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本開發(fā)方案涉及一種智能垃圾桶，尤其涉及一種具有城市環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能和裝滿匯報(bào)的智能垃圾桶管理系統(tǒng)，屬于城市環(huán)境衛(wèi)生管理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市環(huán)境受到到各方面的因素的影響，如：汽車尾氣排放、工廠廢氣違法排放、市民環(huán)境意識(shí)等。為了便于城市政府檢測(cè)相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，一個(gè)分部范圍廣、可以適應(yīng)多種城市環(huán)境的環(huán)境管理系統(tǒng)是被需要的。隨著智慧型城市概念的提出，越來越多的城市追求城市環(huán)境數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、環(huán)境數(shù)據(jù)開源化、城市衛(wèi)生管理智能化。目前，智能垃圾桶作為城市公共設(shè)施，具有數(shù)量大、分布廣的特點(diǎn)，且在人流密集區(qū)域，智能垃圾桶往往得不到及時(shí)的清理。如果能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地檢測(cè)智能垃圾桶是否填滿，并能及時(shí)通知附近清潔工，這樣就能避免城市環(huán)境因清理不及時(shí)而導(dǎo)致的惡化，也可以避免清潔工的無效勞動(dòng)。同時(shí)，如果依托于智能垃圾桶數(shù)量大、分布廣的特點(diǎn)，能夠進(jìn)行城市環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，這樣有助于城市環(huán)境數(shù)據(jù)公開化，實(shí)現(xiàn)智慧型城市。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種裝置，其能夠克服傳統(tǒng)智能垃圾桶需要人為傾倒以及清潔工無效勞動(dòng)的缺點(diǎn)，并能夠動(dòng)態(tài)的檢測(cè)城市環(huán)境數(shù)據(jù)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種具有城市環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能和可裝滿匯報(bào)的智能垃圾桶管理系統(tǒng)，包括垃圾桶、若干傳感模塊和云平臺(tái)，所述的垃圾桶上設(shè)置有垃圾檢測(cè)裝置、 ZigBee模塊和信息傳輸模塊，所述的傳感模塊設(shè)置有傳感器和ZigBee模塊，所述的ZigBee模塊可發(fā)起并組建星形ZigBee網(wǎng)絡(luò)，能夠自動(dòng)刷新網(wǎng)絡(luò)并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)新的節(jié)點(diǎn)，所述的信息傳輸模塊擁有數(shù)據(jù)融合功能;
所述的垃圾檢測(cè)裝置內(nèi)安裝有于檢測(cè)垃圾桶內(nèi)的垃圾是否填滿的超聲波傳感器;所述的傳感模塊啟動(dòng)后自動(dòng)加入所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò);
所述的傳感模塊和所述的垃圾檢測(cè)裝置所接收到的數(shù)據(jù)信息均通過ZigBee模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸至所述的信息傳輸模塊，所述的信息傳輸模塊將信息融合后上傳到所述的云平臺(tái);所述的云平臺(tái)接收到垃圾填滿信息后發(fā)送提示信息。
進(jìn)一步的，所述的信息傳輸模塊為可通過4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息的4G傳輸模塊。
進(jìn)一步的，所述的云平臺(tái)包括：傳感器信息接收模塊，接收所述的4G傳輸模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)信息;信息查詢與顯示模塊，顯示接收到的數(shù)據(jù)信息，并在地圖上顯示數(shù)據(jù)采樣位置與采樣數(shù)值;自動(dòng)反饋模塊，接收到垃圾桶填滿信息后向附近清潔工自動(dòng)發(fā)送短信以提醒清理垃圾。
進(jìn)一步的，所述的云平臺(tái)部署在云主機(jī)上，所述的云主機(jī)為移動(dòng)端或PC端服務(wù)器，所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息通過瀏覽器訪問。
進(jìn)一步的，所述的云平臺(tái)采用SSH架構(gòu)，使用java語(yǔ)言編碼，使用json接收信息。
進(jìn)一步的，所述的傳感模塊內(nèi)設(shè)置的傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和空氣質(zhì)量傳感器。
進(jìn)一步的，所述的超聲波傳感器用于檢測(cè)桶內(nèi)垃圾與桶蓋之間的距離，所述的超聲波傳感器安裝在所述垃圾桶桶體的內(nèi)側(cè)上端。
進(jìn)一步的，所述的ZigBee模塊采用的主控芯片為CC2530，所述的超聲波傳感器連接所述ZigBee模塊主控芯片的I/O口。
進(jìn)一步的，所述的4G傳輸模塊所采用的核心芯片為SIM7100C，所述的4G傳輸模塊通過串口通信與所述的ZigBee模塊的主控芯片相連。
進(jìn)一步的，所述的4G傳輸模塊通過TCP/IP協(xié)議訪問URL發(fā)送的融合后的數(shù)據(jù)信息。
本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果：1、本發(fā)明中的智能垃圾桶不僅可以實(shí)施檢測(cè)垃圾桶的裝滿情況而且能夠在垃圾桶裝滿后以短信方式提醒附近的環(huán)衛(wèi)工，以使垃圾桶得到快速有效的清理;2、本發(fā)明中的智能垃圾桶可通過移動(dòng)手機(jī)查看信息傳輸模塊所接收到的信息，簡(jiǎn)單方便;3、工作人員可通過地圖查看每個(gè)垃圾桶的數(shù)據(jù)信息，有針對(duì)性的垃圾桶管理;4、本發(fā)明中的信息傳輸模塊采用4G傳輸模塊，充分利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源;5、與傳統(tǒng)智能垃圾桶相比，省去了需要人為確認(rèn)垃圾是否裝滿的過程，提升了環(huán)衛(wèi)工人的工作效率，克服了傳統(tǒng)智能垃圾桶功能單一的缺點(diǎn)，加入了城市環(huán)境數(shù)據(jù)收集的功能，有助于建設(shè)智慧型城市。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1所示：本發(fā)明提供了一種具有城市環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能和可裝滿匯報(bào)的智能垃圾桶，包括：擁有垃圾填滿檢測(cè)功能的智能垃圾桶，可自由配置其他傳感類型的傳感模塊，具有接收信息功能與發(fā)送提醒消息的云平臺(tái)。智能垃圾桶上設(shè)置有垃圾填滿檢測(cè)裝置、ZigBee模塊和4G傳輸模塊,所述傳感模塊將采集到的傳感信息(包括傳感器種類、采樣時(shí)間、采樣數(shù)據(jù))發(fā)送到智能垃圾桶，傳感模塊與智能垃圾桶之間的通信采用ZigBee網(wǎng)絡(luò);智能垃圾桶將接收到的傳感器信息與填滿檢測(cè)裝置信息由4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云平臺(tái);在云平臺(tái)上可以查看所有接收到的傳感器信息和填滿信息，并能夠自動(dòng)向已裝滿的智能垃圾桶附近的環(huán)衛(wèi)工人發(fā)送提示信息。
具體的，所述擁有垃圾填滿檢測(cè)功能的智能垃圾桶包括：HC-SR04超聲波傳感器2，ZigBee模塊3，4G傳輸模塊4;HC-SR04超聲波傳2感器用來檢測(cè)智能垃圾桶內(nèi)垃圾與桶蓋1之間的距離，位于智能垃圾桶的內(nèi)側(cè)上端; ZigBee模塊3，可發(fā)起并組建星形ZigBee網(wǎng)絡(luò)，能夠自動(dòng)刷新網(wǎng)絡(luò)并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)新的節(jié)點(diǎn)，ZigBee模塊3所用核心芯片為CC2530; 4G傳輸模塊4擁有數(shù)據(jù)融合功能，可以將融合后的組網(wǎng)范圍內(nèi)的信息通過4G傳輸方式上傳到云平臺(tái)，所用核心芯片為SIM7100C;
智能垃圾桶采用路燈系統(tǒng)供電，上電后ZigBee模塊自動(dòng)建立以自身為中心的ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)，所述智能垃圾桶的核心芯片CC2530內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用來存儲(chǔ)所述傳感模塊發(fā)送的傳感信息與垃圾桶采集到的垃圾桶裝滿信息;智能垃圾桶在ZigBee模塊的主控芯片CC2530內(nèi)部設(shè)置了刷新網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間、檢測(cè)裝滿情況的時(shí)間、發(fā)送傳感信息的時(shí)間，即分別例如但不限于：2小時(shí)、1分鐘、30分鐘。
基于上述設(shè)置，所述智能垃圾桶的工作流程如圖2，其工作流程為：
(1)通電后初始化定時(shí)器，隨后建立以自身為中心的ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)并發(fā)現(xiàn)附近的傳感模塊;
(2)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，每隔1分鐘檢測(cè)一次垃圾桶的裝滿情況，若檢測(cè)到垃圾桶裝滿，則將該裝滿信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)緩存區(qū)。
(3)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，當(dāng)收到傳感模塊發(fā)送的傳感器信息時(shí)，產(chǎn)生一次接收中斷，接收到的信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)。
(4)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，每隔30分鐘檢查一次數(shù)據(jù)緩存區(qū)是否有數(shù)據(jù)待發(fā)送，若有數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，送串口發(fā)送至4G模塊，由4G模塊將傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至云平臺(tái)。
(5)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，每隔2小時(shí)重新建立一次ZigBee網(wǎng)絡(luò)，以保持所處ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)是活動(dòng)的。
具體的，所述可自由配置其他傳感類型的傳感模塊包括：一個(gè)或多個(gè)傳感器，如：溫度、濕度、空氣質(zhì)量傳感器等，ZigBee模塊;空氣質(zhì)量傳感器采用PM2.5傳感器，傳感器與ZigBee模塊之間采用串口通信方式，定時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)并將信息發(fā)給ZigBee模塊;所述ZigBee模塊，能夠自動(dòng)刷新網(wǎng)絡(luò)并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的智能垃圾桶，所用核心芯片為CC2530。
傳感模塊上電后自動(dòng)發(fā)現(xiàn)附近的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并自動(dòng)添加到檢測(cè)到的第一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中;所述傳感模塊在ZigBee模塊的主控芯片CC2530內(nèi)部設(shè)置了刷新網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間、采集傳感器數(shù)據(jù)時(shí)間，即分別例如但不限于：2小時(shí)、30分鐘。
基于上述設(shè)置，所述傳感器的工作流程如圖3，其工作流程為：
(1)通電后初始化定時(shí)器，發(fā)現(xiàn)并加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。
(2)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，每隔30分鐘采集一次傳感器數(shù)據(jù)，采集完畢后將采集數(shù)據(jù)、采集時(shí)間、傳感器類型發(fā)送到發(fā)起所加入的ZigBee網(wǎng)絡(luò)的智能垃圾桶。
(3)網(wǎng)絡(luò)初始化完畢后，每隔2小時(shí)刷新一次網(wǎng)絡(luò)，退出原來加入的ZigBee并重新掃描附近的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)加入發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中。
具體的，所述具有接收信息功能與發(fā)送提醒消息的云平臺(tái)包括：傳感器信息接收模塊，信息查詢與顯示模塊，自動(dòng)反饋模塊;傳感器信息接收模塊可以接受智能垃圾桶4G傳輸模塊通過TCP/IP協(xié)議訪問URL發(fā)送的融合后的傳感器信息，并將接收到的信息存儲(chǔ)在云主機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中;信息查詢與顯示模塊可以顯示已接收的傳感器數(shù)據(jù)，并在地圖上顯示傳感器數(shù)據(jù)采樣位置與采樣數(shù)值;自動(dòng)反饋模塊在接受到智能垃圾桶裝滿信息后，可向中心傳感器節(jié)點(diǎn)附近清潔工自動(dòng)發(fā)送短信以提醒清理垃圾。
云平臺(tái)搭建于云主機(jī)上，采用網(wǎng)頁(yè)形式，任何可以連接互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備均可以通過瀏覽器訪問;云平臺(tái)可以顯示所有發(fā)送至平臺(tái)的傳感器數(shù)據(jù)，并在地圖上顯示出來。
擁有垃圾填滿檢測(cè)功能的智能垃圾桶與可自由配置其他傳感類型的傳感模塊采用的主控芯片例如但不限于CC2530，所述智能垃圾桶的4G通信模塊采用的通信芯片例如但不限于SIM7100C，所述的傳感模塊采用的傳感器例如但不限于采用SHT11數(shù)字濕度傳感器、DS18B20溫度傳感器、夏普GP2Y1010AU0F PM2.5傳感器。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
