[发明专利]一种智能垃圾收集箱及其信息管理系统

权利要求书

1.一种智能垃圾箱的信息管理系统，智能垃圾箱主体为箱体(30)，包括检测组件、无线通信模块(3)、充电模块(1)及单片机(8)，所述检测组件和单片机(8)位于箱体(30)内腔中，无线通信模块(3)和充电模块(1)位于箱体(30)外部，其特征在于：

所述检测组件安装在箱体(30)的内壁上，无线通信模块(3)和充电模块(1)位于箱体(30)的上端面；所述单片机(8)安装在箱体(30)的底端；所述箱体(30)内还设置有蓄电池(6)，该蓄电池(6)位于箱体(30)的底部，所述蓄电池(6)和单片机(8)分别位于箱体(30)底部下端面的两侧；

所述箱体(30)的底部包含下底部底板(34)和上底部底板(5)，下底部底板(34)位于箱体(30)的底部下端，上底部底板(5)位于箱体(30)的底部上端，蓄电池(6)和单片机(8)位于下底部底板(34)和上底部底板(5)之间，蓄电池(6)和单片机(8)安装在下底部底板(34)上；

所述检测组件包含测距元件(2)、测嗅元件(33)、测温元件(4)和称重元件(7)，测距元件(2)、测嗅元件(33)位于箱体(30)的上端面，测温元件(4)位于上底部底板(5)的上端面，称重元件(7)位于上底部底板(5)的下端面；

所述称重元件(7)与上底部底板(5)的下端面半固定相接；

所述无线通信模块(3)、测距元件(2)、测温元件(4)、称重元件(7)、测嗅元件(33)分别与单片机(8)相连，单片机(8)与蓄电池(6)相连，充电模块(1)与蓄电池(6)相连；

所述下底部底板(34)与箱体(30)的外侧壁无缝连接；

所述上底部底板(5)与箱体(30)的四周侧壁之间用柔性材料相接，该柔性材料处于松弛状态；

所述信息管理系统包含收集子系统、数据分析子系统、车辆定位子系统、路径规划子系统、报表生成子系统、后台管理子系统和考勤管理子系统；

所述收集子系统、数据分析子系统、车辆定位子系统、路径规划子系统、报表生成子系统、后台管理子系统和考勤管理子系统的数据通过通信传输给网页端和移动端；所述通信传输通过LoRaWAN网络服务器实现，该LoRaWAN网络服务器通过LoRaWAN网关与无线通信模块进行通信；

信息管理系统自动检测出各个垃圾箱的填装状况后，根据各个垃圾箱的填装状况，区分需要清理的垃圾箱和不需要清理的垃圾箱，然后根据垃圾收集站的位置和各个需要清理的垃圾箱的位置，在信息管理系统上自动规划出最佳的收集路线和收集时间，实现了智能规划最佳的垃圾箱清理路线；

设垃圾收集站为0，垃圾箱编号为(1，2，3，4…N)，垃圾收集站0有K辆垃圾收集车辆，每辆车的载重量为Q,每辆车的运载体积为V,需要清理N个垃圾箱，垃圾箱i的垃圾的重量为qi(i＝1,2,3,4…N)，垃圾箱i的垃圾的体积为Vi(i＝1，2，3，4…N)，垃圾箱i到垃圾箱j的距离为Cij(i\j＝1，2，3，4…N)，垃圾收集站到各个垃圾箱的距离为C0j(j＝1，2，3，4…N)；令：

该车辆路径优化问题的最短路径目标函数为：

检测该垃圾箱需要清理与否的主要数学模型条件为：

温度条件：T45℃

嗅觉条件：ζ168Au

容量条件：L0.85H

该车辆路径优化问题数学模型的主要约束条件为：

重量约束：

体积约束：

车辆唯一：

路线连通：

其中S表示N个垃圾桶的真子集，h表示S中的某个垃圾桶，保证车辆k的行驶路线的连通性；

工作人员根据信息管理系统所提供的收集方案，依次清理各个垃圾箱，使得既可以快速清理所有需要清理的垃圾箱并且使垃圾收集车辆的行驶路程最少，并且使垃圾收集车辆不会超载。