智能垃圾回收督导系统设计与实现

作     者：张旋旋 

作者单位：福建工程学院 

学位级别：硕士

导师姓名：黄诗浩

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：垃圾回收 督导 嵌入式系统 人工智能 Web前端 

摘      要：近几年,在科技迅速发展和经济快速提高的推动下,居民所生产的垃圾产量逐渐上升,随之而来就是环境问题形势变得日益严峻。国家出台多种针对垃圾回收效率不高问题的政策,旨在提高垃圾回收效率,对此全国各城市纷纷响应。当前垃圾回收处理产生的效果是治标不治本:垃圾站点依旧臭气熏天、监管力度不强、市民分类知识缺乏、分类意识薄弱、甚至居民因时间急促不分类投放等。为了能够更好的提高垃圾回收的效率,本文针对设备无法实时监控、监管力度不强、数据统计不足问题,运用现代先进科技的嵌入式系统设计、人工智能(深度学习、机器视觉)、Web前端开发一款智能AI垃圾督导系统,主要工作如下:1.针对垃圾分类回收现场环境多变无法实时监控的问题,采用AI智能对人员和垃圾分别进行监控。以低成本高效率的理念为基础,提出垃圾回收督导系统的设计思路。通过对网络摄像头、交换机、4G工业路由器的选型,完成了对人员垃圾信息的收集;在主板、开关电源等设备的支持下,达到了系统对信息处理的效果。配置工业电动推杆以及督导音箱、RFID读卡器等设备,实现了系统的信息反馈效果。2.在PC端设计开发基于QT的控制系统并移植于嵌入式Linux平台进行运行。采用线程编码的方法,对人员、地面垃圾进行检测以及语音提醒,实现了设备AI智能化的功能。通过对垃圾投放过程中人员的违规行为的监督管理,达到AI督导的效果。3.在处理人员、垃圾检测困难的问题方面,提出采用YOLOv4深度学习网络模型,并选取Mobile Netv2作为主干特征提取网络,以及对图像数据集进行处理,实现了对人员、地面以及垃圾桶的识别。4.在垃圾回收处理过程中,存在数据统计不足的问题,本文针对此问题,采用Web前端渐进式框架vue搭建数据管理中心平台,查看不同等级的投放准确率、自主分类率、投放参与率等统计数据,方便管理员及督导员对不同小区垃圾投放次数、准确率、自主分类率等指标进行对比,通过小区投放次数、准确率等指标变化趋势的显示,展现了垃圾回收督导的效果。