Soluzione applicativa per bidoni della spazzatura intelligenti

        I bidoni della spazzatura per la raccolta differenziata intelligente sono gradualmente entrati nella vita delle persone e anche i principi scientifici in essi contenuti hanno un certo valore di ricerca. Il processo di sviluppo e produzione dei suoi progetti didattici non solo consente agli studenti di sperimentare l'applicazione della tecnologia dell'intelligenza artificiale, ma consente anche agli studenti di partecipare ad attività pratiche di classificazione dei rifiuti, migliorando efficacemente le loro capacità pratiche innovative e la capacità di risoluzione dei problemi.

       Questo articolo innova e ottimizza ulteriormente il progetto del 'cestino di smistamento intelligente' e progetta un bidone di smistamento intelligente completamente automatico ed economico.

In termini di selezione dei materiali, abbiamo selezionato il modulo fotocamera per l'intelligenza artificiale (di seguito denominato fotocamera per l'intelligenza artificiale) sviluppato dal processore Kendryte K210 come nucleo del dispositivo di riconoscimento delle immagini e la scheda di controllo Arduino UNO come nucleo di controllo dell'intero sistema, insieme a sensori a ultrasuoni e moduli di sterzo, sensori a infrarossi, strisce luminose a LED, moduli MP3, ecc. lavorano insieme per completare il lavoro. I sensori di ciascuna parte lavorano in coordinamento e cooperazione per realizzare la funzione di classificazione intelligente dei rifiuti completamente automatica e hanno anche una certa funzione di interazione 'uomo-secchio' (come mostrato nella Figura 1).

Design innovativo della funzione complessiva

Questo progetto innova la progettazione di bidoni per la raccolta differenziata intelligente sotto cinque aspetti: rilevamento automatico, riconoscimento delle immagini, consegna completamente automatica, giudizio di traboccamento e trasmissione vocale. Il flusso di lavoro del progetto è mostrato nella Figura 2.

 Figura 2. Diagramma di flusso di lavoro del bidone della spazzatura con smistamento automatico intelligente

1. Induzione automatica

Per risolvere il problema dell'odore particolare del bidone della spazzatura, abbiamo aggiunto uno sportello con sensore a infrarossi all'apertura del bidone della spazzatura e utilizziamo il sensore a infrarossi per giudicare se qualcuno si sta avvicinando. Quando l'utente è vicino al bidone della spazzatura, il sensore a infrarossi rileva la persona, lo sterzo gira, aziona la porta del sensore, apre il coperchio del bidone della spazzatura e l'utente può gettare la spazzatura. Tra questi, il vassoio sopra il cestino viene utilizzato dagli utenti per posizionare la spazzatura. Rispetto al tradizionale bidone della spazzatura con apertura a pedale, l'apertura automatica del sensore può offrire agli utenti un'esperienza migliore.

2. Riconoscimento delle immagini

Sostituiamo la spazzatura dell'immagine con spazzatura fisica o 'spazzatura tridimensionale' realizzata mediante stampa 3D per simulare al massimo scenari di utilizzo reali. Quando utilizziamo fotocamere di intelligenza artificiale per il riconoscimento delle immagini, aumentiamo il processo di addestramento del modello, ovvero raccogliamo prima le immagini di tutta la spazzatura e quindi contrassegniamo il set di dati. Dopo molteplici iterazioni di addestramento, la telecamera artificiale può identificare automaticamente il tipo di spazzatura. Nell'insegnamento, se gli insegnanti riescono a guidare gli studenti a esplorare e sperimentare l'intero processo di riconoscimento delle immagini tramite computer in questo modo, gli studenti capiranno sicuramente l'importanza dei dati per i risultati e padroneggeranno ulteriormente i principi del riconoscimento delle immagini.

3. Consegna completamente automatica

In termini di funzione di deposito del bidone della spazzatura intelligente, utilizziamo in modo innovativo due meccanismi di sterzo per controllare i movimenti sinistra e destra e su e giù del vassoio: spostandosi a sinistra e a destra, la spazzatura viene trasportata sopra il corrispondente contenitore per la raccolta dei rifiuti; spostandosi su e giù per scaricare la spazzatura, automaticamente, smaltisci la spazzatura in modo accurato. La consegna completamente automatica è la funzione più importante di questo lavoro ed è anche il più grande punto di innovazione. Ha realizzato in via preliminare il processo completamente automatico dal 'getto' alla 'classificazione' fino alla 'consegna precisa' dei singoli rifiuti. Se si aggiungono funzioni simili al progetto didattico, non solo si innoverà la funzione del progetto, ma si risponderà anche meglio alle esigenze reali e si aiuterà gli studenti ad apprezzare ulteriormente la comodità portata dalla tecnologia dell'intelligenza artificiale.

4. Giudizio eccessivo

I sensori a ultrasuoni integrati nella parte inferiore del vassoio forniscono lo stato di 'riempimento eccessivo'. Il sensore è in grado di determinare se ciascun contenitore è traboccante prima di ogni volta che l'utente inserisce i rifiuti, cioè quando il vassoio viene spostato sopra il contenitore corrispondente. Se un contenitore per la raccolta dei rifiuti è pieno e l'utente mette nuovamente lo stesso tipo di rifiuti nel bidone dei rifiuti, il sistema interromperà il 'getto' e darà un comando vocale.

5. Trasmissione vocale

Dopo che il cestino di smistamento intelligente ha riconosciuto la spazzatura, trasmetterà a voce il risultato del riconoscimento, incluso il nome e il tipo di spazzatura, in modo che gli utenti possano confermare se la spazzatura che hanno inserito è stata identificata correttamente. Se un contenitore per la raccolta dei rifiuti è traboccante, il bidone della spazzatura per lo smistamento intelligente si accenderà con una luce LED rossa, accompagnato da una trasmissione vocale, ricordando all'utente di svuotare il bidone della spazzatura in tempo per garantire il normale funzionamento del sistema.