(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111487149.3 (22)申请日 2021.12.07 (66)本国优先权数据 202111268717.0 2021.10.2 9 CN (71)申请人 嘉兴学院 地址 314001 浙江省嘉兴 市越秀南路56号 (72)发明人 王志杰　王凯　周李佳　李勇　 林本杰　罗琦稚　陈嘉怡　 (74)专利代理 机构 杭州伍博专利代理事务所 (普通合伙) 33309 代理人 沈刚 (51)Int.Cl. B65F 1/14(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种基于人工智能与大数据的垃圾智慧回 收系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于人工智能与大数据 的垃圾智慧回收系统， 旨在提供一种能够及时、 高效地处理可回收垃圾桶内堆积的可回收垃圾 的基于人工智能与大数据的垃圾智慧 回收系统。 它包括可回收垃圾桶和综合管 理中心， 可回收垃 圾桶上安装有垃圾桶监测终端， 垃圾桶监测终端 包括摄像头、 超声波测距模 块、 GPS模块、 Wi ‑Fi模 块和单片机模块， 摄像头、 超声波测距模块、 GPS 模块均与单片机模块电连接， 单片机模块通过 Wi‑Fi模块与综合管理中心相连接。 本发明的有 益效果是： 能够及时、 高效地处理可回收垃圾桶 内堆积的可回收垃圾； 能够实时监测可回收垃圾 桶； 可以为不同种类可回收垃圾桶的投放数量和 投放位置选址提供数据参考和分析依据。 权利要求书5页 说明书16页 附图5页 CN 114275409 A 2022.04.05 CN 114275409 A 1.一种基于人工智能与大数据的垃圾智慧回收系统， 其特征是， 包括可回收垃圾桶和 综合管理中心(1)， 所述可回收垃圾桶上安装有垃圾桶监测终端(2)， 所述垃圾桶监测终端 (2)包括摄像头(3)、 超声波测 距模块(4)、 GPS模块(5)、 Wi ‑Fi模块(7)和单片机模块(6)， 所 述摄像头(3)、 超声波测距模块(4)、 GPS模块(5)均与单片机模块(6)电连接， 所述单片机模 块(6)通过W i‑Fi模块(7)与综合管理中心(1)相连接， 具体包括以下回收步骤： 步骤一， 启动可回收垃圾桶内的垃圾桶监测终端(2)， 通过单片机模块(6)对摄像头 (3)、 超声 波测距模块(4)、 GP S模块(5)、 W i‑Fi模块(7)均进行初始化操作； 步骤二， 通过超声波测距模块(4)获取可回收垃圾桶内的垃圾 高度， 通过GPS模块(5)获 取可回收垃圾桶的地理位置， 通过摄 像头(3)获取 可回收垃圾桶内实际情况的图片； 步骤三， 单片机模块(6)实时读取超声波测距模块(4)、 GPS模块(5)和摄像头(3)的数据 信息， 并进行存 储， 等待综合管理中心(1)下发指令； 步骤四， 当综合管理中心(1)下发指令时， 单片机模块(6)立即通过Wi ‑Fi模块(7)将数 据传输给综合管理中心(1)， 综合管理中心(1)采集到数据后进行整理分析， 根据各个可回 收垃圾桶内的垃圾数量， 对每 个可回收垃圾桶建立 不同的预警等级； 步骤五， 综合管理中心(1)根据每个可回收垃圾桶的预警等级以及其所处的地理位置， 将问题一般化处理， 建立垃圾回收的最优路径模 型， 其模型为： 假设有个m闭环 为n个顶点服 务， 点i的垃圾总量为wi， dij表示点i到点j的距离， 第k个环上有n(k)辆垃圾车， 在该环上的第 r(k)辆垃圾车绕该环工作 圈， 每辆垃圾车的限载为M， 在不考虑时间的情况下， 根据最短 路径原则， 建立如下 数学规划模型： 通过模拟退火算法对上述模型求 解即可得出垃圾回收的最优路径； 步骤六， 根据垃圾回收的最优路径， 建立出工作人员最优数量模型， 其模型为： 假定每 个工作人员每天只服务于其中一个环， 即花费8小时的工作时长在某个环中， 并且在每次绕 环工作时， 保证工作人员员每次返回时尽量装满垃圾车， 一天的工作时长也满足8小时， 通 过假设xi为第i个环下的工作人员数量， 于是 可以建立以下线性 规划模型：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114275409 A 2其中， numTsp为环数， M为垃圾车的垃圾装载量， worki表示第i个环的垃圾总量， worktimei表示第i个环的工作时长， Circletimei表示第i个环的绕环时长， 通过借助Lingo 软件求解上述数学规划模型， 并且通过多种环数 的求解， 得到该假设下 的工作人员最优数 量； 步骤七， 通过HTML技术， 将综合管理中心(1)上的监测管理设计成数据可视化的网页， 实时监测各个垃圾桶的状态， 并在需要回收垃圾的时段， 规划相应的最优路径和工作人员 最优数量， 提供 给回收工作人员。 2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能与大数据的垃圾智慧回收系统， 其特征是， 步骤二中， 通过摄像头(3)的拍摄图片辅助判断， 可分辨可回收垃圾桶内的垃圾种类及占 比， 进一步得到可回收垃圾桶内的垃圾的实时状态信息 。 3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能与大数据的垃圾智慧回收系统， 其特征是， 步骤四中， 采用 的值来表示可回收垃圾桶内的已有垃圾量， 并依此建立预警等级， 其 中H为超声波测距模块(4)到可回收垃圾桶底部的距离， d为超声波测距模块(4)到垃圾表 面 的距离， l 为可回收垃圾桶的高度： 当 时， 表示垃圾桶内垃圾数量小于50％， 此时综合管理中心(1)上的网页端 对应的显示 为绿色； 当 时， 表示垃圾桶的垃圾已经过半， 此时综合管理中心(1)上的网页端 显示为蓝色； 当 时， 表示垃圾桶的垃圾快满了， 此时综合管理中心(1)上的网页端显 示为黄色；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114275409 A 3