基本信息
- 項目名稱：
- 車載式城市智能垃圾桶統(tǒng)一管理系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 隨著在城市的快速發(fā)展，城市垃圾問題逐漸被人們關(guān)注。而垃圾的及時清理與管理問題尤其突出。而我們開發(fā)的主要目的是設(shè)計一種統(tǒng)一管理城市垃圾桶的智能系統(tǒng)，改變已有的垃圾清理模式。系統(tǒng)由終端智能垃圾桶，調(diào)配中心，車載接收端三個部分組成。能夠?qū)φ麄€區(qū)域內(nèi)的垃圾桶狀況進行監(jiān)測，根據(jù)收集的信息規(guī)劃垃圾收集路徑，更加高效合理地管理城市垃圾。
- 詳細介紹：
- 目前，在很多公共場所，如車站、醫(yī)院、公共社區(qū)等地方有眾多垃圾桶，可是很多傳統(tǒng)垃圾桶需要人手動開關(guān)，對個人很不方便也不衛(wèi)生，而且，由于這些地方人流量大，很多垃圾桶不能及時清理，導致垃圾桶中很多垃圾溢出，對公共衛(wèi)生產(chǎn)生負面影響，所以本作品就是設(shè)計一種統(tǒng)一管理城市垃圾桶的智能系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€區(qū)域內(nèi)的垃圾桶狀況進行實時監(jiān)測，并且根據(jù)收集的資料優(yōu)化垃圾收集路徑，并且給管理者合理規(guī)劃城市垃圾桶網(wǎng)點分布提供更加合理可靠的資料，更加高效合理地管理城市垃圾。 作品的垃圾桶部分采用超聲波精確測距，測距精度可達厘米級；開關(guān)桶蓋采用L298控制電機進行開關(guān)，控制精確；采用光敏電阻與393比較器進行光檢測，當光線不足時，可以打開照明設(shè)備；當檢測到垃圾桶容積不夠時，使用西門子TC35模塊進行短信發(fā)送，穩(wěn)定快捷；整個作品基于單片機控制，使得各個功能模塊有序工作；低電量時，主動向控制中心發(fā)送警告。本產(chǎn)品供電采用太陽能光伏供電，節(jié)能環(huán)保。 本作品的管理監(jiān)控系統(tǒng)部分采用ARM嵌入式構(gòu)架，開源的LINUX操作系統(tǒng)，有針對性地簡化專用系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備有GPS模塊，用于實時定位垃圾車位置；GSM模塊，與各個垃圾桶網(wǎng)點進行通信；電子地圖顯示屏幕，顯示各個垃圾桶網(wǎng)點的狀態(tài)和優(yōu)化路徑和各個垃圾桶的使用歷史記錄圖表顯示。通過近似哈密頓回路算法給出優(yōu)化調(diào)度方案，提高工作效率；垃圾桶狀況歷史記錄的圖表顯示，幫助城市垃圾桶網(wǎng)點合理規(guī)劃。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的： 目前，在很多公共場所，如車站、醫(yī)院等地方有眾多垃圾桶，傳統(tǒng)垃圾桶需要人手動開關(guān)，很不方便也不衛(wèi)生，這些地方人流量大，垃圾桶不能及時清理，垃圾桶中垃圾溢出，對公共衛(wèi)生產(chǎn)生負面影響，本作品就是設(shè)計一種統(tǒng)一管理城市垃圾桶的智能系統(tǒng)，對整個區(qū)域內(nèi)的垃圾桶狀況進行實時監(jiān)測，根據(jù)收集的資料優(yōu)化垃圾收集路徑，給管理者合理規(guī)劃城市垃圾桶網(wǎng)點分布提供更加合理可靠的資料，高效合理地管理城市垃圾。 思路：作品盡量簡化單個垃圾桶，只實現(xiàn)基本的通信和檢測功能，降低費用。 本作品的管理監(jiān)控系統(tǒng)部分采用ARM嵌入式構(gòu)架，開源的LINUX操作系統(tǒng)。GSM模塊，與各個垃圾桶網(wǎng)點進行通信；電子地圖顯示屏幕，顯示各個垃圾桶網(wǎng)點的狀態(tài)和優(yōu)化路徑和各個垃圾桶的使用歷史記錄圖表顯示。通過近似哈密頓回路算法給出優(yōu)化調(diào)度方案，提高工作效率；垃圾桶狀況歷史記錄的圖表顯示，幫助城市垃圾桶網(wǎng)點合理規(guī)劃。 創(chuàng)新點：1.注重城市垃圾網(wǎng)點統(tǒng)一管理的概念，簡化單個垃圾桶 2.車輛優(yōu)化路徑規(guī)劃和車輛人力資源合理調(diào)度算法 3.歷史使用情況幫助垃圾網(wǎng)點設(shè)備的規(guī)劃和布局 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標：1.超聲波測距 ,系統(tǒng)設(shè)置20cm為感應(yīng)距離 2.西門子TC35模塊用于與控制中心通信 3.單片機控制系統(tǒng) 4.電子地圖制作 5.GPS定位 6.歷史記錄的圖表顯示 7.調(diào)度優(yōu)化算法8.控制界面制作
科學性、先進性
- 采用STC89C58RD單片機對整個系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)管理。 西門子TC35接收單片機的指令進行短信收發(fā)。當垃圾桶滿的時候自動給系統(tǒng)中心發(fā)送報告；系統(tǒng)中心也可以給垃圾桶發(fā)短信獲得當前桶內(nèi)垃圾量。 利用光敏電阻對是否照明進行控制。 利用超聲波對使用者和桶內(nèi)垃圾的多少進行測距，交由單片機判斷是否在感應(yīng)區(qū)內(nèi)和垃圾桶是否已滿。 光伏板采集太陽能，將光能轉(zhuǎn)變成電能，儲存在蓄電池內(nèi)。 應(yīng)用杠桿原理用單片機驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)桶蓋的開閉。 GSM主動和被動訪問，監(jiān)控垃圾桶狀態(tài)。 制作實地電子地圖，定位垃圾桶。 GPS定位系統(tǒng)，給垃圾車實時定位 近似哈密頓算法，優(yōu)化調(diào)度，節(jié)省人力物力。 簡化控制界面，方便工作人員使用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年在西安電子科技大學星火杯中獲得一等獎，最佳創(chuàng)意獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫不轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 管理系統(tǒng)和單個簡化的垃圾桶，概念展示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 特點和優(yōu)勢:自動開啟，清潔衛(wèi)生。簡化單個垃圾桶，將信息處理的工作交給了指揮，由算法完成，在建立好的電子地圖上顯示最小清理路徑，指揮站集中統(tǒng)一處理策略?？梢怨ぷ髟谝粋€自給自足的系統(tǒng)內(nèi)，由太陽能白天給蓄電池充電，充電量可以供給一天正常的用電量，且有剩余。 前景：目前城市的垃圾桶清潔工作主要靠每天定時清理，因而產(chǎn)生了很多不必要的人力物力消耗，而且還有垃圾不能及時清理的問題。本產(chǎn)品可以很好解決以上問題，單個垃圾桶清潔干凈而且成本不高，大批量在城市中使用，可以在整個城市范圍交由唯一指揮站統(tǒng)一管理，不僅可以改變城市的面貌，及時清理，而且可以避免不必要的勞作。
同類課題研究水平概述
- 1.目前國內(nèi)智能垃圾桶的研究生產(chǎn)領(lǐng)域中，統(tǒng)一管理的概念部分尚有較大的空白。已有的產(chǎn)品幾乎都是單機概念的垃圾桶，智能只是體現(xiàn)在語音提示，隨聲跟蹤，自動開合等方面，并沒有涉及到實現(xiàn)統(tǒng)一管理的理念。因此在這方面我們增加了GSM模塊，實現(xiàn)實時的信息反饋，邁出了統(tǒng)一管理的新一步，甚至改變城市現(xiàn)有的垃圾的清理模式，而交由專門公司負責統(tǒng)一管理整個城市的垃圾清理工作，需求的人力物力很少，效率很高，隱藏著巨大的商業(yè)潛力。 2.目前已有廠家生產(chǎn)與本產(chǎn)品功能相似的產(chǎn)品，可以實現(xiàn)感應(yīng)、報警、環(huán)保功能。可是并沒有對垃圾桶的主動被動訪問功能，這種商家僅僅致力于垃圾桶產(chǎn)品的生產(chǎn)，而不涉及后期的功能擴展，主要面向以清潔為目的的家庭使用。本產(chǎn)品正好填補了這個空缺，指揮臺的電子地圖和最小路徑生成，可以將大量個體連成一體網(wǎng)絡(luò)，并可以主動被動查詢當前垃圾桶信息。 3.世博會上出現(xiàn)垃圾氣力輸送裝置；裝配GPS的垃圾巡邏車隨時清理附近垃圾桶的垃圾，目前只是在園區(qū)內(nèi)試用，而且價格高昂，給推廣和普及帶來了很大阻力。本產(chǎn)品目標在于推廣到城市范圍內(nèi)的統(tǒng)一管理，單件產(chǎn)品價格不高，有指揮臺系統(tǒng)在電子地圖中生成最小路徑，實現(xiàn)起來更有效率且簡單。 4.綜合比較，本產(chǎn)品可以在目前已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上取長補短，填補了市場在這個領(lǐng)域的空缺，給城市的垃圾桶管理提出新的方法和理念，推而廣之，做到改變城市環(huán)境面貌，改善城市生活質(zhì)量。
