摘要：目前，我國經(jīng)濟取得了突飛猛進的發(fā)展，同時帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。雖然我國提出了垃圾分類制度，但是實施過程中依然存在居民不重視、分類不充分等問題。針對這些情況，提出一種基于垃圾智能分類的生活垃圾回收利用平臺，通過射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）垃圾袋和智能分類垃圾箱解決相關(guān)問題。居民投遞垃圾時，垃圾箱將自動識別RFID，并自動開合對應(yīng)分類垃圾桶。同時，居民能夠通過投遞可回收垃圾和高價值物品獲得一定積分，并在商城兌換所需物品或上門服務(wù)，提高居民垃圾分類的積極性。

關(guān)鍵詞：垃圾智能分類；智能垃圾箱；射頻識別（RFID）；圖像識別；環(huán)境保護

中圖分類號：X799.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）01-00-04

Research on the Domestic Waste Recycling and Utilization Platform Based on Intelligent Garbage Classification

Abstract： At present， China's economy has made rapid progress， but it has also brought serious environmental problems.Although China has introduced a garbage classification system， there are still problems such as residents not paying attention and insufficient classification in the implementation process. In response to these situations， a household waste recycling platform based on intelligent garbage classification is proposed， which solves related problems through Radio Frequency Identification （RFID） garbage bags and intelligent classification garbage bins.When residents deliver garbage， the garbage bin will automatically recognize RFID and automatically open and close the corresponding classified garbage bin. At the same time， residents can earn certain points by delivering recyclable waste and high-value items， and exchange them for the required items or provide on-site services in the mall， thereby increasing their enthusiasm for"garbage classification.

Keywords： intelligent garbage classification; smart garbage bins; Radio Frequency Identification （RFID）; image recognition; environmental protection

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，生活垃圾產(chǎn)量也迅速增長，由于垃圾分類處理未形成統(tǒng)一的體系標(biāo)準(zhǔn)，垃圾處理過程存在許多問題，給環(huán)境帶來了二次污染。為改善城鄉(xiāng)生活環(huán)境，給人民群眾綠水青山，需推動垃圾分類，促進資源回收利用。2017年3月18日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《生活垃圾分類制度實施方案》，指出我國生活垃圾產(chǎn)生量迅速增長所帶來的環(huán)境問題，已經(jīng)成為新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的制約因素。逐步推動城鄉(xiāng)生活垃圾強制分類的實施，標(biāo)志著我國生活垃圾管理進入了一個新的階段[1]。

根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年我國生活垃圾清運量達2.4億t，并以每年1 200萬～1 500萬t的速度增長。在全國688座城市中，將近2/3的大中型城市已經(jīng)被垃圾包圍。我國生活垃圾中不可燃垃圾占比較高，這些不可燃垃圾含水量高、產(chǎn)熱量低，且比例會因地域、季節(jié)、消費水平和年份的不同而變化，如何對其進行處理成為一個復(fù)雜的問題。為解決這一問題，落實垃圾分類、回收、管理工作，推行低碳綠色生活方式，在減少環(huán)境污染的同時提高資源利用率，成為城鄉(xiāng)環(huán)境精細(xì)化管理、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要策略。垃圾分類、回收、管理不僅反映了人們對環(huán)境的重視程度，還反映了整個社會的生態(tài)素養(yǎng)和文明程度。在提升生態(tài)文明和社會文明方面，垃圾分類起著關(guān)鍵的推動作用。

1 生活垃圾回收

生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2020年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》顯示，全國共有196個大、中城市參與2019年固體廢物污染環(huán)境防治信息披露。經(jīng)統(tǒng)計，此次發(fā)布信息的大、中城市生活垃圾產(chǎn)生量為23 560.2萬t。在生活垃圾處理方式中，填埋占比約60%，焚燒占比約30%，綜合利用率低下[2]。目前，我國垃圾分類手段較為落后，仍然以人工分揀為主，具有分類工作量大、分類效率低、分類成本高的特點[3]。如何建立一個能夠快速識別分類生活垃圾，高效利用不同種類的可回收垃圾，有效處理廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾的平臺，成為現(xiàn)階段生活垃圾回收利用過程中急需解決的問題。

通過對生活垃圾進行回收和資源化，可以減少對自然資源的開采和環(huán)境污染，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用[4]。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，不僅需要居民本身具有較高的環(huán)保意識和垃圾分類意愿，還需要多方面的參與介入。只有整個社會的重視和深度參與，將居民、社區(qū)、垃圾回收商、有關(guān)政府單位共同聯(lián)合起來，才能進一步解決垃圾分類造成的二次污染問題，共同保護人們賴以生存的環(huán)境[5]。

2 基于垃圾智能分類的生活垃圾回收利用平臺架構(gòu)

基于垃圾智能分類的生活垃圾回收利用平臺通過射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)和圖像識別算法，識別將要投遞的垃圾袋，并開合對應(yīng)的分類垃圾桶。智能垃圾箱會定時監(jiān)測垃圾桶運載情況，當(dāng)垃圾桶滿載時，智能垃圾箱將通知環(huán)衛(wèi)人員前來清運。

該生活垃圾回收利用平臺針對低價值的可回收垃圾和高價值的中國強制性產(chǎn)品認(rèn)證（China Compulsory Certification，3C）、大型電器、貴金屬等高價值回收物，提供自主投遞和上門預(yù)約回收兩種方式。成功回收后，平臺將根據(jù)物品價值給予居民一定積分。

基于垃圾智能分類的生活垃圾回收利用平臺主要建設(shè)包括智能分類垃圾箱、回收訂單發(fā)布平臺、積分模塊以及垃圾回收數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)架構(gòu)包括感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)支撐層、應(yīng)用層、用戶層，具體如圖1所示。

3 平臺設(shè)計

3.1 智能分類垃圾箱

平臺通過與社區(qū)合作，向社區(qū)內(nèi)居民發(fā)放具有RFID功能的半透明垃圾袋，智能分類垃圾箱能識別垃圾袋的RFID標(biāo)簽，同時對半透明垃圾袋內(nèi)垃圾進行圖像識別，判斷該垃圾袋內(nèi)垃圾屬于廚余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾以及其他垃圾中的哪一種，并打開相應(yīng)的垃圾桶蓋，其他垃圾桶則保持關(guān)閉狀態(tài)，供社區(qū)內(nèi)居民進行投遞。垃圾投遞完成后，智能分類垃圾箱會自動稱取廢紙張、廢塑料、廢玻璃、廢金屬的質(zhì)量，并為居民提供對應(yīng)的積分，推動低碳環(huán)保的發(fā)展。同時，智能分類垃圾箱能夠定時檢測自身滿溢狀態(tài)，當(dāng)垃圾箱滿載時，系統(tǒng)會通知環(huán)衛(wèi)人員對滿載垃圾桶進行清運。

3.1.1 具有RFID標(biāo)簽的垃圾袋

社區(qū)向居民發(fā)放具有RFID標(biāo)簽的垃圾袋。當(dāng)居民在智能分類垃圾箱識別范圍內(nèi)投放垃圾時，智能分類垃圾箱的RFID識別器將識別垃圾袋的標(biāo)簽，并打開對應(yīng)垃圾箱蓋，實現(xiàn)垃圾的正確投放。

3.1.2 智能識別算法

社區(qū)居民投放垃圾時，智能分類垃圾箱利用智能識別算法對居民進行人臉識別驗證，確定用戶身份，方便用戶投放可回收垃圾后發(fā)放積分。同時，利用智能識別算法對透明垃圾袋進行圖像識別，當(dāng)圖像識別的結(jié)果和RFID識別結(jié)果不一致時，智能分類垃圾箱將進行語音提示，居民可以通過操控智能分類垃圾箱的觸摸屏，手動選擇投放的垃圾箱。

3.1.3 稱重模塊

當(dāng)社區(qū)居民投遞廢紙張、廢塑料、廢玻璃以及廢金屬等低價值可回收物時，智能分類垃圾箱將自動稱取可回收垃圾質(zhì)量，并發(fā)放一定積分。該積分能夠在積分商城兌換相應(yīng)物品或社區(qū)服務(wù)。

3.1.4 滿溢檢測模塊

滿溢檢測模塊將定時監(jiān)測智能分類垃圾箱。當(dāng)滿溢檢測模塊出入滿載狀態(tài)時，垃圾箱將向環(huán)衛(wèi)人員發(fā)送消息，通知環(huán)衛(wèi)人員及時前往社區(qū)垃圾箱進行清運，確保社區(qū)垃圾投放區(qū)域的衛(wèi)生環(huán)境。

3.2 回收訂單發(fā)布平臺

當(dāng)智能分類垃圾箱的可回收垃圾桶滿載時，對于可回收垃圾箱內(nèi)紡織品、廢紙張、廢塑料、廢玻璃、廢金屬等低價值可回收物，回收訂單發(fā)布平臺會生成相關(guān)訂單信息匹配到合作的回收商。對于高價值的3C電子數(shù)碼產(chǎn)品、大件電器或黃金等貴重物品[6]，社區(qū)內(nèi)居民可以通過小程序，線上預(yù)約合作的回收商。

3.2.1 回收訂單模塊

當(dāng)可回收垃圾桶滿載時，回收訂單模塊將向已經(jīng)于平臺登記的回收商發(fā)送可回收垃圾訂單?；厥丈绦柙谝?guī)定時間內(nèi)前往滿載的可回收垃圾桶進行清運，并將低價值可回收垃圾進行分類、妥善處理。

3.2.2 預(yù)約回收模塊

社區(qū)居民需在小程序上進行實名認(rèn)證，填寫住址、聯(lián)系方式等相關(guān)信息。當(dāng)居民有3C電子數(shù)碼產(chǎn)品、大件電器或黃金等高價值物品需要回收時，居民能夠在小程序上選擇自己方便的時間段，線上預(yù)約指定回收商進行回收?；厥丈虒⑴蓪T與下單居民進行聯(lián)系，再次確認(rèn)上門時間，并在規(guī)定時間內(nèi)進行回收。回收完成后，回收訂單發(fā)布平臺將對高價值回收物品以市場價格給予用戶現(xiàn)金和一定積分。

3.2.3 提現(xiàn)模塊

當(dāng)社區(qū)居民通過小程序進行高價值回收物的上門回收訂單完成后，可以在提現(xiàn)模塊補充自己的實名信息，包括身份證號、銀行卡號等。實名完成后即可對高價值回收物賣出的現(xiàn)金進行提現(xiàn)。平臺將在24 h內(nèi)將現(xiàn)金打入居民指定賬戶。

3.2.4 合作商申請模塊

想要加入回收訂單發(fā)布平臺的合作商可以通過申請模塊，提交自身信息和相應(yīng)資質(zhì)提交審核，包括回收商營業(yè)執(zhí)照、回收資質(zhì)證明等?；厥沼唵伟l(fā)布平臺審核通過后，將正式成為合作回收商。當(dāng)有回收訂單時，平臺將向合作回收商發(fā)送訂單請求。

3.3 積分模塊

通過可回收垃圾箱的投遞以及高價值回收物的上門回收訂單，居民能夠獲得對應(yīng)的垃圾分類行為積分。積分能夠在小程序的積分商城兌換相應(yīng)物品或社區(qū)上門服務(wù)。垃圾分類行為積分的設(shè)置是一種激勵機制[7]，能夠幫助居民培養(yǎng)良好的垃圾分類行為習(xí)慣和低碳環(huán)保意識，促進城鄉(xiāng)資源的可持續(xù)發(fā)展。

3.3.1 積分明細(xì)記錄

當(dāng)居民獲取垃圾分類行為積分時，積分模塊將記錄積分明細(xì)，便于用戶隨時查看。

3.3.2 積分商城

居民能夠在積分商城兌換自己需要的生活物品或者社區(qū)上門服務(wù)，積分商城功能支持多標(biāo)簽篩選和搜索。

3.4 垃圾回收數(shù)據(jù)中心

垃圾回收數(shù)據(jù)中心主要包括社區(qū)詳細(xì)信息數(shù)據(jù)、居民基本信息數(shù)據(jù)、垃圾箱滿溢狀態(tài)數(shù)據(jù)、垃圾箱清運數(shù)據(jù)、可回收垃圾訂單數(shù)據(jù)、上門回收預(yù)約訂單數(shù)據(jù)、積分明細(xì)數(shù)據(jù)、積分兌換數(shù)據(jù)、RFID識別算法以及圖像識別模型等，對社區(qū)垃圾的清運、回收、資源化利用處理起到了信息傳遞與指揮調(diào)度作用。

垃圾回收數(shù)據(jù)中心對于垃圾回收全流程中產(chǎn)生的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)簽化、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)可視化，有助于生活垃圾回收利用平臺的運營人員快速實時地掌握社區(qū)垃圾回收信息，并做出關(guān)鍵運營決策，助力城鄉(xiāng)生活垃圾回收與資源化利用。

4 結(jié)論

提出一種基于智能分類垃圾箱與回收訂單發(fā)布平臺的生活垃圾回收利用平臺。該平臺通過與社區(qū)深度合作，向居民發(fā)放具有RFID標(biāo)簽的透明垃圾袋。當(dāng)居民投遞垃圾時，通過垃圾袋的RFID標(biāo)簽和圖像識別模型雙重確認(rèn)后，智能分類垃圾箱將自動閉合相應(yīng)的垃圾箱蓋。對于低價值可回收物，平臺為居民提供對應(yīng)的積分，并會生成相關(guān)訂單信息匹配到合作的回收商進行妥善處理；對于高價值回收物，平臺提供了上門回收服務(wù)，并給予一定的積分。居民在進行垃圾分類回收行為時產(chǎn)生的積分能夠在積分商城模塊進行消費，換取生活物品或者上門服務(wù)。同時，研究存在3點不足：一是怎樣讓居民接受使用具有RFID標(biāo)簽的透明垃圾袋；二是如何實現(xiàn)對垃圾袋的破袋

處理；三是廚余垃圾也有一定的回收價值，可以通過堆肥、飼料化、能源化等方式進行資源化利用，但以上處理方法也將給環(huán)境帶來一定破壞。后續(xù)研究需要著重解決以上問題。

參考文獻

1 付鳳英，徐擁軍，夏金雨，等.垃圾分類下蘇州市生活垃圾處理碳排放分析[J].南京師大學(xué)報（自然科學(xué)版），2023（3）：133-140.

2 張珍妮.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺的資源回收商業(yè)模式研究：以重拾家園項目為例[J].商訊，2020（21）：6-7.

3 陳 欣，王欽華，李 慧，等.基于RFID和ZigBee的智能垃圾分類系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子制作，2024（7）：39-42.

4 袁金輝，宋 允.制度、技術(shù)和理念：農(nóng)村環(huán)境治理數(shù)字化何以有效：以浙江省N 區(qū)農(nóng)村生活垃圾分類治理為例[J].云南行政學(xué)院學(xué)報，2023（4）：108-118.

5 朱志成.城市垃圾減量與資源化利用研究[J].清洗世界，2024（6）：88-90.

6 周雅雯，劉光富.再生資源回收O2O平臺的發(fā)展現(xiàn)狀與回收模式研究[J].全國流通經(jīng)濟，2021（8）：120-122.

7 崔紫微，馬陸帆，焦剛珍，等.激勵式垃圾分類APP的設(shè)計與實現(xiàn)[J/OL].天津理工大學(xué)學(xué)報，1-8[2024-10-24].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1374.n.20240515.1832.012.html.