基本信息

第一作者姓名：冯磊

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：山东省青岛第十六中学

第一作者人所在年级：高二

第二作者姓名：刘丛好

性别：女

民族：汉族

第二作者人所在学校：山东省青岛第十六中学

第二作者人所在年级：高二

辅导教师姓名：王彩霞

作品摘要

*结构组成：

1、外观硬件:木结构的框架搭配垃圾桶模型。

2、内部硬件:树莓派、arduion、摄像头、ESP32、电机

 

*主要特征：

1、利用木板搭建结构和垃圾桶模型，实现了基本的硬件功能。

2、用树莓派、Arduino等模块搭建完整的垃圾分类识别体系，能够实现识别不同种类的垃圾，不同垃圾桶自动开盖。

3、利用ESP32搭建物联网体系，能够检测到垃圾桶满，自动通知。

*主要用途：

对垃圾进行智能识别并分类，树莓派控制Arduino自动控制相应垃圾桶开合；碰撞传感器进行实时监控，当垃圾桶将满时，传感器监测并传输信号到总控制站，控制台指挥垃圾清运车行驶到相应垃圾站进行回收。

*创新点：

比起使用传统的本地库，该项目接入百度云数据库，利用大数据进行学习并训练，能更精准的识别垃圾所属种类，控制垃圾桶与垃圾车的ESP32为物联网智能硬件，实现了垃圾站与总控制台之间的一个物联网系统的搭建。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

响应国家号召，积极实现垃圾分类。日常观察到以老年人一些人群无法短时间内学习分辨具体的垃圾种类。所以希望学习研发一套装置，能够帮助到他们。

研究问题的原因和意义：

日常生活中出现一些问题：垃圾分类一般由群众进行，又需要一定学习成本，一些人无法做到。垃圾车却是通过对各处的垃圾进行定点定时的清运，有的站点垃圾多，装满却无法清运，只能堆积，浪费资源与时间。

*解决方案：

解决问题的办法：

为解决特殊人群在垃圾分类方面的困难，我们设计了智能垃圾分类系统，让使用者将垃圾放到摄像头之前，可以自动识别垃圾种类并打开相应垃圾桶，让使用者放入。而在解决垃圾车的清运方面，我们创造性地利用物联网的知识，设计了一套将各个垃圾站和总控制台以及垃圾清运车联系在一起的物联系统，在识别到垃圾站装满后可以通知垃圾车到相应站点进行清运。

发明研究的重点：

垃圾识别

图像采集及上传

树莓派控制Arduino进行分类投放

物联网加入数据展现和分析运用

发明研究的难点：

垃圾识别，这一块主要采用百度AI平台的EasyDL的模型制作平台，利用百度云的出色的云计算能力帮助实现垃圾模型的制作

发明研究的难点：

垃圾识别，这一块主要采用百度AI平台的EasyDL的模型制作平台，利用百度云的出色的云计算能力帮助实现垃圾模型的制作

本发明使用方法、附图说明性文字：

本项目产品开机后，将垃圾放置到垃圾识别区域，中央控制器对垃圾进行扫描、拍照，对比数据内相应的信息，完成物体识别到图片的识别，进行正确的垃圾识别，之后通过树莓派对Ardunio舵机的控制，将识别后的信息投放到相应的垃圾桶。如果垃圾桶满时，自动通知附近垃圾清运车辆前来清理。

*使用或试用效果：

垃圾扫描、拍照以及识别：成功

树莓派图像采集及上传：成功

树莓派控制Arduino实现正确的垃圾投放：成功

物联网下通知垃圾清运车来清理：成功

*优点：

使用树莓派、arduino、ESP32搭建了一套完整的物联网系统，利用百度云库庞大的样本量，运用机器学习技术对识别系统进行学习和训练，有效提升了机器识别的准确性，同时利用了ESP32的通讯功能对垃圾清运车进行清运。

*还需进一步研究的问题：

如何进一步完善识别系统，减少环境因素对识别系统的影响；垃圾站点与总控制台的联系较为单一，无法反应出垃圾桶装满的意外异常状态。未来增加多个垃圾站。多个垃圾运输车辆，增加物联网总控制台。优化车辆调度系统，实现减排增效。

作品图片

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