1.本发明涉及垃圾分类回收技术领域，更具体地说，本发明涉及垃圾分类智能回收系统。
背景技术：
2.垃圾分类回收，一方面可以把有毒有害的东西区分开来处理，杜绝垃圾污染环境；另一方面还可以回收利用，提取有用资源循环使用。减少有毒害的垃圾进入地下或空气中，污染土壤、河流、地下水以及大气等自然环境，最大限度地杜绝这些垃圾危害人们的身体健康，保障人居环境的清洁优美。
3.专利号cn105600218a公开了一种垃圾分类智能回收系统及其方法，属于环保回收领域，包括会员卡管理装置、蓝牙电子秤、平板电脑和中心服务器，通过会员id卡积分系统，对回收垃圾进行管理，并提供积分兑换功能和业务数据列表功能，整体覆盖了垃圾分类回收中所有的业务操作环节，实现了无纸化管理，有效的促进居民参与积极性。
4.现有技术存在以下不足：现有垃圾分类系统分类过程中存在着工作量大、工作环境恶劣、分类精度低以及不能及时反馈信息，不能满足我国现阶段环保事业中对可回收垃圾分类的即时性，准确性要求。
技术实现要素：
5.本发明提供垃圾分类智能回收系统，分别对通信单元、环境检测单元、目标识别单元以及整体功耗进行测量，万用表具有极高的测量精度，测量精度为15ppm，识别速度与数据上报时间采用生成文件日志中获得数据时间来表示，通过测试表明，该回收系统基于nb
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iot的智能垃圾分类在识别精度、识别速度、上报时间、通信单元功耗、环境检测单元功耗、目标识别单元功耗、待机功耗以及总体功耗均满足指标，以解决上述背景技术中存在的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：垃圾分类智能回收系统，所述智能回收系统包括：目标识别单元以及主控板；目标识别单元采集待识别物体信息，经目标识别后将识别到的垃圾种类信息送至主控板；主控板将识别到的垃圾信息进行存储，同时通过环境气体传感器收集环境信息，将信息通过nb
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iot网络进行上报至云服务器上，云服务器存储信息以供后续分析，用户可以通过网页访问的方式获取服务器上的系统信息。
7.优选的，所述主控板包括nb
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iot通信模块、环境检测单元以及指导系统。优选的，所述nb
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iot网络包括nb
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iot设备终端、nb
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iot基站、窄带分组核心网络、物联网连接管理平台以及挂载的管理服务器。
8.优选的，所述主控板硬件由供电电路、nb
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iot通信单元、指导系统、mcu微控制器和环境监测电路组成。
9.优选的，所述供电电路采用mic5225稳压模块电平转换。
10.优选的，所述所述环境信息包括温度、湿度、气压以及环境中有害气体的浓度信息。
11.优选的，所述主控板负责对采集到的物体信息和环境信息进行物体种类以及判断环境信息是否超过阈值，并对危险信息进行处理，并将信息通过nb
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iot通信单元发送至云服务器以及液晶指导系统进行显示存储。
12.优选的，所述nb
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iot通信单元与mcu微控制器通过串口进行通信，环境检测系统与mcu微控制器之间通过pc协议通信。
13.优选的，所述目标识别单元硬件由基于树莓派3b+的分类模型与摄像头组成，分类模型单元与前端的摄像头之间通过usb电性连接。
14.优选的，所述mic5225稳压模块包括5个引脚，5个引脚分别为输入接口、使能接口、接地接口、电平输出接口以及悬空接口mic5225稳压模块包括四个滤波电容，滤波电容对滤除电源电压的噪声。
15.本发明的技术效果和优点：本发明系统对于其他垃圾和金属类型的可回收物误检率最低，分别为2%，3%，对于纸板类型的可回收物的误检率最高，为13%，平均误检率为7.5%，分别对通信单元、环境检测单元、目标识别单元以及整体功耗进行测量，万用表具有极高的测量精度，测量精度为15ppm，识别速度与数据上报时间采用生成文件日志中获得数据时间来表示，通过测试表明，该回收系统基于nb
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iot的智能垃圾分类在识别精度、识别速度、上报时间、通信单元功耗、环境检测单元功耗、目标识别单元功耗、待机功耗以及总体功耗均满足指标。
具体实施方式
16.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.本发明提供了垃圾分类智能回收系统，所述智能回收系统包括：目标识别单元以及主控板；目标识别单元采集待识别物体信息，经目标识别后将识别到的垃圾种类信息送至主控板；主控板将识别到的垃圾信息进行存储，同时通过环境气体传感器收集环境信息，将信息通过nb
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iot网络进行上报至云服务器上，云服务器存储信息以供后续分析，用户可以通过网页访问的方式获取服务器上的系统信息。
18.实施例1udp协议是单一或多个设备面向一个或多个设备的网络连接形式，且udp在网络出现阻塞的情况时，不会使主机的发送速率降低，在网络发生阻塞时允许丢失一些数据并维持较低的网络延时，采用udp传输协议发送数据，udp传输协议，udp数据上报流程为：(1)创建客户端的socket套接字；(2)获取应用服务器的ip地址和端口号；
(3)客户端向服务端发送固定报文格式的udp消息；(4)服务端当前进程结束后，处于非阻塞态时，接收报文并解析；(5)传输结束后断开udp连接，清除端口及套接字；udp数据下行流程为：(1)创建服务端socket套接字；(2)获取客户端ip地址及端口号；(3)服务端在当前进程结束后脱离阻塞态，发送特定报文格式的udp消息；(4)客户端接收报文并解析；(5)客户端清除端口及套接字。
19.进一步的，在上述技术方案中，所述主控板包括nb
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iot通信模块、环境检测单元以及指导系统，nb
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iot连接管理平台主要功能是实现用户与nb
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iot系统之间的管理和数据交互工作，其组成为web服务器，管理平台以及数据库系统，web服务器主要是租用商用的云服务器接收nb
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iot核心网转发的数据，并在云服务器上搭建存储数据库以及管理平台，对用户来说，通过设备终端ue的ip和端口号来访问并获取采集到的数据，nb
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iot的网络连接主要是通过两种常用的网络协议，用户数据报协议进行数据传输，coap协议是基于rest架构的应用层通信协议，底层是基于udp协议的通信，满足物联网和m2m设备的低功耗通讯需求，coap协议分为应用部分，request和response部分承载在messages上面，以及底层udp协议，解决了http协议不适用于许多场景下物联网通信问题，通过get、put、delete、post等方法在应用服务器上获取，发送，删除信息，同时，定义了高可靠性传输策略，包括资源发现、重传等处理机制。
20.实施例2环境监测的作用是为了保障在垃圾分类这种普遍存在的公共环境的场景中，垃圾箱的箱体由于所处环境较复杂，箱内物体种类过多以及受外力的影响，易于造成箱体内温度过高或者易燃易爆、有毒有害气体浓度超标所引起的消防、安全等问题破坏环境甚至危害到公共安全，通过部署环境气体传感器对箱内环境进行监测，可以保证箱内环境信息变化被及时检测到，并在温度、危险气体浓度超标时及时报警，管理平台及指导系统内的显示系统可以不断采集终端节点内环境信息并通过nb
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iot网络进行传输以实现箱内环境实时监测，用户可以直观地通过云服务器上的管理平台以及终端的指导系统实时查看包括温度、湿度、气体浓度等参数以确定环境参数是否处于合理值，环境参数上报策略分为手动上报、定时上报、自动上报三种控制方式，其中，在手动上报模式中，用户通过服务端管理平台经过nb
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iot网络发送下行命令控制终端上报环境参数，在用户发送一次get命令后终端节点被唤醒，上传当前环境信息，在定时上报模式中，通过使用预先设定的上报时间阈值，在定时器倒数结束后，获取环境参数，定时器重新装载时间阈值进入倒计时阶段，在自动上报模式中，终端设备检测到环境参数的测量值超过预设的环境参数阈值时执行中断，在中断模式中将异常情况上传到服务器端进行及时报警。
21.进一步的，在上述技术方案中，所述nb
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iot网络包括nb
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iot设备终端、nb
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iot基站、窄带分组核心网络、物联网连接管理平台以及挂载的管理服务器，nb
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iot网络通信包括nb
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iot核心网、nb
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iot基站以及nb
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iot服务器构成，nb
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iot网络通信的基础是窄带物联网的基站，基站主要负责执行在核心网与用户ue之间的控制与通信功能，客户端的ue只可以
部署在nb
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iot基站能覆盖到的范围之内，由于nb
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iot本身广覆盖的特性，其覆盖范围可以达到15km，能够满足大部分用户的需求，nb
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iot的核心网主要功能是在nb
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iot基站与服务端进行数据交互，nb
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iot网络结构基于2g网络中lte核心网结构，并在其基础.上进行了控制面与用户面数据传输方案的优化，对lte网络标准进行剪裁，其结果是简化了网络结构使得nb
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iot设备终端的功耗进一步降低，在控制面传输方案优化方式中，按传输路径可以分为ip传输和非ip传输，udp消息系统中，udp通信协议是面向报文的协议，对于客户端发送的udp消息在添加消息帧的首部之后即可通过ip层进行处理，因此需要确定报文的大小，报文上报格式由前文定义，使用getaddress0方法获取byte数组格式的ip地址，使用getdata0方法获取缓冲实际的数据。
22.进一步的，在上述技术方案中，所述主控板硬件由供电电路、nb
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iot通信单元、指导系统、mcu微控制器和环境监测电路组成，nb
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iot通信单元基于微控制器操作，进而实现从数据的采集到数据存储、数据运算以及数据发送等功能的硬件电路系统，作为终端核心的微控制器承载着对数据的采集、处理、分析等核心任务，以及对数据通信单元与板内核心经由总线协议的连接，mcu通过nb
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iot通信模组借助基站转发，连接到nb
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iot核心网网络中，进而与服务器之间通信，由于大多数nb
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iot设备终端部署在运营商特许授权的频段内，用户使用包含唯一的国际移动用户标识imsi用以确定用户身份，保证窄带物联网设备网络连接的稳定性与可靠性，设置外部8m晶振的方式通过谐振电容产生稳定的时钟信号，通过配置高速外部时钟信号并进行分频产生满足系统需求的时钟频率72mhz，且系统在运行过程中可能出现程序崩溃、或者是运行出错等问题，需要进行复位操作，因此在系统中设置复位电路来执行需要的复位操作，从而满足电路设计和实际使用中可靠性的需，复位电路由上拉电阻、滤波电容和一个开关产生，当开关闭合时，复位信号nrst处于低电平，当开关断开时，nrst由于上拉电阻的作用被拉升至高电平，使用串口完成程序下载与基本硬件调试的工作，stm32f103xe系列芯片支持使用rs
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232电平进行程序烧写可以直接连接串口，对电路进行简化，省略了电平转换芯片，jtag信号线通过上拉电阻连接mcu，而使用串口调试的弊端在于程序下载速度过慢，所以有必要采用usb转串口芯片下载程序，该电路使用ch340gusb转串口芯片将usb信号转成串口信号，使得程序下载变得更加方便。
23.进一步的，在上述技术方案中，所述供电电路采用mic5225稳压模块电平转换，所述所述环境信息包括温度、湿度、气压以及环境中有害气体的浓度信息，所述主控板负责对采集到的物体信息和环境信息进行物体种类以及判断环境信息是否超过阈值，并对危险信息进行处理，并将信息通过nb
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iot通信单元发送至云服务器以及液晶指导系统进行显示存储，所述nb
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iot通信单元与mcu微控制器通过串口进行通信，环境检测系统与mcu微控制器之间通过pc协议通信，所述目标识别单元硬件由基于树莓派3b+的分类模型与摄像头组成，分类模型单元与前端的摄像头之间通过usb电性连接，所述mic5225稳压模块包括5个引脚，5个引脚分别为输入接口、使能接口、接地接口、电平输出接口以及悬空接口mic5225稳压模块包括四个滤波电容，滤波电容对滤除电源电压的噪声，智能垃圾分类系统的整体结构采用“分布式”的拓扑结构，可以避免干扰，减轻了核心控制器的工作负担，方便调试且易于智能垃圾分类系统及其子系统日后硬件与软件的升级，因此采用“分布式”拓扑结构的智能垃圾分类系统具有易于开发，应用场合更加灵活等优势，为主控板部分和目标识别单元，主控板部分与目标识别单元之间通过串口进行通信，主控板部分硬件由供电电路、nb
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iot通信
单元、指导系统、微控制器和环境监测电路组成，主控板部分负责对采集到的物体信息和环境信息进行物体种类、判断环境信息是否超过阈值，并对危险信息进行处理，并将信息通过nb
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iot通信单元发送至云服务器以及液晶指导系统进行显示存储，其中，nb
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iot通信单元与mcu通过串口进行通信，环境检测系统与mcu之间通过pc协议进行通信，目标识别单元的部分由基于树莓派3b+的分类模型与摄像头组成，分类模型单元与前端的摄像头之间通过usb进行连接。
24.实施例2环境检测单元中对环境中温湿度及气敏电阻进行检测，采用动态气体测试系统，由于智能垃圾分类系统中，气体环境较为复杂，因此，在实验室环境中针对几种常见的易燃易爆气体进行气敏测试，测试的目标气体为乙醇、氢气和甲苯，氢气和乙醇由于化学性质活泼，属于易燃易爆气体，而甲苯由于其有刺激性气味，易于水蒸气形成爆炸性混合物，因此在系统中大量富集可能对空气、水源等造成严重污染，对环境产生严重危害，在环境温度29c，环境湿度为49%的实验室环境中进行测试，在乙醇气敏响应测试中，对乙醇气体测试了从20ppm到100ppm的测试，步长为20ppm气敏响应ra/rg从3变化到9，气敏响应变化较明显，在氢气气敏响应测试中，对氢气气体进行了从20ppm到8oppm气敏响应测步长为2ppm，气敏响应ra/rg从2变化到9气敏响应变化较为明显，在甲苯气敏响应测试中，进行了从20ppm到60ppm浓度的甲苯进行测试，测试步长为20ppm，气敏响应变化从5到25气敏响应明显，由此可见，该传感器对于几种典型气体的气敏响应均较为明显，尤其对20~60ppm的甲苯气体变化最为明显，因此，该环境检测单元能够较为精准地识别危险化学气体，能够满足智能垃圾分类系统中环境检测单元的基本需求；为保证在各个场景下智能垃圾分类回收系统的nb
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iot通讯的稳定性，选取空地，楼房内，地下室3种智能垃圾分类系统应用典型的场景分别测试了nb
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iot的信号强度以及延迟时间，测量的指标主要有信号质量、rssi、rsrp等参数，在每个场景下选择50个测试点进行测试，在约218万平方米校园内随机选取室外50个测试点测量室外信号强度，信号强度处于31左右，其中，rssi和rsrp都处于合理的置信区间，在该场景下，适合进行通讯，在约30平米密闭室内，测得室内信号强度分布在20~31范围内，信号强度处于良好状态，rssi与rsrp处于合理的置信区间，在该场景下满足通讯要求，由于地下室的遮挡比较多，信号的链路损耗在三种场景中达到最大，依照3gpp标准，当csq大于5时满足通讯所需最小链路损失要求，在约200平米密闭地下室内测试通信模组的信号强度，在信号强度最差的点即csq=10，模组依然满足通信要求，因此，nb
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iot通信单元在智能垃圾分类系统的场景中能够满足通信要求。
25.实施例3在识别单元测试中使用摄像头采样图片进行图片输入测试图片，将图片输入至训练完成的神经网络模型进行识别，共采用600张可回收垃圾的图片用于测试，每种测试图片分别为100张，在实际测试中，对于其他垃圾和金属类型的可回收物误检率最低，分别为2%，3%，对于纸板类型的可回收物的误检率最高，为13%，平均误检率为7.5%，在整体测试中，采用测试设备为agilent34401a万用表分别对通信单元、环境检测单元、目标识别单元以及整体功耗进行测量，万用表具有极高的测量精度，测量精度为15ppm，识别速度与数据上报时间采用生成文件日志中获得数据时间来表示，通过测试表明，该回收系统基于nb
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iot的智
能垃圾分类在识别精度、识别速度、上报时间、通信单元功耗、环境检测单元功耗、目标识别单元功耗、待机功耗以及总体功耗均满足指标。
26.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；其次：本发明只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。