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一、行業(yè)背景
近年來，“創(chuàng)建文明城市”的標(biāo)語出現(xiàn)在各個(gè)城市的大街小巷，各地政府為推進(jìn)全國文明城市創(chuàng)建工作的進(jìn)程，在城市道路邊以及人流量較大的商業(yè)街、商場等地增設(shè)了垃圾桶，隨即而來的垃圾清理的及時(shí)性成為了亟待解決的問題。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的介入非常完美的解決了這個(gè)問題。垃圾桶滿溢傳感器安裝于垃圾桶頂部，通過定時(shí)檢測垃圾桶內(nèi)雜物距探頭表面 的距離實(shí)現(xiàn)對垃圾桶狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理。 該終端產(chǎn)品分為單桶垃圾桶滿溢傳感器和雙桶垃圾桶滿溢傳感器。它們都分別提供了 LoRaWAN、NBIOT 兩種無限通訊方式。終端使用電池供電， 具有安裝方便、電池壽命長、檢測準(zhǔn)確率高，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。
到2020年底，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)縣級以上城市主城區(qū)普遍覆蓋，重點(diǎn)區(qū)域深度覆蓋；移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)達(dá)到12億，可見類似低速率應(yīng)用場景，NB-IOT已成為首選之一。
超聲波垃圾桶滿溢檢測器 為適用于室外應(yīng)用而優(yōu)化的垃圾桶檢測系統(tǒng)（PIS）一類用于PIS和PDS應(yīng)用的一體化NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)MP-SONIC（微功率超聲波檢測）技術(shù)的垃圾桶滿溢檢測器，城市智能垃圾桶解決方案社區(qū)街道垃圾桶滿溢報(bào)警垃圾桶解決方案
二、解決方案
監(jiān)測終端采用超聲波或紅外監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，將終端的監(jiān)測信息上傳至遠(yuǎn)端的軟件平臺，滿溢時(shí)及時(shí)報(bào)警，將垃圾桶信息推送相應(yīng)的環(huán)衛(wèi)工人，并合理規(guī)劃垃圾清運(yùn)車清運(yùn)路線，避免重復(fù)線路、跑空等，節(jié)省人力和時(shí)間成本。垃圾桶滿溢檢測傳感器主動(dòng)發(fā)送脈沖式超聲波信號，通過對聲波返回的時(shí)間進(jìn)行記錄和判斷，來確定被測物或障礙物距離檢測器的距離，通過ABP協(xié)議上傳至服務(wù)器。產(chǎn)品的特點(diǎn)有檢測距離可調(diào)，檢測準(zhǔn)確度高，功耗低，使用電池供電。安裝采用快接安裝，方便快速免布線。實(shí)現(xiàn)城市環(huán)衛(wèi)、社區(qū)、機(jī)場、寫字樓等場景的垃圾可視化管理，減少垃圾回收所造成的不必要的車輛燃油費(fèi)和人工費(fèi)用，優(yōu)化清運(yùn)回收改成中的物流，降低營運(yùn)成本。
方案由三部分組成：
1、紅外/超聲波監(jiān)測終端
通過紅外或者超聲波器件，監(jiān)測速度快，能夠?qū)皟?nèi)的滿溢情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測定時(shí)上報(bào)。
2、NB-IOT傳輸模塊
通過串口將監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)通過運(yùn)營商基站轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程的監(jiān)控平臺，NB-IOT網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，使用運(yùn)營商專用NB卡，插卡上電即可聯(lián)網(wǎng)，操作方便，低功耗工作模式，電池供電，超長待機(jī)；自帶GPS&基站雙定位功能，透傳數(shù)據(jù)的同時(shí)上報(bào)定位數(shù)據(jù)。透明傳輸，無線聯(lián)網(wǎng)，減少布線占用空間。
3、遠(yuǎn)程監(jiān)測管理平臺
遠(yuǎn)程可定制化監(jiān)測管理平臺，可實(shí)時(shí)顯示終端上報(bào)的數(shù)據(jù)；可設(shè)置閾值報(bào)警，并以郵件、微信、短信、電話語音等多種方式推送給負(fù)責(zé)人，并派單給相應(yīng)的環(huán)衛(wèi)工人和清運(yùn)車，減少人力成本；可查詢終端垃圾桶位置信息，自動(dòng)規(guī)劃清運(yùn)路線，合理高效工作。
一、超聲波傳感器原理
智能垃圾桶的自動(dòng)開蓋和滿溢報(bào)警功能主要依賴于超聲波傳感器。超聲波傳感器是一種測量距離的設(shè)備，主要應(yīng)用于測量遠(yuǎn)距離、高精度的物體距離。它通過發(fā)射一定頻率的超聲波，待波反射回來后再通過計(jì)算波的飛行時(shí)間得出物體的距離。
在智能垃圾桶中，超聲波傳感器被安裝在垃圾桶的頂部，探測距離可達(dá)幾米之遠(yuǎn)，可以精準(zhǔn)地檢測垃圾桶內(nèi)的垃圾高度。當(dāng)垃圾的高度達(dá)到一定程度時(shí)，傳感器將自動(dòng)向控制器發(fā)送信號，控制器根據(jù)信號進(jìn)行相應(yīng)的處理。
二、智能垃圾桶的滿溢報(bào)警功能
當(dāng)垃圾桶內(nèi)垃圾數(shù)量過多時(shí)，會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染，這也是城市環(huán)境衛(wèi)生中需要解決的一個(gè)問題。智能垃圾桶可以通過滿溢報(bào)警功能及時(shí)通知責(zé)任人將垃圾清空，從而減少對周圍環(huán)境的污染。
具體來說，當(dāng)垃圾高度達(dá)到一定程度時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出信號，告知控制器垃圾桶已滿�？刂破鲗⒏鶕�(jù)預(yù)設(shè)程序，觸發(fā)垃圾桶的滿溢報(bào)警功能，此時(shí)垃圾桶會(huì)發(fā)出聲音或發(fā)出信號燈光進(jìn)行提示。將垃圾桶清空后，控制器會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警功能。
三、應(yīng)用前景
智能垃圾桶是城市環(huán)境衛(wèi)生領(lǐng)域中的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。它的應(yīng)用可以有效地解決垃圾處理難題，并減少對周邊環(huán)境的污染。此外，智能垃圾桶還可以實(shí)現(xiàn)垃圾分類和收集等功能，進(jìn)一步提高城市環(huán)境衛(wèi)生水平。隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，智能垃圾桶有著廣闊的市場應(yīng)用前景。
【結(jié)論】
本文詳細(xì)介紹了智能垃圾桶的工作原理，其中包括超聲波傳感器的應(yīng)用和滿溢報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)。此外，還探討了智能垃圾桶在城市環(huán)境衛(wèi)生方面的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，智能垃圾桶不僅可以有效地改善城市環(huán)境衛(wèi)生問題，還有望成為城市化進(jìn)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)。
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