谈智能垃圾桶的创新设计

马佳颖 张彤 柳灏 隋馨悦

摘要：垃圾桶中容纳了多种不同类型的垃圾，同时也展现了社会文化。经济发展中，人们的物质生活水平显著提高，随处丢垃圾问题较为常见，极大的影响了城市环境和城市形象。因此，垃圾桶在社会发展中发挥着尤为重要的作用。传统的垃圾桶已经无法满足现代社会发展要求，需要深入研究智能垃圾桶的创新设计，以切实的改善城市环境。

关键词：智能垃圾桶;创新设计;城市环境;

1智能垃圾桶的创新设计的背景

垃圾桶展现了社会文化，基于垃圾桶的形式，主要分为独立垃圾桶和分类垃圾桶;基于加工材料则可分为塑料垃圾桶、陶瓷垃圾桶、木质垃圾桶和纸浆垃圾桶;基于开启方式，可分为敞口式垃圾桶、揭盖式垃圾桶、踩踏式垃圾桶和感应式垃圾桶。传统垃圾桶的实用性较差，无法全方位顺应人们的生活需求，因此，垃圾桶智能化发展也成为垃圾桶设计的主要方向。智能垃圾桶可充分利用模式识别技术分类有回收价值的垃圾，也可采取有效措施加强预处理，从源头上做好垃圾分类，这一方面可有效减少重复作业，另一方面也可控制环境污染及劳动力投入。智能垃圾桶具有节能环保优势，可以优化周边环境，充分体现了智能化设备的应用优势，为智慧城市建设创造了有利条件。

2智能垃圾桶的创新设计

如今，依据市场调查概况，设计了多功能智能垃圾桶，垃圾桶具有多种功能。在多功能垃圾桶设计中需结合垃圾桶结构合理布局，之后规划不同功能的设计及应用方式，全方位保障功能的独立性，以此设计出具备自动、准确分类功能的智能垃圾桶。

2.1智能识别功能

基于二元分类，垃圾主要分为干垃圾和湿垃圾，设计过程中可利用卷积神经网络实现图片自动分类。智能垃圾桶的智能识别功能设计中，先要于托盘上设置可与树莓派相连的压敏电阻，若垃圾进入垃圾桶，可利用压敏电阻向树莓派发送控制信号，且树莓派可与摄像头连接，对摄像头进行动态控制。拍攝照片后，可将照片传送至树莓派，将其送至卷积神经网络输入层，之后由卷积层提取垃圾图像，降维处理特征图像，激励层可实现非线性映射，随后整合全连接成的诸多特征值，输出层可对其实行科学分类。分类结果可传入Arduino之中，之后便可开启电机，使其处于运行状态。

2.2监测环境功能

该智能垃圾桶设有空气质量检测仪，可采集、处理、展示室内温度、温度和VOC的数值，如上述数值临近警戒线，则系统可自动报警。基于单片机，科学选择温度传感器，并利用锂电池为仪器供电。基于MCU采集数据信息，确保前台及时准确地获取各项重要数据信息，以此提高评价质量。显示部分主要采用高性能显示屏，循环显示监测数值和浓度、温度和湿度等。若有害气体浓度超过正常范围，系统可自动报警，并发出声光信号。操作按键便可调整测量范围，同时也可结合使用需要选取自动测量和手动测量方式。

2.3杀菌消毒功能

新冠病毒席卷全球，使人们更加重视卫生安全，废弃口罩是垃圾中的主要部分，为避免病毒扩散蔓延，可以在垃圾桶中设置紫外线灯，以便及时杀灭废弃物上携带的细菌。为实现上述功能，设计中可在垃圾桶顶盖的内测设置两个紫外线灯管，使用者可结合实际需求，设定消毒时间。为延长灯管的使用寿命，可将自动熄灭的时间定为1小时。于灯管电源位置连接控制开关，控制开关需与Arduino连接，且设置时长30分钟的延时，有效实现上述功能。

2.4声控寻迹功能

智能垃圾桶内设有声控寻迹功能，全方位增大资源利用率。不仅如此，该类垃圾桶也可使使用者更加便捷地处理垃圾，改善家庭生活的质量。为实现该功能，还需要先在地上合理设计并规划垃圾桶的既定运动路径及范围。之后于垃圾桶上设置红外寻迹和声控装置，上述装置需与Arduino连接，根据实际需求设置语音控制指令。Arduino与垃圾桶底部轮子的电视机相连。如使用者发出“到厨房来”的指令，垃圾桶便可以前期设定的路径自动来到厨房。

2.5自动开关盖功能

为实现智能垃圾桶的自动开盖功能，设计中于垃圾桶的正面设置了红外线传感器，并将其与Arduino相连。如使用者的手掌与垃圾桶正面靠近时，则红外线感应器可感应到手部接触的感应区，随后可及时向Arduino传输信号，Arduino可对舵机提出指令并严格控制，随后便可自动开启垃圾桶。

2.6太阳能供电功能

为实现智能垃圾桶的太阳能供电功能，应于垃圾桶顶部设置太阳能电池板，将其与垃圾桶内部电源相连。光照充足的条件下便可为电源供电，或者也可设置备用电源，当长期光照不足时，便可以备用电源供电。

3结束语

总之，智能垃圾桶环保优势明显，可更好地满足用户需求，配置方式更为便捷。应用智能垃圾桶能够有效控制资源浪费和环境污染问题，为居民打造了优质的生活环境，引导群众自觉保护生态环境，为绿色清洁型城市发展提供助力。

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