[发明专利]一种基于物联网的垃圾处理控制系统

摘要

本发明属于环保技术领域，公开了一种基于物联网的垃圾处理控制系统，基于物联网的垃圾处理控制系统包括摄像模块、电子信息模块、数据管理模块及报警模块；摄像模块通过导线连接电子信息模块；所述电子信息模块通过局域网与数据管理模块连接；所述数据管理模块通过局域网与报警模块连接；电子信息模块内置图像分析单元、误差计算单元、图像信号识别单元等。本发明应用垃圾处理，可以对垃圾场实施远程监控，直接观察垃圾堆积情况；可以定期查看垃圾场的垃圾堆积状况，详细记录第一手的分析资料，并随时反馈到指挥中心，对垃圾进行第一时间的处理。从而避免由于垃圾清运过程中管理跟不上而造成的生活垃圾乱拉、乱倒、乱堆现象。

主权项

一种基于物联网的垃圾处理控制系统，其特征在于，所述基于物联网的垃圾处理控制系统包括：摄像模块、电子信息模块、数据管理模块及报警模块；所述摄像模块通过导线连接电子信息模块；所述电子信息模块通过局域网与数据管理模块连接；所述数据管理模块通过局域网与报警模块连接；电子信息模块内置图像分析单元、误差计算单元、图像信号识别单元；所述的图像分析单元，分析声图像信号的像素信号；所述图像分析单元的图像分析方法中，建立的图像的显著性模型中，采用显微图像噪声滤除方法和采用适合处理组织类图像信息的脉冲耦合神经网络模型对显微图像进行检测；显微图像受到密度较小的脉冲噪声污染通过自适应加权滤波处理；显微图像受到密度较大的脉冲噪声污染采用保持边缘细节信息的引入双结构元素数学形态学进行二次滤波；所述适合处理组织类图像信息的脉冲耦合神经网络模型：Fij[n]＝Sij；Lij[n]=ΣabYab[n]/Nw;]]>Uij[n]＝Fij[n](1+βij[n]Lij[n])；Yij[n]=1,ifUij[n]>θij[n]0,otherwise;]]>θij[n]=θ0e-αθ(n-1);]]>其中，βij[n]为自适应链接强度系数；βij[n]=Σa,b∈w1|Sij-Sab|+Δ/Nw;]]>Sij、Fij[n]、Lij[n]、Uij[n]、θij[n]分别为输入图像信号、反馈输入、链接输入、内部活动项及动态阈值，Nw为所选待处理窗口W中的像素总数，Δ为调节系数，选取1～3；脉冲耦合神经网络模型对图像进行检测时，利用网络特性使灰度为Sijmax的像素点火激活，再进行第二次脉冲耦合神经网络迭代处理，把介于[Sijmax/1+βijLij,Sijmax]间的像素捕获激活，使两次激活的像素点对应的Yij输出为1；然后对原噪声污染图像反白处理，再对处理后的图像Sij按前述进行迭代处理，并使对应的输出Yij＝1，利用图像噪声像素与周围像素相关性小，灰度差别大特性，当一个神经元的激发没有引起所在区域附近大多数神经元的激发时，就说明该神经元对应像素可能是噪声点；初步甄别出Yij＝0对应的像素点为图像的信号点，予以保护；对Yij输出为1的像素点在3*3模板B范围内统计以输出Yij＝1为中心邻域元素值为1的个数NY判别归类：1≤NY≤8，为噪声点，当NY＝9，判定为图像像素点；图像自适应加权滤波器噪声滤波的实现方法；当脉冲输出Yij＝1且NY＝1～8，NY是当在3*3模板B中为1个数，选取滤波窗口M，对噪声污染图像Sij的自适应滤波，滤波方程为：fij=Σr,s∈MxrsSrs;]]>式中，xrs是滤波窗口中对应像素的系数，Srs为滤波窗口中对应像素的灰度值，fij为滤波窗后窗口中心输出值：xrs=1/{1+max[Ωij,|Srs-Dij|]}Σr,s∈M1/{1+max[Ωij,|Srs-Dij|]},Yrs=10,Yrs=0;]]>Ωij=Σr,s∈M|Srs-Dij|NY,Yrs=1;]]>式中Dij为方形滤波窗口M中像素灰度中值，Ωij滤波窗口中心灰度差绝对均值，max为求其中最大值；所述的误差计算单元，对所述像素信号分析中存在误差进行计算；所述的图像信号识别单元，基于所述误差对所述图像信号是否是周期图像的信号进行识别；图像信号识别单元识别时的传递函数为：G(ω)=exp(-(ln(ω/ω0))22(ln(k/ω0))2);]]>其中，ω0为滤波器的中心频率，对于不同的ω0，k使k/ω0保持不变；在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：Gr(r)=exp[-((ln(r/f0))22(ln(σf))2)];]]>Gθ(θ)=exp[-(θ-θ0)22σθ2];]]>G(r,θ)＝G(r,r)·G(θ,θ)；式中，Gr(r)为控制滤波器带宽的径向分量，Gθ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f0为中心频率，θ0为滤波器方向，σf用于确定带宽；Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσf|，σθ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σθ；所述的基于物联网的垃圾处理控制系统还包括与数据管理模块通过局域网进行连接的移动终端管理模块；所述移动终端管理模块包括与数据管理模块远程无线连接的智能手机终端，该智能手机终端包括：显示模块，用于显示发送过来的提醒信息；发声模块，用于以语音方式表征发送过来的提醒信息；所述的电子信息模块包括实时状态监测模块、图像数据传送模块、GSM网络模块，所述的实时状态监测模块和图像数据传送模块通过GSM网络模块与手机终端进行通信，将现场垃圾图像传送给手机端；所述实时状态监测模块提取实时状态信息特征的方法包括：采集到N个样本用作训练集X，采用下式求出样本平均值m：m=1NΣi=1Nxi]]>其中，xi∈样本训练集X＝(x1，x2，…，xN)；求出散布矩阵S：S=Σi=1N(xi-m)(xi-m)t;]]>求出散布矩阵的特征值λi和对应的特征向量ei，其中，ei便是主分量，将特征值从大到小依次排列λ1，λ2，…；取出p个值，λ1，λ2，…，λp确定出脸空间E＝(e1，e2，…，eP)，在此脸空间上，训练样本X中，每个元素投影到该空间的点由下式得到：x'i＝Etxi，t＝1，2，…，N；由上式得到的是将原向量经过PCA降维后的p维向量；所述的GSM网络模块包括网络服务器和路由器；所述的网络服务器设置在GSM网络模块的前端；所述的路由器设置在网络服务器的一侧；所述的数据管理模块包括控制管理中心。