一种基于NB-IoT技术的垃圾箱满溢检测系统的制作方法

本发明属于垃圾箱检测领域，涉及一种nb-iot技术，具体是一种基于nb-iot技术的垃圾箱满溢检测系统。

背景技术：

nb-iot即为窄带物联网，窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

nb-iot是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说nb-iot设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

专利号为cn201721826472，具体公开了一种基于nb-iot技术的深埋垃圾桶，涉及环保设备技术领域。其中，包括外桶、内桶和提升机构；所述外桶上下贯穿，且固定设置于地面上，所述内桶套设于所述外桶内部且埋于地面下；所述提升机构包括提升支架、拉绳和若干个导向滑轮；所述导向滑轮设置于所述提升支架上，且位于所述外桶上方，所述导向滑轮依次交错分布于所述拉绳的两侧，所述拉绳与所述内桶固定连接。本发明一种基于nb-iot技术的深埋垃圾桶结构简单，可大大增加传统垃圾桶的容量，同时便于环卫工人将垃圾取出，省力方便。

但是，该专利提供的垃圾箱存在以下不足，没有在基于窄带物联网的基础上，能够对自身是否处于满溢状态的检测系统，能够准确且及时的判定垃圾箱处于满溢状态；该专利中公开的技术容易在垃圾挂在垃圾桶边上时，产生误判垃圾桶满溢的情况；

而且该垃圾箱不能够直接通知对应工作人员，方便其做出及时清理，并为卫生管理工作提供一定程度上的技术支持；为了实现这一构思，现提供一种技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于nb-iot技术的垃圾箱满溢检测系统。

(1)如何得到满足垃圾箱满溢时的最低载量；

(2)在满足最低载量之后如何进行满溢分析，判定垃圾箱处于满溢状态。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于nb-iot技术的垃圾箱满溢检测系统，包括设置于垃圾箱内部的铺设检测模块、承载获取单元、数据分析单元、选择存储单元、处理器、显示单元、存储单元、管理单元、数据交互单元和智能设备；

所述铺设检测模块为设置在垃圾箱上的若干距离传感器，距离传感器设置于垃圾箱的盖板下端与承载斗对应的位置处；所述铺设检测模块用于获取盖板到承载斗的接触距离组，具体获取方式如下：

步骤一：通过设置在承载斗正上方的若干个距离传感器；

步骤二：距离传感器自动检测到距离盖板到承载斗内的最高物体的距离，将该距离标记为接触距离；

步骤三：获取到若干个接触距离得到接触距离组，并将接触距离组标记为li，i＝1...n；

所述铺设检测模块用于将接触距离组li传输到数据分析单元；所述承载获取单元用于获取载量，载量为承载斗及其内部垃圾的总重量，所述承载获取单元用于将载量传输到数据分析单元；

所述数据分析单元用于对承载获取单元传输的载量，和铺设检测模块传输的接触距离组li进行聚态分析，具体分析步骤如下：

s1：首先获取到载量，将载量标记为z，将载量z与选择存储单元内存储的指定值x1进行比较，x1为经过垃圾桶满溢检测得到的数据，垃圾满溢检测步骤如下：

s101：利用铺设检测模块检测到盖板到承载斗四个边角处最高点的距离，和到承载斗中心最高点的距离；得到五个实测距离sj，j＝1-5；

s102：当满足五个实测距离sj均小于等于x2时，获取得到此时的载量；

s103：重复获取满足步骤s102的预设m次数据，得到m个载量，将载量的最小值对应标记为指定值x1，并将其存储到选择存储单元内；将载量的最大值标记为满值；

s2：当载量z大于等于x1时，进入满溢分析，分析步骤如后续；

s3：获取到所有的接触距离组li；

s4：将li与x2进行比较，获取到满足li≥x2的接触距离个数，将该个数标记为w；

s5：利用公式q＝w/n，得到满足占比；

s6：当满足占比大于预设占比x3时，得到满溢信号，此时判定垃圾箱处于满溢状态。

进一步地，所述数据分析单元在产生满溢信号时将满溢信号传输到显示单元，所述显示单元接收到处理器传输的满溢信号并进行实时显示“垃圾箱已满”字眼；所述数据分析单元用于将满溢信号打上时间戳传输到存储单元进行实时存储。

进一步地，所述处理器还用于将满溢信号通过数据交互单元传输到智能设备；所述管理单元用于用户输入预设值x2、x3和m的具体值。

进一步地，所述垃圾箱包括垃圾箱主体，所述垃圾箱主体内设置有两个承载斗，所述承载斗放置在垃圾箱主体的安放槽内，承载斗与安放槽之间还设置有承载获取单元；所述垃圾箱主体上端通过连接柱固定连接有盖板，所述盖板底部设置有两个与承载斗对应的检测块，所述铺设检测模块设置于检测块上；

所述盖板底部开设有卡固槽，所述卡固槽一侧壁开设有贯穿盖板侧壁的方形通孔，所述检测块设置于卡固槽内且与其相互配合；所述检测块一侧壁上开设有与方形通孔相对应的方形槽，所述方形通孔内还设置有卡条，所述卡条贯穿方形通孔且与方形槽相互配合，卡条可以通过螺栓、胶水或者其他方式固定在盖板侧壁上。

本发明的有益效果：

本发明通过结合铺设检测模块和承载获取单元在进行垃圾满溢检测步骤时，能够得到一个指定值x1，该指定值为垃圾箱处于满溢状态时最低的垃圾承载重量，也即本发明中提到的载量这一概念；在满足最低的载量情况下，才会进入满溢分析；避免频繁分析浪费能源；

通过设置于承载斗底部与安放槽接触处的承载获取单元检测到满足指定值x1的实时载量时，当即会利用铺设检测模块检测到的接触距离组li进行满溢分析，当满足相应的规则和算法时，即会判定此时垃圾箱处于满溢状态。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明垃圾箱结构示意图；

图3为图2爆炸结构示意图；

图4为本发明垃圾箱结构倒置示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种基于nb-iot技术的垃圾箱满溢检测系统，包括设置于垃圾箱内部的铺设检测模块、承载获取单元、数据分析单元、选择存储单元、处理器、显示单元、存储单元、管理单元、数据交互单元和智能设备；

所述铺设检测模块为设置在垃圾箱上的若干距离传感器，距离传感器设置于垃圾箱的盖板4下端与承载斗2对应的位置处；所述铺设检测模块用于获取盖板4到承载斗的接触距离组，具体获取方式如下：

步骤一：通过设置在承载斗2正上方的若干个距离传感器；

步骤二：距离传感器自动检测到距离盖板到承载斗内的最高物体的距离，将该距离标记为接触距离；

步骤三：获取到若干个接触距离得到接触距离组，该处指代为所有距离传感器检测到的接触距离组成接触距离组；并将接触距离组标记为li，i＝1...n；

所述铺设检测模块用于将接触距离组li传输到数据分析单元；所述承载获取单元用于获取载量，载量为承载斗2及其内部垃圾的总重量，所述承载获取单元设置于承载斗2底部与安放槽101接触处；所述承载获取单元用于将载量传输到数据分析单元；

所述数据分析单元用于对承载获取单元传输的载量，和铺设检测模块传输的接触距离组li进行聚态分析，具体分析步骤如下：

s1：首先获取到载量，将载量标记为z，将载量z与选择存储单元内存储的指定值x1进行比较，x1为经过垃圾桶满溢检测得到的数据，垃圾满溢检测步骤如下：

s101：利用铺设检测模块检测到盖板4到承载斗2四个边角处最高点的距离，和到承载斗2中心最高点的距离；得到五个实测距离sj，j＝1-5；

s102：当满足五个实测距离sj均小于等于x2时，获取得到此时的载量；

s103：重复获取满足步骤s102的预设m次数据，得到m个载量，将载量的最小值对应标记为指定值x1，并将其存储到选择存储单元内；将载量的最大值标记为满值；

s2：当载量z大于等于x1时，进入满溢分析，之后每间隔预设时间t自动分析一次，直到载量z小于x1，分析步骤如后续；

s3：获取到所有的接触距离组li；

s4：将li与x2进行比较，获取到满足li≥x2的接触距离个数，将该个数标记为w；

s5：利用公式q＝w/n，得到满足占比；

s6：当满足占比大于预设占比x3时，得到满溢信号，此时判定垃圾箱处于满溢状态；同时此时的载量也将传输到选择存储单元，作为重新计算指定值x1的影响因素之一；

所述数据分析单元在产生满溢信号时将满溢信号传输到显示单元，所述显示单元接收到处理器传输的满溢信号并进行实时显示“垃圾箱已满”字眼；所述数据分析单元用于将满溢信号打上时间戳传输到存储单元进行实时存储；

所述处理器还用于将满溢信号通过数据交互单元传输到智能设备；所述管理单元用于用户输入预设值x2、x3和m的具体值；

所述数据分析单元还用于将指定值x1和满值传输到处理器，所述数据分析单元还用于在产生满溢信号时将此时对应的实时载量传输到处理器，所述处理器用于对垃圾箱内的垃圾进行分析得到垃圾质量信息，具体为：

当实时载量≤x1+x4范围内时，此时判定满溢状态的垃圾箱产生的垃圾以轻质垃圾为主，轻质垃圾可为塑料袋、饮料盒等，此时垃圾质量信息为轻质信号；

当实时载量≥(满值-x5)范围内时，此时判定满溢状态的垃圾箱产生的垃圾以重质垃圾为主，重质垃圾可为厨余垃圾和玻璃瓶等，此时垃圾质量信息为重质信号；

当实时载量处于其他范围时不产生任何信号；

所述处理器用于将垃圾质量信息通过数据交互单元传输到智能设备；用于通知工作人员垃圾箱内的主要垃圾提供一定信息；该智能设备为垃圾箱管理人员的便携式设备，具体可为智能手机；

本发明中铺设检测模块、承载获取单元与数据分析单元之间的连接基于nb-iot技术，采用nb-iot通讯技术进行通讯；

其中，所述垃圾箱包括垃圾箱主体1，所述垃圾箱主体1内设置有两个承载斗2，所述承载斗2放置在垃圾箱主体1的安放槽101内，承载斗2与安放槽101之间还设置有承载获取单元；所述垃圾箱主体1上端通过连接柱3固定连接有盖板4，所述盖板4底部设置有两个与承载斗2对应的检测块201，所述铺设检测模块设置于检测块201上；

所述盖板4底部开设有卡固槽401，所述卡固槽401一侧壁开设有贯穿盖板4侧壁的方形通孔402，所述检测块201设置于卡固槽401内且与其相互配合；所述检测块201一侧壁上开设有与方形通孔402相对应的方形槽202，所述方形通孔402内还设置有卡条5，所述卡条5贯穿方形通孔402且与方形槽202相互配合，卡条5可以通过螺栓、胶水或者其他方式固定在盖板4侧壁上。

基于nb-iot技术的垃圾箱满溢检测系统，通过设置于承载斗底部与安放槽接触处的承载获取单元检测到满足指定值x1的实时载量时，当即会利用铺设检测模块检测到的接触距离组li进行满溢分析，当满足相应的规则和算法时，即会判定此时垃圾箱处于满溢状态，同时根据不同的实时载量，处理器结合相关的规则能够得到垃圾箱内部的垃圾以何种垃圾为主。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。