基于无线传感器网络的垃圾收集

绿动未来2010年高校环保科研应用技术项目支持计划申报表项 目 编 号： 项 目 名 称： 基于无线传感器网络的垃圾收集 单 位 名 称： 大连工业大学集成测控技术研究所 项目负责人： 刘书翰 联 系 人： 刘书翰 联 系 电 话：E-mail: 463712301 二0一0年 十一 月 二十九 日填写中华环境保护基金会制项目申报人情况：项目负责人姓名刘书翰性别男年龄18学历/职称本科工 作 单 位大连工业大学地址（邮编）大连市甘井子区轻工苑1号 大连工业大学集成测控技术研究所电话/传报项目承担主体：个人集体 名称：绿色能源研究小组项目主要研究人员（姓名、性别、年龄、学历、职称职务、单位）姓名性别年龄学历单位于梓璇女19本科大连工业大学韩顺成男20本科大连工业大学于慧男19本科大连工业大学陈谋男19本科大连工业大学申报项目情况：项目起止时间项目经费来源（包括社会支持）项目已有经费数项目创新类型原始创新 集成创新 引进吸收再创新项目完成时的应用类型形成自主研发能力 形成规模生产能力局部试点示范 较大范围推广应用项目内容摘要（3000字左右）（包括1.项目的必要性及需求分析；2.国内外技术现状、发展趋势；3.项目目标及主要指标和实施方案；4.经济、环境效益；5.项目研究的支撑条件6.其他需要说明的问题等。）一. 项目的必要性及需求分析。随着社会的发展，人们的生活垃圾数量与日俱增，一个二线或三线城市每天可产生7004000吨的生活垃圾，一个一线城市每天可产生5000吨以上的生活垃圾，每年政府都要投入数十亿元来处理垃圾。垃圾处理资金数目如此庞大，因此，如果能够有效的解决垃圾在回收与利用方面的难题，那么每年将会为我们的城市节约一大笔开销，同时，也有效的解决了垃圾污染问题。将垃圾分类处理能够方便其回收与利用，现在的垃圾箱一般会标明分类，提示人们按照不同类别投放垃圾。然而大多数人对于垃圾的分类方法并不明确，丢垃圾时也疲于阅读上面的提示文字，并且即便是垃圾桶上的提示很多时候也不够准确，例如，并非所有的金属制品都是可以回收利用的，这种分类不明本身也会给人们造成困惑，人们很难按照正确的分类标准来处理垃圾。因此，即使是分类垃圾桶也难以起到垃圾分类的目的。而这款新颖的分类垃圾桶会解决这一难题。二. 国内外技术现状、发展趋势。根据我国城市生活垃圾的成分和特点，垃圾分类收集宜分步实施，包括厨余类有机垃圾的分类回收、包装垃圾特别是塑料包装垃圾的分类回收和家庭有毒有害垃圾的分类回收等。分步收集效果理想 。以北京和广州为例，我国城市生活垃圾成分有以下特点： 第一，与美国和欧洲相比，我国城市垃圾中废纸、金属、玻璃等含量比较低，这也从侧面说明我国废纸、金属、玻璃等回收状况是比较好的。例如，目前我国城市垃圾中废纸含量一般在510，这还是城市垃圾湿态分析结果，实际上城市垃圾中的废纸量还要低一些。 第二，厨余类垃圾成分占有较大比例。这与我国饮食特点及生活水平密切相关，也是造成我国许多地区城市生活垃圾水分高、热值低的重要原因。但从另一方面也可以看出，即使在分类收集实施比较好的发达国家，在其剩余垃圾中仍然含有2030可生物降解的有机垃圾。 第三，与发达国家剩余垃圾相比，塑料类垃圾含量比例接近。目前在各塑料类垃圾中，各种塑料包装物占有较大比例。 通过对比可以看出，我国城市生活垃圾分类收集着眼点，应该体现在以下三个方面：厨余类有机垃圾的分类回收、包装垃圾特别是塑料包装垃圾的分类回收和家庭有毒有害垃圾的分类回收等。 首先，应建立包装垃圾包括废纸等材料的分类收集。可以利用现在废品收集形式，但要结合资源回收需要和垃圾处理要求来调控，使一些回收参与者收益得到保证，而且应使一些没有利润或利润很低的废品，如废塑料袋等回收参与者收益得到保证。这里的经济补贴可有两个来源：一个是借鉴德国的经验，通过向包装产品生产者收取包装垃圾处理费；另一个来自向居民收取的生活垃圾费。居民将自己收集的各类包装垃圾，出售给废品收集站，并得到一定经济补偿，这在一定程度上体现了对分类回收的经济补偿，从而促进居民自觉进行分类收集。此外，通过提高生活垃圾收费(这里是平均的，不能体现垃圾费与垃圾产生量的关系)也可以作为一个回收经费补偿来源。居民按要求对部分垃圾进行了分类收集，就可以从卖废品中获得相应的收益。 其次，政府应建立家庭有毒有害垃圾以及电子垃圾等分类收集系统。这些垃圾并不是每天都产生，但如果不进行分类收集，而混入城市生活垃圾系统，那么会影响生活垃圾的分类，更会危害环境。这方面也需要政府从生产者着手，建立连接销售方和消费者的回收网络，采用押金制度是较好的选择。三.项目目标及主要指标和实施方案。为了更高效的回收生活垃圾，我所设计的垃圾桶共有四个特点：自动分类垃圾，自动压缩垃圾，语音鼓励系统和与回收站组网。与现在所见到的一般的分类垃圾箱桶相比，我所设计的装置采用源头系分类方式则更为高效、更为人性化。首先，考虑到人们在扔垃圾时疲于阅读垃圾桶上面的分类提示，我所设计的垃圾桶能够自动将垃圾分类并储存。当有垃圾从筒口扔下时，设在垃圾桶口处的检测装置会检验其成分，并在分析后将其收集在相应的回收箱内。其次，该垃圾桶内部设有压缩装置，当红外感应装置检测到垃圾桶内某部分即将要装满时，它会将信号传给中央处理器，随后处理器就会命令压缩装置开始进行压缩。设置该装置可以有效的节约桶内空间，这样就会拉长回收站回收垃圾的周期，从而节约下来很多人力资源，减少了开销成本。接下来一点也是本装置最为人性化的一点设计鼓励装置。每当有人将垃圾扔入垃圾桶时，设在桶口处的红外检测装置检测到有东西进入后，立刻传达信号给中央处理器，处理器接收到信号后向发声装置发出信号，这时发生装置就会发出鼓励的语句如“谢谢”使扔垃圾也具有一定的趣味性。这点设计更是为了鼓励人们不要随地乱扔垃圾，自觉把垃圾扔入垃圾桶内。对于垃圾桶的外观也可以进行美化。因此，此方案对于美化环境，提高人们素质会起到不可估量的作用。此外，垃圾桶要与垃圾回收站进行组网，当桶内垃圾经压缩后仍然很多时，回收站就会接到垃圾桶已满的信号，接下来回收站就会根据每个街道里垃圾桶满了的情况制定最佳的垃圾回收时间与路线，从而减少不必要的开支和人力浪费。该垃圾桶需要设置在街道上，以方便人们在逛街或走路时扔垃圾。同时，把这种垃圾箱应用到生活中去则更能体现我们的城市生活正在逐步向智能化迈进。更重要的一点，它给我们带来更多的是经济与环境的效益。所以政府要与开发公司携手，在街道和马路上安装这种装置。同时，应当注意的是，回收站位置的设计。每个回收站要专门负责一个区域的垃圾收集，并且该回收站不负责垃圾的处理，收集来的生活垃圾要运到专门的垃圾场进行处理。四. 经济、环境效益。该装置能将日常生活的垃圾自动分类及压缩，并且与回收站组网。这说明了我们的生活正逐渐步入智能化时代，更重要的是它给我们的环境与经济的效益是非常大的。首先，说下它的环境效益。我们的垃圾桶能将垃圾进行有序的分类，大体上分为纸、金属、塑料、果皮和厨余。可回收的垃圾都得到了重用，比如易拉罐、塑料瓶。而且，我们将再也不会看到那占地面积巨大的垃圾山，再也不会闻到那刺鼻的气味，空气、土地也不会再被污染。保护了我们环境，同时它流线的外观也能装点、美化我们的城市。其次，说下它的经济效益。虽然我们的自动分类压缩垃圾桶的制作成本会比现在应用的普通型少贵一些，但是它能够自动将垃圾分类，回收再利用的，如金属易拉罐、塑料瓶、纸张的价值会远远弥补这一部分的成本。而且，果皮和厨余发酵的有机肥，是难得的绿色肥料。另一方面，我们的垃圾桶会自动将垃圾进行压缩，会把占据空间比较大的，如易拉罐、纸张进行压缩处理，节省空间，使垃圾桶能够装更多的垃圾。与此同时，我们的垃圾桶还与垃圾回收站组网，当垃圾箱快满的时候，装置会向回收站发出信号要求进行垃圾回收，这样一来，不但大大拉长了一个街道垃圾回收的周期，也减少了人力资源的占用，一定程度上也节省了经费的使用。此外，该装置设有发声系统，每次有人扔完垃圾后都会自动发声，这种投放垃圾的方式也更加具有趣味性，以鼓励人们主动向箱内扔垃圾，使人们养成良好的行为习惯。分类处理后的垃圾因为类别相同，则可以分别使用统一的处理方法处理，这样一来，就可以有效避免由于垃圾分类不当错误处理而带来的污染。五. 项目研究的支撑条件。压缩性垃圾箱是一个圆形的，内部分为4个部分的，拥有传感，压缩功能的垃圾箱。在内部中心有一个空心的圆柱体，贯穿整个垃圾箱。然后一圆柱体为中心，在一定高度延伸出4个分隔板，将整个桶分成4个部分。经过我们对马路边垃圾箱内垃圾的调查与分析后认定这四个部分分别收集金属、纸、塑料和瓜果皮壳。在垃圾箱口处设有红外光感应器与金属和纸张检测装置，当有东西从桶口处被送入时，红外光的透光率发生改变，传感器产生感应信号使发声装置发声。同时因为塑料包装袋与废纸、瓜果皮壳、金属的透光率不同，这样就可以将塑料区分开来。而金属和纸张检测器则可以轻而易举的将金属与纸张区分开来。那么剩下的我们就归为一类，通常都是些瓜果皮壳类的垃圾。每个部分内都设有红外光感应器，当垃圾达到一定数量时感应器发出信号中央处理器接收信号发出压缩指令，垃圾桶内部从上至下开始压缩。垃圾桶要与垃圾回收站组网，当垃圾桶内垃圾数量达到一定程度时，处理器发出指令向回收站发信号，此处则应该采用无线通信手段。以上过程的流程图如下：六.其他需要说明的问题等。该装置图片如下：申请项目支持经费的使用计划：项目负责人声明：1、本人详细、充分了解并同意活动的规则，并保证以上申报材料完全属实，符