聯系地址：
聯系郵箱：
聯系手機：
公司總機：
產品中心
智能分類垃圾桶已逐步走進人們的生活，其蘊含的科學原理也具備壹定的探究價值。其教學項目的開發與制作過程不僅能讓學生體驗人工智能技術的應用，也能讓學生參與到垃圾分類的實踐活動中，有效提升他們的創新實踐能力和問題解決能力。
本文針對“智能分類垃圾桶”項目進壹步創新優化，設計出了壹款全自動、低成本的智能分類垃圾桶。
在材料選擇上，我們選用了Kendryte K210處理器為核心開發的人工智能攝像頭模塊（以下簡稱人工智能攝像頭）作為圖像識別設備，Arduino UNO控制板作為整個系統的控制核心，同時搭配超聲波傳感器、舵機模塊、紅外感應器、LED燈帶、MP3模塊等共同完成工作。各個部分的傳感器協調配合工作，實現了全自動智能垃圾分類的功能，同時還具備壹定的“人—桶”交互功能（如圖1）。
![1W@I646ES5%21)K$S]{47D5.png](/upload/image/20230527/1685168564492199.png "1685168564492199.png")
整體功能的創新設計
本項目從自動感應、圖像識別、全自動投放、溢滿判斷和語音播報五個方面對智能分類垃圾桶進行創新設計。項目的工作流程如圖2所示。
圖 2 全自動智能分類垃圾桶工作流程圖
1.自動感應
為解決垃圾桶的異味問題，我們在垃圾桶的投放口增加了壹個紅外感應門，使用紅外感應器判斷是否有人靠近。當用戶靠近垃圾桶時，紅外感應器感應到人，舵機轉動，帶動感應門，打開垃圾桶蓋，用戶便可投放垃圾。其中，位於垃圾桶上方的托盤供用戶放置垃圾。較之傳統的腳踩開蓋式垃圾桶，自動感應開蓋能為用戶帶來更好的使用體驗。
2.圖像識別
我們將圖片垃圾替換成實物垃圾或由3D打印制作的“立體垃圾”，以最大限度地模擬真實使用場景。我們在使用人工智能攝像頭進行圖像識別時，增加了模型訓練的過程，即先采集所有垃圾的圖像，再標記數據集，經過多次疊代訓練，人工攝像頭便能自動識別出垃圾的類型。在教學中，教師若能以該方式引導學生探索體驗計算機識別圖像的整個過程，學生必然會認識到數據對結果的重要性，進壹步掌握圖像識別原理。
3.全自動投放
在智能垃圾桶的投放功能上，我們創新性地使用兩個舵機控制托盤的左右和上下移動：通過左右移動，將垃圾運載到相應的垃圾收集箱上方；通過上下移動傾倒垃圾，從而自動、精準地投放垃圾。全自動投放是本作品最主要的功能，也是最大的創新點。它已初步實現了對單個垃圾從“扔”到“分類”再到“精準投放”的全自動過程。教學項目中若增加類似的功能，不僅能創新項目的功能，還能更加貼合實際需求，幫助學生進壹步體會人工智能技術給生活帶來的便利。
4.溢滿判斷
內置在托盤底部的超聲波傳感器可對“溢滿”狀態進行判斷。在用戶每次投放垃圾之前，也就是托盤移動到相應的垃圾收集箱上方時，該傳感器能夠判斷各垃圾收集箱是否溢滿。若有壹個垃圾收集箱已經裝滿，用戶再向垃圾桶投放相同類型的垃圾時，系統將停止“投放”，並給出語音提示。
5.語音播報
在智能分類垃圾桶識別到垃圾後，會語音播報識別結果，包括垃圾名稱和所屬類型，便於用戶確認自己投放的垃圾是否被正確識別。如果某垃圾收集箱的狀態為溢滿，智能分類垃圾桶會亮起紅色LED燈，同時伴有語音播報，提醒用戶及時清空垃圾桶，以保證系統正常運行。
