摘要：（目的）设计可以自动完成垃圾分类的新型智能垃圾箱，提高垃圾的回收效率，将垃圾变废为宝，改善生活环境。（方法）结合自动控制技术，将现有垃圾箱进行智能化改造，在垃圾箱内安装可以自动控制的单片机，连接外部的信息处理装置，以及红外感应技术，构建出一套完整的智能垃圾分类装置。（结果）依据沈阳市垃圾分类的要求，安装出可回收物，厨余垃圾，其他垃圾，有害垃圾四类垃圾一体化的智能分类垃圾箱。（结论）垃圾分类是减少资源浪费和环境污染的最佳可行性方法，符合我们国家的发展要求，因此设计、制造并投入使用智能分类垃圾箱可以改变现有的垃圾处理模式，提高可回收物的利用率，具有研究价值。
关键词：智能；垃圾分类回收；垃圾桶
从党的十八大以来，党和国家对生态文明建设日益重视，并将生态文明建设纳入到五位一体的总体布局当中。因此生活垃圾分类成为了必然要求且迫在眉睫。智能分类垃圾箱主要是对生活垃圾进行分类和回收，该装置已经引起了人们的高度重视，具有深厚的研究价值以及广阔的应用前景。涉及领域主要包括自动控制，红外感应以及环境保护等。
智能分类垃圾箱不仅可以将混在一起的生活垃圾进行分类，而且不需要人工接触，大大提高了该装置的可行性。通过太阳能电板与街道电源双供电的模式，既使用了清洁无污染的太阳能，同时也保证了在太阳能电源不稳的情况下，街道电源使该智能垃圾桶可以正常运行。该智能分类垃圾箱的推行可以减少人力、物力，改善沈阳市现有的垃圾回收模式，从最初的投放垃圾处进行改造，从实际解决垃圾分类问题，不在将垃圾全部视为其他垃圾送入垃圾分类厂。
1 生活垃圾智能分类回收系统外观设计介绍
1）箱体设计：由于垃圾箱周围环境比较复杂，各种天气的不可预估情况，智能分类垃圾箱外壳采用耐用的铁质材料，内部子箱体采用新型环保可降解的塑料，分别刷不同的颜色来区分四类（可回收物、厨余垃圾、其他垃圾、有害垃圾）不同的子垃圾箱。
2）红外感应部分：为了达到智能分类垃圾箱完全自动，无需人工接触的效果，在垃圾桶正面上方增加红外感应装置，当人站在垃圾桶前超过3秒钟，垃圾箱可以自行运行。传感器先控制箱盖打开，方便投入垃圾，然后控制传送带运转，在箱体内部完成垃圾分类，与此同时，将箱盖关闭。箱体内部完成垃圾分类后，智能垃圾箱自动断电，整个垃圾分类过程完成。
3）显示器与语音提示部分：在箱体的中上方安装一块显示屏，循环显示该智能垃圾箱的使用方法、垃圾分类的意义以及必要性、当地垃圾分类办法、公益广告、天气情况以及垃圾箱内部的垃圾量等等。同时进行语音广播，讲解操作流程以及显示屏播报的相关内容，适应不同人群，均可使用智能垃圾桶。
4）电源部分：结合现代技术手段在垃圾桶上方安装一块太阳能电池板，由太阳能电池板储满电后负责给整套设备供电，遇到天气比较恶劣时，再由街道供电给LED显示屏供电，二者再不同情况相互转化供电，防止智能垃圾分类系统出现意外停止工作，保证了垃圾桶的高效运行，提高了使用效率[1]。
2 生活垃圾智能分类回收系统内部设计介绍
1）子箱体部分：在整个垃圾箱内设置四个并列的子箱体，分别收集不同的垃圾，首先考虑到垃圾具有一定的腐蚀性以及切割性，所以我们的材料选择具有一定耐腐蚀性以及耐磨性的材料PVC（聚氯乙烯）。然后为了区分不同的垃圾桶，将子垃圾箱刷不同颜色的漆，最左侧刷绿色——可回收物，然后是黄色——厨余垃圾，再是黑色——其他垃圾，最右侧是红色——有害垃圾。
2）垃圾传送部分：在传送带连续运转的情况下，难免会产生一些磨损或者是其他的安全隐患问题，这一类问题是不可避免的，在传送带材料中添加一些增塑剂DOP以及环氧大豆油，来提高传送的阻燃性以及耐磨性，提高润滑程度，减少摩擦对传送带的危害。内部红外感应装置对垃圾进行识别，然后将信号传递给垃圾分类器，再通过传送带运输到四个不同的垃圾箱中，完成内部垃圾分类。
3）内部高度感应器：四个子箱顶端设置红外线高度检测器，随时随时监测垃圾箱内的高度，数据远程传送给回收中心提醒工作人员是否需要清理，防止垃圾堆满，提高智能垃圾箱的使用价值。如果达到预警高度，垃圾箱停止工作，箱盖不再开启，防止再投掷垃圾把垃圾箱堵塞，同时外部语音提示该垃圾箱已满不可用。控制模块采用STC89C52单片机，该单片机体积小方便放置于垃圾桶内，最关键是该单片机是一个内部集成了三个时钟中断以及两个外部中断，同时通过采集数据经过算法处理串口传输达到远程控制的目的[2]。
4）数据统计部分：汇总各个子垃圾箱内的高度检测仪收集到的数据，及时将数据发送回垃圾回收中心。将垃圾箱收集的数据进行纵向对比，合理安排环卫工人集中收集垃圾的时间以及路线，横向对比，调整垃圾箱的分布，在垃圾处理量大的地方增加垃圾桶的数量，减少没有必要投放的垃圾箱，使垃圾箱的分配更加合理。
5）工作流程图
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3 创新思路
1）全程不需要手与垃圾箱接触，只需要放入垃圾，全自动化完成一系列从打开盖、识别、分类、送入不同子箱的过程；
2）利用清洁环保的太阳能供电，采用双供电保证设备正常运转；
3）全程语音提示，让人们更清楚透彻地明白垃圾分类的必要性及意义。
4 结语
对现有垃圾箱的改造是“一改而得万利”之事，是造福社会的重要举措。本文所设计的智能分类垃圾箱只是一个初步设想，人们还可在其上添加更多的功能。未来，“垃圾围城”现象将不再出现，中国城市会逐步走向良性循环[3]。本文设计的整套装置的自动运行，无需人工接触，大大提高了应用的可能性。积极践行绿色生活方式，贯彻习近平主席提出的“既要金山银山，又要绿水青山”的方针，坚持人与自然和谐共生，引导人们树立尊重自然、顺应自然、保护自然的理念，倡导绿色低碳的生活方式，拒绝浪费，引导人们做生态环境的建设者。
参考文献：
[1]李明，李振卿.城市垃圾分类对策 山东 中国科技信息2019年第20期.
[2]王玥，刘苇，崔昊.基于STC89C52单片机的智能分类垃圾箱的设计.海口.科技经济导刊 2019，27（16）.
[3]叶志祥.智能分类垃圾箱设计研究.北京.中国资源综合利用.2019年4月.
论文作者:杨佳璐,崔洁,刘祖洋,焦庭浩,赵雨竹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
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