202、第一连接件203、第二连接件204和坠块205；所述连接杆202滑动安装在垃圾桶盖101的上部；所述连接杆202的一端通过定位块201连接垃圾桶本体1的外壁，所述连接杆202的另一端旋转安装有第一连接件203；所述第一连接件203和第二连接件204依次穿设在所述坠块205上；所述第二连接件204安装在垃圾桶盖101的侧壁上；所述坠块205的一端安装有第一红外对管3，所述第二连接件204穿设在第一红外对管3和第一连接件203之间；当垃圾桶盖101打开时，连接杆202向垃圾桶盖101之外滑出，以使第一红外对管3的探头始终朝向垃圾桶本体1的内部，以检测垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度。

在本实施例中，所述智能公共垃圾桶还包括：安装在垃圾桶盖101上的把手102；所述把手102安装在固定块未伸出垃圾桶盖101的一端对应的垃圾桶盖101的侧壁上；所述把手102的重量等于垃圾桶盖101的重量，且把手102与垃圾桶盖101的连接处为平衡点，以通过杠杆的原理使舵机5提供动力打开垃圾桶盖101，使垃圾桶盖101的打开成为一种省力动作。

图3是本发明所涉及的智能公共垃圾桶的垃圾桶盖打开时的结构图。

如图3所示，在本实施例中，所述智能公共垃圾桶还包括：第二红外对管4、舵机5和连杆6；所述第二红外对管4可以但不限于采用双探头漫反射式红外接近开关；所述舵机5安装在垃圾桶盖101朝向垃圾桶本体1的一侧；所述连杆6的一端连接舵机5，另一端连接垃圾桶本体1的内侧壁；所述第二红外对管4安装在垃圾桶本体1的外侧壁上，且在垃圾桶盖101关闭时坠块205完全遮挡住第二红外对管4；当垃圾桶盖101关闭时，第二红外对管4不工作，此时第一红外对管3检测到遮挡时(即行人用手等部位遮挡第一红外对管3)，控制模块控制舵机5以使垃圾桶盖101打开；当垃圾桶盖101打开时，第二红外对管4检测到遮挡与智能公共垃圾桶的距离大于预设值时，控制模块控制舵机5以使垃圾桶盖101关闭(即第二红外对管4在垃圾桶盖101打开时检测行人距离智能公共垃圾桶的距离，当行人距离智能垃圾桶盖101的距离大于预设距离时，控制模块控制舵机5以使垃圾桶盖101关闭)。

在本实施例中，两个双探头漫反射式红外接近开关(即第一红外对管3和第二红外对管4)的主要功能是检测智能公共垃圾桶是否装满和是否有行人在扔垃圾(第一红外对管3的功能)，同时也检测行人是否投放垃圾完毕。当双探头漫反射式红外接近开关内的光电开关发射光束时，目标(垃圾桶本体1内的垃圾或行人等)产生漫反射，双探头漫反射式红外接近开关内的发射器和接收器构成单个的标准部件，当光电开关有足够的组合光返回接收器时，双探头漫反射式红外接近开关的开关状态发生变化。双探头漫反射式红外接近开关内的有效作用距离由目标的反射能力决定，由目标表面性质和颜色决定；较小的装配开关，当开关由单个元件组成时，可以达到粗定位；采用背景抑制功能调节检测距离；对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

在本实施例中，所述智能公共垃圾桶还包括：温度传感器7和半导体制冷模块8；所述半导体制冷模块8可以但不限于采用半导体制冷片；所述温度传感器7安装在垃圾桶本体1的内壁上，且适于检测垃圾桶本体1内部的温度；所述半导体制冷模块8安装在垃圾桶盖101朝向垃圾桶本体1内部的一侧上；当温度传感器7检测的温度大于预设温度(30℃)时，控制模块控制半导体制冷模块8工作，以使垃圾桶本体1内部的温度降低至另一预设温度(25℃)，以防止垃圾桶本体1内的垃圾产生异味污染环境。

在本实施例中，所述智能公共垃圾桶还包括：控制盒103，与控制模块电性连接的太阳能模块9、指示灯10和zigbee模块；所述太阳能模块9可以但不限于采用多晶硅太阳能板；所述控制盒103安装在垃圾桶本体1的外侧壁上；所述控制模块安装在控制盒103内；所述太阳能模块9安装在垃圾桶盖101的上部；所述太阳能模块9适于给控制盒103内的电池充电；通过太阳能发电可以有效地减少能源的利用，也可以更加方便的在更多的地区布置智能公共垃圾桶；所述指示灯10安装在垃圾桶本体1的侧壁上；当控制模块判断垃圾已满时点亮指示灯10，以提醒行人该智能公共垃圾桶已满；所述zigbee模块设置于控制盒103内；所述控制模块适于通过zigbee模块将垃圾已满的信息发送至外部服务器，外部服务器可以将垃圾已满的信息分发至各个环卫工人持有的终端上，以提醒环卫工人对已满的智能公共垃圾桶进行清理。

在本实施例中，智能公共垃圾桶的工作方法包括：当垃圾桶盖101关闭时，第二红外对管4不工作，此时第一红外对管3检测到行人用手等部位遮挡第一红外对管3时，控制模块控制舵机5以使垃圾桶盖101打开；在垃圾桶盖101打开时，控制模块根据第一红外对管3检测的垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体1内的垃圾是否已满；当垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度大于预设高度是，控制模块判断垃圾桶本体1内的垃圾已满，并通过zigbee模块将垃圾已满的信息发送至外部服务器；以及当垃圾桶盖101打开时，第二红外对管4检测到遮挡与智能公共垃圾桶的距离大于预设值时，控制模块控制舵机5以使垃圾桶盖101关闭。

实施例2

图4是本发明所涉及的智能公共垃圾桶管理系统的原理框图。

如图4所示，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种智能公共垃圾桶管理系统包括：服务器、主智能公共垃圾桶、若干从智能公共垃圾桶和若干终端；所述终端可以但不限于是手机；各从智能公共垃圾桶适于将垃圾已满的信息发送至主智能公共垃圾桶，主智能公共垃圾桶将适于将自身的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器；所述服务器适于将垃圾已满的信息分发至各终端；所述终端由环卫工人持有，以方便接收智能公共垃圾桶的垃圾已满信息，并对已满的智能公共垃圾桶进行清理，以更加合理的对环卫工人的工作进行分配。

在本实施例中，所述主智能公共垃圾桶还包括：zigbee协调器和无线模块；所述无线模块可以但不限于采用esp8266；所述zigbee协调器适于接收各从智能公共垃圾桶发送的垃圾已满信息；所述无线模块适于将主智能公共垃圾桶的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器。zigbee是一种高可靠的无线数据网络，类似于cdma和gsm网络。zigbee模块类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。智能公共垃圾桶使用zigbee模块进行互相之间通信，使用zigbee协议的特性，将一个地区内的所有装有zigbee模块的智能公共垃圾桶并入zigbee网络中；组建zigbee网络的是在一台智能公共垃圾桶(即主智能公共垃圾桶)上安装的zigbee协调器，采用网状模型，然后连接若干个装有zigbee模块的智能公共垃圾桶(即若干个从智能公共垃圾桶)，进行互相通信。在装有zigbee协调器的智能公共垃圾桶上设置一个无线模块，将主智能公共垃圾桶的垃圾已满信息和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息发送至服务器。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，本实施例3还提供智能公共垃圾桶管理系统的工作方法包括：对主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶进行编号(编号的方法可以但不限于是：编号为六位数，编号的前三位数代表主智能公共垃圾桶或各从智能公共垃圾桶所属区域，后三位则为主智能公共垃圾桶或各从智能公共垃圾桶序数)；主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶根据各自的垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度判断垃圾是否已满(所述主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶根据各自的垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度判断垃圾是否已满的方法为：在垃圾桶盖101打开时，控制模块根据第一红外对管3检测的垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体1内的垃圾是否已满；当垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度大于预设高度是，控制模块判断垃圾桶本体1内的垃圾已满)；各从智能公共垃圾桶适于将垃圾已满的信息和各自对应的编号发送至主智能公共垃圾桶；主智能公共垃圾桶将适于将自身的垃圾已满信息和编号，以及各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息和对应的编号发送至服务器；以及服务器适于将垃圾已满的信息分发至各终端；通过编号和各编号所代表的主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶的垃圾已满信息，环卫工人可以更加高效便捷的对已满的主智能公共垃圾桶和各从智能公共垃圾桶进行清理。

综上所述，本发明通过垃圾桶本体1、控制模块、与控制模块电性连接的第一红外对管3；所述垃圾桶本体1的上部安装有垃圾桶盖101；所述第一红外对管3适于在垃圾桶盖101打开时检测垃圾桶本体1内的垃圾存放量的高度；所述控制模块适于根据垃圾存放量的高度判断垃圾桶本体1内的垃圾是否已满，以实现垃圾桶智能判断垃圾桶内的垃圾是否存放满。

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。