一种基于物联网的智慧分类系统的制作方法

1.本发明涉及垃圾分类技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智慧分类系统。


背景技术：

2.物联网是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，广泛应用在生活的各方各面。
3.随着我国生态环境的严峻，以及全面改善生态的政策安排，为了减轻环境负担，并且变废为宝，节约资源，开始实行垃圾分类制度。
4.但是，目前市场上的垃圾分类设备就是一个简单的分类垃圾箱，还需要居民自己判断垃圾类别，但部分居民会觉得判断类别麻烦，积极性不高，还是会出现混合投放，导致垃圾分类效果不佳。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于物联网的智慧分类系统，旨在解决现有技术中的需要居民自己判断垃圾类别，但部分居民会觉得判断类别麻烦，积极性不高，还是会出现混合投放，导致垃圾分类效果不佳的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的一种基于物联网的智慧分类系统，包括采集终端、分类终端和维护终端；
7.所述采集终端分别与所述分类终端和所述维护终端连接，所述分类终端与所述维护终端连接；
8.所述采集终端，用于获取用户登录信息和投放垃圾信息，并将获取信息上传至所述分类终端和所述维护终端；
9.所述分类终端，用于识别所述投放垃圾信息，获得识别结果，并对所述识别结果进行分类，以及根据分类控制相应的垃圾箱开关门开启，还获得投放垃圾重量，并将所述垃圾重量信息上传至所述维护终端；；
10.所述维护终端，用于获取所述用户登录信息、分类信息和所述垃圾重量信息，并将所述用户登录信息和所述分类信息、所述垃圾重量信息进行关联，以及通过手机反馈给用户，并实行垃圾分类积分活动。
11.所述采集终端用于用户登录自己的账号和用于拍摄待投放的垃圾，并将信息进行处理，然后上传至所述分类终端和所述维护终端，所述分类终端识别拍摄的垃圾，并进行垃圾分类，然后控制相应的垃圾箱开关门开启，便于用户投放，同时获取投放垃圾的重量，然后上传至所述维护终端，所述维护终端将用户信息、分类信息和垃圾重量信息进行关联，并上传至云端数据库，云端数据库再通过手机反馈给用户，并实行垃圾分类积分活动，增强用户垃圾分类的积极性，进而无需用户自己判断垃圾的类别，再通过积分活动增强用户的垃圾分类热情，促使垃圾分类效果更佳。
12.其中，所述采集终端包括输入模块和拍摄模块，所述输入模块分别与所述分类终端和所述维护终端连接，所述拍摄模块与所述维护终端连接；
13.所述输入模块，用于获取用户输入信息，并将所述输入信息上传至所述分类终端和所述维护终端；
14.所述拍摄模块，用于通过摄像机拍摄，并将拍摄信息中的用户登录信息上传至所述维护终端。
15.所述输入模块用于用户输入登录信息，或是输入待投放垃圾的相关信息，然后上传至所述分类终端和所述维护终端，所述拍摄模块，通过摄像机拍摄人脸信息或垃圾的信息，并将拍摄信息中的人脸信息上传至所述维护终端。
16.其中，所述输入模块包括手势单元和语音单元，所述手势单元分别与所述分类终端和所述维护终端连接，所述语音单元与所述分类终端连接；
17.所述手势单元，用于通过触摸显示器获取用户的点击操作指令，并将操作指令上传至所述分类终端和所述维护终端；
18.所述语音单元，用于利用语音识别技术将采集的用户语音进行识别，并将语音识别结果上传至所述分类终端。
19.所述手势单元通过触摸显示器获取用户手动输入的用户登录信息和待投放垃圾的相关信息，并上传至所述分裂终端和所述维护终端，所述语音单元，通过语音识别技术将用户语音信息转化为操控信息，并上传至所述分类终端和所述维护终端。
20.其中，所述采集终端还包括处理模块，所述处理模块分别与所述拍摄模块和所述分类终端连接；
21.所述处理模块，用于获取拍摄信息，并将所述拍摄信息处理成图片，并上传至所述分类终端。
22.所述处理模块对所述拍摄模块拍摄的影像进行处理，处理成图片并上传至所述分类终端。
23.其中，所述分类终端包括识别模块和开启模块，所述识别模块分别与所述处理模块和所述维护终端连接，所述开启模块分别与所述识别模块和所述维护终端连接；
24.所述识别模块，用于获取所述图片，并对所述图片进行识别，以及对识别结果进行分类，并将分类结果上传至所述维护终端和所述开启模块；
25.所述开启模块，由垃圾箱设备和重量传感器构成，所述垃圾箱设备用于存放垃圾，所述重量传感器设置在所述垃圾箱设备的内部，用于感应所述垃圾箱设备接收的垃圾重量变化，并根据所述分类结果控制相应的所述垃圾箱设备开启，同时将垃圾重量信息上传至所述维护终端。
26.所述识别模块提取获取图片中的特征，并与预先存储的垃圾图片集进行对比，进而识别后进行垃圾分类，然后将识别结果上传至所述开启模块，所述开启模块以此控制相应的垃圾箱设备的开关门开启，供用户投放垃圾，并内部设备有重量传感器，根据重量变化判断出该用户投放垃圾的重量，并上传至所述维护模块。
27.其中，所述分类终端还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述识别模块连接；
28.所述语音播报模块，用于获取所述分类结果，并通过扬声器对所述分类结果进行
语音播报。
29.所述语音播报模块，用于播报识别垃圾的结果，并指示用户该放置哪个分类垃圾箱，增强投放垃圾的趣味性，进而有利于提高用户进行分类的积极性。
30.其中，所述维护终端包括监控模块和用户管理模块，所述监控模块分别与所述输入模块、所述处理模块和所述识别模块连接，所述用户管理模块分别与所述输入模块、所述处理模块和所述识别模块连接；
31.所述监控模块，用于监控各设备的运行情况，并将所述运行情况上传至管理人员；
32.所述用户管理模块，用于将获取的用户登录信息、分类信息和垃圾重量信息进行关联，并将关联信息上传至云端数据库，以及通过所述云端数据库将所述分类信息和所述垃圾重量信息通过手机反馈给用户，并实行垃圾分类积分活动。
33.所述监控模块通过电流表和温度传感器监控各个设备是否正常运行，和垃圾箱是否处理正常状态，并将运行情况上传至管理人员，方便管理人员对设备的维护，所述用户管理模块，用于将用户登录信息、分类信息和垃圾重量信息进行关联，并上传至云端数据库，然后通过手机反馈给用户，并开展垃圾分类积分活动，调动用户垃圾分类的积极性。
34.本发明的基于物联网的智慧分类系统，通过所述采集终端输入用户登录信息和待投放垃圾相关信息，所述采集终端还利用摄像机拍摄投放垃圾影像，并将获取信息处理后上传至所述分类终端和所述维护终端，所述分类终端对拍摄的投放垃圾图片进行识别，然后进行分类，并根据分类结果控制相应的垃圾箱开关门开启，方便用户进行分类投放，同时，还根据垃圾箱重量变换获知投放垃圾重量，而后将垃圾重量信息上传至所述维护终端，所述维护终端将用户信息、分类信息和垃圾重量进行关联和上传，以及通过手机反馈给用户，还实行垃圾分类积分活动，以此调动用户垃圾分类的积极性，进而无需用户自己进行垃圾分类，还调动用户的积极性，促使垃圾分类效果更佳。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明的基于物联网的智慧分类系统的结构示意图。
37.图2是本发明的采集终端的结构示意图。
38.图3是本发明的分类终端的结构示意图。
39.图4是本发明的维护终端的结构示意图。
40.图5是本发明的输入模块的结构示意图。
41.图6是本发明的拍摄模块的连接示意图。
42.图7是本发明的手势单元的连接示意图。
43.图8是本发明的处理模块的连接示意图。
44.图9是本发明的识别模块的连接示意图。
45.图10是本发明的监控模块的连接示意图。
46.图11是本发明的用户管理模块的连接示意图。
47.图12是本发明的垃圾箱设备的结构示意图。
48.图13是本发明的垃圾箱设备的剖视图。
49.图14是本发明的开启组件的结构示意图。
[0050]1‑
采集终端、2
‑
分类终端、3
‑
维护终端、11
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输入模块、12
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拍摄模块、13
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处理模块、21
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识别模块、22
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开启模块、23
‑
语音播报模块、31
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监控模块、32
‑
用户管理模块、100
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垃圾箱设备、110
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主箱体、111
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手势单元、112
‑
语音单元、120
‑
开关门、130
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开启组件、131
‑
丝杆、132
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滑块、133
‑
连接构件、1331
‑
连接杆、1332
‑
转动块。
具体实施方式
[0051]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0052]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0053]
请参阅图1至图4、图6、图7、图8和图9，本发明提供了一种基于物联网的智慧分类系统，包括采集终端1、分类终端2和维护终端3；
[0054]
所述采集终端1分别与所述分类终端2和所述维护终端3连接，所述分类终端2与所述维护终端3连接；
[0055]
所述采集终端1，用于获取用户登录信息和投放垃圾信息，并将获取信息上传至所述分类终端2和所述维护终端3；
[0056]
所述分类终端2，用于识别所述投放垃圾信息，获得识别结果，并对所述识别结果进行分类，以及根据分类控制相应的垃圾箱开关门120开启，还获得投放垃圾重量，并将所述垃圾重量信息上传至所述维护终端3；；
[0057]
所述维护终端3，用于获取所述用户登录信息、分类信息和所述垃圾重量信息，并将所述用户登录信息和所述分类信息、所述垃圾重量信息进行关联，以及通过手机反馈给用户，并实行垃圾分类积分活动。
[0058]
在本实施方式中，所述采集终端1用于输入用户信息，其中，用户信息可为用户注册账号、手机号、微信号等，并绑定有用户的人脸信息，将其上传至所述维护终端3，所述采集终端1还通过摄像机拍摄投放垃圾的影像，并将拍摄影像处理成图片，然后上传至所述分类终端2，所述分类终端2，提取获取图片中的特征，并与预先采集的垃圾分类集进行匹配，进而识别出垃圾类别，然后控制相应的垃圾箱开关门开启，便于用户进行分类投放，同时，根据垃圾箱重量变化，获得投放垃圾重量信息，并将垃圾重量信息上传至所述维护终端3，所述维护终端3将用户信息与垃圾分类信息，垃圾重量信息进行关联绑定，上传至云端数据库，然后云端数据库通过手机反馈给用户，还可以实行垃圾分类积分活动，鼓励用户多进行垃圾分类，提高用户参与积极性，进而无需用户自行判断垃圾类别，使用更方便，还通过积分活动调动用户积极性，促使垃圾分类效果更佳。
[0059]
进一步地，请参阅图2、图5、图6、图10和图11，所述采集终端1包括输入模块11和拍摄模块12，所述输入模块11分别与所述分类终端2和所述维护终端3连接，所述拍摄模块12与所述维护终端3连接；
[0060]
所述输入模块11，用于获取用户输入信息，并将所述输入信息上传至所述分类终端2和所述维护终端3；
[0061]
所述拍摄模块12，用于通过摄像机拍摄，并将拍摄信息中的用户登录信息上传至所述维护终端3。
[0062]
进一步地，请参阅图2、图5和图7，所述输入模块11包括手势单元111和语音单元112，所述手势单元111分别与所述分类终端2和所述维护终端3连接，所述语音单元112与所述分类终端2连接；
[0063]
所述手势单元111，用于通过触摸显示器获取用户的点击操作指令，并将操作指令上传至所述分类终端2和所述维护终端3；
[0064]
所述语音单元112，用于利用语音识别技术将采集的用户语音进行识别，并将语音识别结果上传至所述分类终端2。
[0065]
进一步地，请参阅图2、图8、图9、图10和图11，所述采集终端1还包括处理模块13，所述处理模块13分别与所述拍摄模块12和所述分类终端2连接；
[0066]
所述处理模块13，用于获取拍摄信息，并将所述拍摄信息处理成图片，并上传至所述分类终端2。
[0067]
在本实施方式中，通过所述输入模块11获取用户输入信息，其中，用户输入信息包括用户注册账号、手机号、微信号等，作为用户参与积分活动的账号，用户输入信息还包括投放垃圾的相关信息，例如投放垃圾名称、状态等，其中，所述输入模块11包括所述手势单元111和所述语音单元112，用户可通过点击触摸显示器进行输入，还可基于语音识别技术利用语音通话进行输入，然后将输入信息上传至所述分类终端2和所述维护终端3进行下一步操作；所述拍摄模块12通过摄像机进行拍摄，可通过所述拍摄模块12获取用户人脸信息，基于人脸识别技术进行人脸识别，而后登录用户账号，所述拍摄模块12还拍摄投放垃圾影像，并上传至所述处理模块13，所述处理模块13对拍摄影像进行预处理，采用中值滤波和形态学操作等手段拍摄影像中的噪点和缺口，以降低环境和光照的影响，优化二值图像，并通过软件分析生成图片，且上传至所述分类终端2，进行下一步垃圾的识别，实现自动识别垃圾类别。
[0068]
进一步地，请参阅图3、图9、图10和图11，所述分类终端2包括识别模块21和开启模块22，所述识别模块21分别与所述处理模块13和所述维护终端3连接，所述开启模块22分别与所述识别模块21和所述维护终端3连接；
[0069]
所述识别模块21，用于获取所述图片，并对所述图片进行识别，以及对识别结果进行分类，并将分类结果上传至所述维护终端3和所述开启模块22；
[0070]
所述开启模块22，由垃圾箱设备100和重量传感器构成，所述垃圾箱设备100用于存放垃圾，所述重量传感器设置在所述垃圾箱设备100的内部，用于感应所述垃圾箱设备100接收的垃圾重量变化，并根据所述分类结果控制相应的所述垃圾箱设备100开启，同时将垃圾重量信息上传至所述维护终端3。
[0071]
进一步地，请参阅图3、图10和图11，所述分类终端2还包括语音播报模块23，所述
语音播报模块23与所述识别模块21连接；
[0072]
所述语音播报模块23，用于获取所述分类结果，并通过扬声器对所述分类结果进行语音播报。
[0073]
在本实施方式中，所述识别模块21获取图片，并采用支持向量机作为分类器，首先，在提前录制的垃圾的图像序列中截取垃圾类别特征的样本，随后对样本进行特征提取和特征融合操作，在对垃圾类别的提取过的联合特征向量组归一化之后，将数据集输出支持向量机生成分类器中，然后，用训练好的分类器对获取的图片进行分类识别，若图片中存在相应的类别特征，进而判断输入其中的垃圾类别，所述识别模块21，还通过用户上传的投放垃圾相关信息进行识别垃圾分类，最后，将识别结果上传至所述维护终端3和所述开启模块22，所述开启模块22根据识别结果控制相应的垃圾设备开关门120开启，便于用户直接进行分类投放，同时，识别结果还上传至所述语音播报模块23，所述语音播报模块23通过扬声器播报识别结果和分类结果，增强用户投放垃圾的趣味性，提高进行垃圾分类的积极性，进而便于用户进行垃圾分类投放，还增强用户垃圾分类的积极性，促使垃圾分类效果更佳。
[0074]
进一步地，请参阅图4、图10和图11，所述维护终端3包括监控模块31和用户管理模块32，所述监控模块31分别与所述输入模块11、所述处理模块13和所述识别模块21连接，所述用户管理模块32分别与所述输入模块11、所述处理模块13和所述识别模块21连接；
[0075]
所述监控模块31，用于监控各设备的运行情况，并将所述运行情况上传至管理人员；
[0076]
所述用户管理模块32，用于将获取的用户登录信息、分类信息和垃圾重量信息进行关联，并将关联信息上传至云端数据库，以及通过所述云端数据库将所述分类信息和所述垃圾重量信息通过手机反馈给用户，并实行垃圾分类积分活动。
[0077]
在本实施方式中，所述监控模块31利用电流表监控设备运行是否正常，利用温度传感器监控垃圾箱设备100是否放置正常，并监控的运行情况上传至管理人员，保障垃圾箱设备100的使用安全；所述用户管理模块32，将获取的用户登录信息、分类信息和垃圾重量信息进行关联，并上传至云端数据库，云端数据库将其通过手机反馈给用户，还通过积分活动，鼓励用户多进行垃圾分类行为，增强用户进行垃圾分类的积极性，有利于提高垃圾分类效果。
[0078]
进一步地，请参阅图12、图13和图14，所述垃圾箱设备100包括主箱体110、开关门120和开启组件130，所述开关门120与所述主箱体110转动连接，并位于所述主箱体110的一侧；所述开启组件130与所述开关门120转动连接。
[0079]
进一步地，请参阅图13和图14，所述开启组件130包括丝杆131、滑块132和连接构件133，所述丝杆131与所述主箱体110转动连接，并位于所述主箱体110的内部；所述滑块132与所述丝杆131转动连接，并位于所述丝杆131远离所述主箱体110的一侧；所述连接构件133与所述滑块132转动连接。
[0080]
进一步地，请参阅图13和图14，所述连接构件133包括连接杆1331和转动块1332，所述连接杆1331的一端与所述滑块132转动连接，所述连接杆1331的另一端与所述转动块1332转动连接，并位于所述滑块132与所述转动块1332之间；所述转动块1332与所述开关门120连接。
[0081]
在本实施方式中，所述主箱体110用于投放垃圾，所述开关门120的一侧通过销轴
与所述主箱体110转动连接，罩设在所述主箱体110的开口处，所述丝杆131通过轴承安装在所述主箱体110上，由驱动电机驱动所述丝杆131转动，所述滑块132与所述丝杆131相对螺纹配合设置，并套设在所述丝杆131的外侧，通过丝杆131的正转或反转，在所述主箱体110上左右移动，所述连接杆1331的一端通过销轴转动连接在所述滑块132上，所述连接杆1331的另一端通过销轴转动连接在所述转动块1332上，所述转动块1332安装在所述开关门120上，进而在所述丝杆131转动时，所述滑块132发生移动，带动所述连接杆1331移动，所述连接杆1331支撑起所述转动块1332，使所述开关门120相对所述主箱体110转动，实现自动开启和关闭，并控制所述丝杆131的驱动电机与主控制系统电连接，根据所述开启模块22传递的信息，控制相应的所述开关门120开启，便于用户进行垃圾分类投放，提高垃圾分类效果。
[0082]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。