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原文传递一种智慧社区垃圾分类系统及方法

专利名称：	一种智慧社区垃圾分类系统及方法
摘要：	本发明涉及垃圾分类技术领域，具体涉及一种智慧社区垃圾分类系统及方法。社区用户每户建立一个账号，与垃圾分类系统相关联，所述的垃圾分类系统包括服务器、社区垃圾分类管理客户端、垃圾分类终端设备；所述的服务器实现存储用户数据，支持各接入端读写数据；所述的社区垃圾分类管理客户端主要包括垃圾分类处理管理模块、垃圾有偿回收管理模块、垃圾袋领取管理模块、用户管理模块、用户垃圾分类评分管理模块和社区其他设备管理模块；所述的垃圾分类终端设备包括垃圾分类处理模块和垃圾袋领取模块。本发明提供的垃圾分类系统有利于保障垃圾分类效果，有益于垃圾回收和处理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	张俊锋;邓宣金;邵宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910558274.5
公开号：	CN110155572A
代理机构：	杭州浙科专利事务所(普通合伙)
代理人：	吴秉中
分类号：	B65F1/14(2006.01);B;B65;B65F;B65F1
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
主权项：	1.一种智慧社区垃圾分类系统，社区用户每户建立一个账号，与垃圾分类系统相关联，其特征在于所述的垃圾分类系统包括服务器、社区垃圾分类管理客户端、垃圾分类终端设备；所述的服务器实现存储用户数据，支持各接入端读写数据；所述的社区垃圾分类管理客户端包括垃圾分类处理管理模块、垃圾有偿回收管理模块、垃圾袋领取管理模块、用户管理模块、用户垃圾分类评分管理模块和社区其他设备管理模块；所述的社区用户管理模块实现社区新用户注册和社区用户登录管理；所述的垃圾分类处理管理模块控制垃圾分类处理模块工作运行；所述垃圾袋领取管理模块控制垃圾袋领取模块工作运行；所述的垃圾分类终端设备包括垃圾分类处理模块和垃圾袋领取模块。 2.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述用户垃圾分类评分管理模块用于统计各社区用户每次所扔垃圾分类分析结果，根据这些统计数据定性分析各个用户垃圾分类情况以及整个社区垃圾分类的情况，为社区垃圾分类等环保建设提供真实数据支撑；同时，所述的用户垃圾分类评分管理模块还根据社区用户每次垃圾分类分析结果给出相应的垃圾分类评分和奖励积分，积分可用于兑换生活用品和垃圾分类的奖励依据等；所述的用户管理模块用于新用户注册、保存用户登录系统等用户访问系统记录；所述的社区其他设备管理模块用于管理公共场所垃圾处理设备以及具有宣传性的垃圾处理设备；所述的社区用户垃圾分类评分管理模块通过微信扫描登录二维码登录系统或者刷读无线射频卡登录系统，登录后可以查询社区用户当前垃圾分类评分与垃圾分类积分等用户信息；积分可以兑换相应的用品，社区可给予累积评分靠前者奖励，给予累积评分靠后者惩罚。 3.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述的垃圾有偿回收管理模块用于管理社区用户垃圾回收的偿金，用户可随时领取账号中的偿金；所述的垃圾有偿回收管理模块根据服务器上的用户可回收垃圾回收数据给出相应的偿金，并将偿金累计到相应社区用户的账号中，社区用户可凭无线射频卡等有效身份证件领取偿金，也可转入微信钱包，还可将可领取的偿金转换成领取相应的生活用品，所述垃圾有偿回收管理模块支持矿泉水瓶、饮料瓶、易拉罐等可回收饮料瓶有偿回收，根据饮料瓶的大小给出偿金。 4.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述的垃圾分类处理管理模块用于系统平台记录社区用户垃圾投放及分类情况，将所记录的数据存入服务器供其他模块调用，监控各垃圾分类处理模块工作情况，借助垃圾分类处理模块所得到的垃圾成分分析结果，控制各垃圾分类处理模块的垃圾入箱通道，上传用户垃圾成分智能识别与分析结果到服务器，所述的用户垃圾评分管理模块根据智能垃圾成分智能识别与分析器数据给出垃圾分类的积分；所述的垃圾分类处理管理模块还用于识别出社区用户通过自动回收方式回收的塑料瓶、易拉罐的可回收垃圾的数量，并将数量数据发送给服务器，垃圾有偿回收管理模块根据可回收垃圾回收数据给出相应的偿金。 5.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述的垃圾袋领取管理模块用于社区统计用户领取带二维码标签的特制垃圾袋的领取情况，垃圾袋上的二维码为垃圾袋本身的编号信息，系统设定一份垃圾袋所包含的垃圾袋个数(用户一次可领取垃圾袋最小个数)为M，其中0＜M且为正整数，设定用户一次最多可领取垃圾袋数为N，N为M的正整数倍，设定用户最多拥有的垃圾袋数为N+δ，其中N，δ满足0＜N,0＜δ＜M，δ为浮动权重且为正整数，设定用户一次垃圾袋有效领取数(用户可以从垃圾袋领取模块实际领取的垃圾袋个数)为p，p满足p＝kM,k＝0,1,L,N/M，设定用户此时拥有的垃圾袋数为n，0≤n≤N+δ，设定用户一次领取后已使用的垃圾袋数为q，q满足0≤q≤N+δ,q+n≤N+δ且q为非负整数，则有计算公式： p＝f(q). 其中f为一种对应关系，其取值关系如下：其中：表示整除运算符，表示取余数运算符；新注册用户第一个月可领取N个垃圾袋，之后一次有效领取数最少领M个，最多领N个，规定用户每一次垃圾袋领取都将q置零、运算n＝p+n一次，每一次扔垃圾都将垃圾袋领取管理模块运算关系式q＝q+1和关系式n＝n-1各一次。 6.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述的垃圾分类处理模块用于自动识别垃圾成分、自动分类垃圾、部分可回收垃圾有偿回收，垃圾分类处理模块包括垃圾分类处理模块箱体(8)，垃圾分类处理模块箱体(8)上设有触摸显示屏(3)、无线射频卡识别器(2)、二维码识别器(12)、垃圾成分智能识别与分析器(11)、语音播报器(1)和ARM智能控制器，垃圾分类处理模块垃圾识别步骤为：先将垃圾袋的二维码对准所述的垃圾分类模块二维码识别器(12)，然后所述的垃圾分类模块的垃圾成分智能识别与分析器(11)的垃圾自动分类入箱口门会自动打开，社区用户便可将待扔的垃圾放入垃圾分类处理模块的垃圾自动分类入箱口(13)，进而实现垃圾成分自动识别分析和垃圾自动分类；所述的垃圾分类处理模块的垃圾成分智能识别与分析器(11)根据X射线对不同物质的穿透性，让X射线穿过垃圾袋可得到X射线扫描的透视图像，不同物质在所得透视图像中所呈现的颜色也不一样；再利用深度学习技术和图像分割技术根据色块颜色差异进行简单图像分割，并将分割后区域的相同色块区域的大小求和，从而实现智能识别垃圾成分智能识别功能，再将所得到各色块区域大小的比值通过一个成分识别算法即可得到用户所扔垃圾的种类，从而实现垃圾分类分析功能，最后垃圾分类处理模块语音播报垃圾分类识别与分析结果(其包括各个种类垃圾成分，以及垃圾分类的最终归类结果)，根据这一结果将用户所扔垃圾自动投入分类垃圾箱；所述的垃圾分类处理模块得到的垃圾分类识别与分析的结果中，若餐厨垃圾含量≥70％、有害垃圾含量≤0.1％，则智能分析与识别器判定该袋垃圾为餐厨垃圾，自动将垃圾投放到餐厨垃圾垃圾箱中；若可回收垃圾含量≥70％、有害垃圾含量≤0.05％，则智能分析与识别器判定该袋垃圾为可回收垃圾，自动将垃圾投放到可回收垃圾垃圾箱中；若有害垃圾含量≥0.1％，则智能分析与识别器判定该袋垃圾为有害垃圾，自动将垃圾投放到有害垃圾垃圾箱中；若有害垃圾含量≤0.05％，且不满足上述三种情形，则智能分析与识别器判定该袋垃圾为其他垃圾，自动将垃圾投放到其他垃圾垃圾箱中，分类标准可以根据相应的规定进行修改设定。 7.根据权利要求1所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于所述的垃圾袋领取模块用于社区用户垃圾袋领取和垃圾分类等环保广告宣传，是垃圾分类回收的重要环节，所述垃圾袋领取模块包括垃圾袋领取模块箱体(18)，垃圾袋领取模块箱体(18)上设置有所述的垃圾袋领取模块上设有第二触摸显示屏(17)、第二二维码识别器(10)、第二语音播报器(9)、广告宣传界面(14)、第二无线射频卡识别器(16)和第二ARM智能控制器，社区用户可用微信扫描第二触摸显示屏(17)上的二维码登录系统，或直接将事先分发给社区用户的无线射频卡靠近第二无线射频卡识别器(16)，实现读取社区用户的账号信息，进而实现登录系统；如果社区用户满足领取条件即可领取印有特定数据格式的二维码标签的垃圾袋；所述垃圾袋领取步骤为：社区用户先将指定的无线射频卡靠近第二无线射频卡识别器(16)，或用微信扫描所述垃圾袋领取模块的第二触摸显示屏(17)的登录二维码，即可实现用户登录系统；登录系统后，用户可选择要使用的功能，若选择垃圾袋领取功能，垃圾袋领取管理模块自动调取储存在服务器上的用户垃圾袋使用数据，如果满足领取条件，则可在垃圾袋领取模块的第二触摸显示屏(17)上选择垃圾袋领的有效领取数，之后，便可实现垃圾袋领取，若不满足领取要求，此时，第二触摸显示屏(17)面将自动返回待机界面；若选择信息查询功能，第二触摸显示屏(17)界面将切换到用户的累积积分、累积偿金和垃圾袋领取记录等用户信息，一定时间间隔后，第二触摸显示屏(17)界面自动切回到待机界面，所述过程都有语音提示，方便用户操作处理。 8.根据权利要求2所述的一种智慧社区垃圾分类系统，其特征在于：所述的垃圾分类处理模块能够自动识别分析出垃圾的主要成分，并根据识别分析结果自动将垃圾投入相应的垃圾箱中；如果社区用户所扔的垃圾没有进行分类且不含有电池、重金属等有害垃圾，所述的垃圾分类处理模块自动将该垃圾归为其他垃圾，所述的用户垃圾分类评分管理模块记社区用户此次垃圾分类评分为-1.0分，积分为-1.0分；如果用户所扔的垃圾其他类垃圾中含有电池、重金属等有害垃圾，所述的垃圾分类处理模块自动将该垃圾归为有害垃圾，所述的用户垃圾分类评分管理模块记用户此次垃圾分类评分为-1.0分，积分为-1.0分，如果所扔垃圾分类状况良好，所述的用户垃圾分类评分管理模块记用户此次垃圾分类评分与积分都为识别结果中主要成分的含量，最高1.0分，最低0.6分。 9.一种基于权利要求1-8任一所述的智慧社区垃圾分类系统的分类方法，其特征在于包括以下步骤： (a1)从事社区管理的工作人员、及社区环卫工作人员，根据社区实际情况，为每个住户注册一个用户账号，并发放给新用户一张完成与注册账号绑定的无限射频卡，可将注册账号与用户的微信账号绑定；同时，设计二维码标签存储数据的格式，并委托塑料袋生产厂家生产出带有符合要求的二维码标签的垃圾袋，之后，便可将垃圾袋放置于垃圾袋领取模块中的储袋箱里，每个垃圾袋的编号信息都将存放在服务器上，直到垃圾被销毁； (a2)用户使用无线射频卡或扫描第二触摸显示屏(17)二维码在垃圾袋领取模块上登录系统，如果符合领取要求，便可领取带有二维码标签的垃圾袋，成功领取时，垃圾袋领取模块会将领取垃圾袋的时间和领取数量通过互联网工具发送给用户管理界面和服务器，服务器收到数据后，立即根据更新用户的相关信息； (a3)当垃圾接近垃圾袋的装满提示线，用户需将垃圾拎到垃圾分类处理模块处，首先将垃圾袋的二维码靠近所述的垃圾分类处理模块的二维码识别器(12)前，二维码识别成功后，所述的垃圾分类处理模块会自动关联垃圾袋所绑定的用户并给出语音回复，之后，所述的垃圾分类处理模块中的垃圾成分智能识别和分析器(11)会分析垃圾成分并自动对垃圾进行分类识别，最后，所述的垃圾分类处理模块根据分类识别结果，将垃圾自动放入相应类别的垃圾箱并给出此次垃圾分类评分，与此同时，所述的垃圾分类处理模块将用户的垃圾分类结果及参考评分发送给系统服务器，存储在服务器数据库中； (a4)垃圾处理人员定期打开所述的垃圾分类处理模块放置垃圾箱大门(7)，清空各类垃圾箱中垃圾。 10.如权利要求9所述的一种智慧社区垃圾分类方法，其特征在于：所述的垃圾分类处理模块还能够自动有偿回收塑料瓶、易拉罐等饮料瓶，具体步骤如下， b1)用户将装有支持有偿回收垃圾的垃圾袋二维码正面靠近二维码识别器(12)，即可实现垃圾分类处理模块的垃圾自动分类入箱口门自动打开； b2)用户将装有支持有偿回收垃圾的垃圾袋投入垃圾分类处理模块的垃圾自动分类入箱口(13)内，不久，垃圾分类处理模块将自动关闭垃圾自动分类入箱口闸门； b3)垃圾分类处理模块自动识别分析垃圾袋中各成分，得到识别与成分分析结果，垃圾有偿回收管理模块根据所得识别与分析结果给出相应偿金，并将偿金累计到系统的用户账号上； b4)用户可随时提取偿金。
所属类别：	发明专利