理论教育 G⁃smart景区智能垃圾桶:国防科学技术大学的智能化创新

G⁃smart景区智能垃圾桶:国防科学技术大学的智能化创新

更新时间:2025-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时我们的Gsmart上面装有LED提示灯,能直观地反映桶类的垃圾容量,还具有美化景区的功能。Gsmart是基于低成本技术的创新运用。针对景区的垃圾桶数量多、分布广泛、景区的管理难度大、耗费大量的人力和财力等情况,我们设计开发了Gsmart智能管理平台。

团队成员:叶磊磊 陶伟 赵骥昂 王朝光

大家去公园、景区旅游的机会越来越多。当我们把用过的食品包装袋、饮料瓶、果皮、废纸等要扔到垃圾桶里的时候,经常会遇到垃圾桶已经装满了,可是却无人清理的情况。由于谁都不想带着要丢弃的垃圾再走到下一个垃圾箱,因此只能将垃圾顺手扔在垃圾桶的旁边,期望有环卫工人来收拾一下。

我们针对上述问题展开了分析并提出解决办法:

1)我们发现随着大家环境保护意识的提高,在公园、景区随意乱丢垃圾的情况少多了。但是由于嫌垃圾碍事,所以谁都不想带着垃圾再找下一个垃圾箱。

2)由于公园、景区从事环境卫生清扫工作的环卫工人数量有限,环卫工人一般是根据以往的经验来判断不同地区的垃圾箱每天要清理几次。然而在公园、景区游览的人群丢弃垃圾的位置、数量是随机的。因此,环卫工人也很难准确地判断哪些垃圾箱处于满载状态。

那么针对上述情况,我们提出了一种解决办法——G⁃smart理念。我们利用奖励的机制来鼓励游客将手中的垃圾投入桶中,这就是我们“云积分”的理论基础。通过刷卡(许多景区都有门票卡)将垃圾扔入垃圾桶中,完成整个过程之后可以获得一个G⁃smart积分,当积分到达一定的额度的时候可以换取相应的奖励,以此鼓励游人将垃圾投入垃圾桶中。游人结束游览后到出口处出示积分卡,在管理终端上便会显示出游人相应的积分,这样游人便可以凭自己的积分到相应地点领取小礼品或者抵消部分票价,以此来鼓励游客将垃圾尽可能地放入到垃圾桶中。

同时,为公园、景区设计出一款能将景区内所有垃圾桶进行统一化管理的网络平台,我们在将公园、景区范围内的垃圾桶编上相应的号码后,该平台便能接收来自G⁃smart的信息。当桶内垃圾满后,该号垃圾桶就能通过无线通信端向管理平台发送消息,以便环卫人员能及时清理。

另外,我们还提出一些附加功能。

在设计过程中,我们将垃圾桶组网,自定义了一套通信协议,游览过程中游客能通过自带的手机蓝牙连接到我们的“随e通”服务,进而获取到景区的服务信息,诸如天气预报、景点介绍等。也为一些特殊景区提供定制化的生产创造了可能。

清洁绿色能源的运用。我们使用环保的太阳能为系统提供电力支持,采用5V的太阳能电池板,通过控制器后给整个系统供电。在设计过程中也采用了很多其他节能设计,例如在人靠近G⁃smart的时候才将LCD屏幕打开显示,在白天关闭LED景观灯等,从而减少电能消耗。

实施方案(https://www.daowen.com)

G⁃smart的主体是两个放大版的百事可乐和可口可乐,我们采取这样的造型突出了以下几层含义:①一改市场上垃圾桶的传统设计样式,给人们耳目一新的感觉,从而让游人从心理上接受垃圾桶,增加了游人们的兴趣。②以易拉罐为桶身体现了我们变废为宝的环保理念,通过垃圾桶本身的造型来向人们传递绿色的理念。

桶身的设计充分考虑到市场的因素,在景区运用后能用做商业广告。同时我们的G⁃smart上面装有LED提示灯,能直观地反映桶类的垃圾容量,还具有美化景区的功能。

G⁃smart是基于低成本技术的创新运用。整个系统构建在AT89C52单片机的基础之上,通过多传感器的采集、处理、通信,实现了四大创新功能,并且在设计过程中充分考虑了成本、节能、用户体验、市场等诸多因素。

在“云积分”理念的技术实现上,我们采用终端加服务端的设计。利用价格较低的125kRFID模块在终端读卡(EM4100卡),当检测到读卡信号时,利用G⁃smart上的51单片机进行识别处理。当完成一次扔垃圾的过程后,smart能利用串口将卡号、积分等信息发送到管理服务端,服务端的软件能自动存入数据库,并能为管理者提供积分查询接口,当游人在出景区的时候就能方便地查询到积分,并获得相应的奖励。

垃圾桶的清理不及时是造成游客将垃圾扔到桶外的重要原因。针对景区的垃圾桶数量多、分布广泛、景区的管理难度大、耗费大量的人力和财力等情况,我们设计开发了G⁃smart智能管理平台。

考虑成本和可靠性的问题,G⁃smart智能管理平台在技术实现上采用了测距传感器来检查垃圾桶的箱满程度,当垃圾桶满了以后能自动通过G⁃smart串口将报告发回管理平台,并在平台上记录处理,管理端软件能自动进行调配,以短信的形式通知清洁人员及时清理垃圾桶。

在随e通接口的设计上,我们考虑了景区垃圾桶分布广泛的特点,充分利用了G⁃smart上的通信接口进行简单的组网,自定了一整套基于B1uetooth的通信访问协议,实现了人机交互。

在语音服务上,我们采用的是ISD4001的语音芯片,该芯片具有容量大、使用方便、价格低廉的优点,极大地降低了成本。

我们采用红外传感器控制桶盖的打开和关闭,同时使用5V的太阳能电池板,通过控制器给锂电池充电,然后经过升压稳定后给整个系统供电。

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