基于5G物联网技术的智慧城市多功能智能分类垃圾桶

数媒竞赛获奖作品信息及简介
作品名称基于5G物联网技术的智慧城市多功能智能分类垃圾桶
参赛院校黑龙江科技大学
指导老师冯新宇、张孟洁
团队成员王佳新、尹宏钊、王一鸣、范德昊、常一鸣
奖项等级国赛二等奖
竞赛年份2023

 本作品由四部分系统组成,其中包括:  图像采集系统:主要的功能是图像采集,主要流程是当垃圾进入到图像采集箱中,关闭箱门时,光敏传感器输送到树莓派,树莓派发出拍照指令,摄像头进行拍照,完成图像采集过程。  图像处理系统:模型是在 VGG16 卷积神经网络模型的基上训练垃圾图像得到的。当拍摄的照片传输到树莓派中,神经网络模型对照片进行图像处理、种类识别,然后通过控制系统输出分类信号。  垃圾分类系统:其功能是在识别出垃圾类别后实现垃圾的自动分类入桶,当垃圾类别识别出来之后,通过树莓派发出指令控制主舵机将垃圾旋转至相应的垃圾桶上方,然后副舵机再次旋转,实现垃圾的自动入桶,完成垃圾自动分类的过程。  控制系统:是树莓派,完成整合图像采集、图像处理和垃圾分类等过程中的数据传输、指令输入输出等。吸尘模块:采用双STM32控制,拥有自动识别周围环境的垃圾分类,处理,配合垃圾分类模块与图像处理模块进行垃圾的分拣与传输。  还包含两个模块:垃圾分类模块、远程监控模块  垃圾分类模块:垃圾分拣系统主要由 PLC、推杆电机、传感器、步进电机等 组成。物料分拣系统结构图如图所示。系统上电后,一旦待物料经下料装置送到检测台,各种传感器便对其进行监测和分类。检测过程中推杆电机将物料向前推送以便各类传感器对其检测,当物料被检测出类别后,通过 PLC 程序控制步进电机的转动,将转台转到相应位置,将物料推至转台处,通过滑坡进入箱体内。  远程监控模块:通用无线分组业务(General Packet Radio Service,GPRS),是一种基于 GS统的无线分组交换技术,提供端到端、广域的无线 IP 连接。通俗地讲,GPRS 项高速数据处理的技术,方法是以“分组”的形式将资料传送到用户手上。GPRS泛应用于 WWW 浏览、信息查询,远程监控等领域。GPRS 除了频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及 TDMA 帧结构与 GSM  相同,还具有以下特点:  (1)高速传输:可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件,实际应用中GPRS 可提供高达 56~115kh/s 的传输速率,最高理论值能达 171.2kh/s。  (2)永远在线:当进行通讯时,只要能够得到无线信道,GPRS 就能建立连接;而用户处于“在线”状态,不需要使用拨号 Modem 建立连接。  (3)价格低廉:对于分组交换模式,用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,多个用户可高效率地共享同一无线信道,从而提高了资源的利用率。计费以用户的通信数据量为主要的依据。