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基于物联网的智能垃圾分类系统的设计

摘要：在人们生活水平逐渐提高的过程中，大量生活垃圾的出现给城市带来了巨大压

力，从目前的情况来看，普通分类垃圾桶已经无法满足城市垃圾分类的基本需求。在垃圾

产量不断增加、垃圾资源持续浪费的过程中，城市对垃圾分类提出了更高的要求，如何合

理分配垃圾资源是当前亟待解决的一个问题。

关键词：物联网；智能垃圾分类系统；设计探究

引言：城市现行的垃圾分类系统缺乏合理性，导致城市中垃圾成山，违背了城市生态

环境建设的初衷，成为人们追求品质生活道路上的一大阻碍。如果不能合理对垃圾进行分

类处理，未来城市环境将面临巨大困境。为了加快生态文明体制改革，建设中国美丽城

市，本文主要探究智能垃圾分类系统的设计。

1.垃圾分类的必要性分析

实际上很多垃圾都是可以再次利用的，我国是一个人口大国，同样也是一个垃圾生产

大国。据不完全统计现实，我国平均每年因垃圾分类问题造成的间接经济损失高达300亿

元。所以合理正确的对垃圾进行分类，不但可以缓解城市生态压力，还能够推动国内经

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济的发展。我国当前处理垃圾的方式有很多种，如焚烧、填埋等。在垃圾分类不合理的情

况下，会影响处理垃圾的效率，造成更多垃圾资源的浪费。比如将水分含量高的垃圾进行

焚烧，对影响垃圾焚烧的效率，甚至会排放大量有毒物质——二氧杂环己二烯。在不同的

城市，受居民生活习惯和城市环境、地理位置等因素的影响，所采用的垃圾分类方式有所

差别。城市中主要的垃圾有以下几种。

可回收垃圾：以废纸、金属、玻璃、塑料等可以回收利用的垃圾为主。

有害垃圾：包括了会危害人体健康、重金属含量超标的有毒垃圾，如锂电池、废弃药

品等。

易腐垃圾：主要以厨房垃圾为主，包括了其他一些容易腐烂的生活垃圾，如剩饭剩

菜、瓜果皮屑等。

其他垃圾：主要以无二次利用价值的干垃圾为主，对环境污染较小，适合焚烧处理。

二、基于物联网的智能垃圾分类系统的设计

（一）移动端选择

智能垃圾分类系统主要由传感器、移动端、电源模块、无线通信模块等部分构成，移

动端具备垃圾分类功能主要是通过图像分类、CNN深度学习等技术实现，这也是智能垃圾

分类系统中核心组成部分。在智能垃圾分类系统中，传感器主要负责收集外部信息，是智

能垃圾分类系统的“眼睛”，分别采用了红外传感器、压力传感器、温度传感器，负责对智

能垃圾分类系统的安全检测，为智能垃圾桶的投放提供了较为人性化的服务。在智能垃圾

分类系统中，无线通信设备的使用赋予了智能垃圾桶强大的通信功能，利用无线通信设备

能够实现与移动终端数据信息的传输。物联网服务系统的功能在于，对传感器采集的数据

进行分析，其会结合监测数据自动构建数据库，能够同时实现对多种数据的分析，还具有

提示作用，提醒工作人员对垃圾桶进行清理。总的来说，智能垃圾分类系统是采用软、硬

件结合的方式，能够实现对垃圾的智能投放，可以有效缓解工作人员的工作负担。如果赋

予硬件设备图像识别的功能，可能会加大智能垃圾分类系统的整体能耗，并且想要升级图

片库的难度较大，所以应将图像识别功能转移到移动端上。移动端目前有两大主流的平

台，分别是Android和IOS，这两个平台都有成熟的技术体系，想要配置图像识别功能的

开发难度和成本较大，会加大智能垃圾分类系统的设计成本，所以可以利用移动端上的小

程序实现技术功能转移。

[2]

（二）射频识别技术的应用

目前，市面上以物联网为基础的智能垃圾分类系统，主要采用的是RFID技术（射频

识别技术）。该技术的实现是利用阅读设备与相应数据标签进行数据通信和识别的一个过

程。数据标签会通过感应电流将标签中的数据信息发送至阅读设备，阅读设备也可以直接

接收数据标签发送的数据信号，并将接收的数据信息移送至服务器进行处理，实现数据信

息的快速传输。RFID技术的优势在于可以快速识别带有RFID标签的物品，由于RFID标

签的体积较小，适用于各种类型的设备，再加上RFID标签抗污染能力强，且对材质的要

求不高，所以应用范围非常广泛。应用了RFID技术的智能垃圾桶，通常会搭载RFID芯

片，可以通过RFID技术有效识别用户身份，用户也可以利用身份识别卡片到指定位置领

取带有RFID标签的垃圾袋。在进行垃圾分类时，智能垃圾系统会自动读取垃圾带上RFID

标签的信息，根据信息打开对应的垃圾桶，保证用户合