EIC垃圾智能分类APP设计与实现

卢昱褀 1 徐诗瑶 2 邓茜月 3 罗羿 4 潘鑫阳 5 张斌 6

浙江越秀外国语学院 浙江省 绍兴市 312000

摘要：人民生活水平不断提高，生活垃圾的产生量也急剧增加，对环境造成了极大的压力，垃圾分类成为我国需要解决的迫在眉睫的问题。我们旨在通过这种积分换物的方式，激起人们对垃圾分类的重视，传播垃圾分类知识，将垃圾分类这一概念深入人心，实现全民垃圾分类，推进全国垃圾分类工作更高效，智能和方便的开展。此外，通过采集不同类别垃圾的特征图，通过改进机器学习模型，改善大数据智能分类方法，优化垃圾图形图像识别的准确率。

关键字：垃圾分类；拍照识别；知识图谱；人工智能；智慧平台

1.项目背景及介绍

对于垃圾的处理，我国以往都是对其进行填埋或者焚烧，而近几年来，国家陆续开始实行垃圾分类，以减少对环境的污染，而国家对垃圾分类的大力支持，致使垃圾分类影响着我国可持续发展，全国各城市开始制定相关政策，全面推动垃圾分类的实施。

由于我国现在正处于垃圾分类的热潮，不少企业商家开始提出便于垃圾分类的产品，其中还有一些不完善的地方，以致所推出的产品没有得到广泛推行。而本项目针对那些不完善的地方进行了相应的补充，让人们能更方便准确地进行垃圾分类。

本项目垃圾桶将主要放置在居民区、景点、学校等人流密集区，便于人们进行垃圾分类。并且实行一定奖罚制度，提高群众积极性让人们都参与到垃圾分类中。

希望能通过本项目，能让人们重视垃圾分类，了解垃圾分类知识，让全民参与垃圾分类，推进我国垃圾分类工作，帮助我国进行环境保护工作，同时推进我国经济发展。

2.产品与服务简述

EIC项目是通过使用一种基于人脸识别的用户身份识别匹配的方法，与 app 相结合的无人化垃圾回收、无人值守的自助投放点，我们利用人脸识别对用户进行认证匹配，登陆其所对应的账号，而后用户在我们所设计的智能垃圾箱中投放垃圾，垃圾箱分为可回收垃圾，有害垃圾，厨余垃圾和其他垃圾，智能识别垃圾箱通过自动拍照识别系统对用户投放的垃圾进行识别，为唤起全民环保意识及环保责任感，对垃 圾投放对的用户给予一定的电影票优惠券或是积分奖励等，积分可以在超市点或是小程序中换取相应的物品，投放错误的用户则将扣除相应的积分并且我们会在电子屏幕中显示垃圾分类小知识和垃圾投放的正确选项，从而提高公民垃圾分的类自觉性和意识。

2.1产品研究

为实现积分兑换分类回收和智慧平台监管为一体的垃圾智能分类APP系统。该项目研究如何设计与实现一个智能化的信息系统，在该系统中用户能够利用拍照识别技术快速地实现对垃圾的分类，并对应投放的垃圾桶进行推荐。其中包括以下几个研究点：

2.1.1 垃圾分类的相关知识图谱构建方法。

通过知识图谱有效地将常见的垃圾名称与分类关联起来，有效提高分类的准确性。知识图谱中通常存有大量结构化的知识数据，用节点和关系的三元组，为真实世界场景直接建模。

2.1.2 优化垃圾分类的机器学习算法。

研究boosting等较为先进的智能分类方法，主要关注这些研究方法的改进。在KNN算法技术基础上进行改进，计划用知识图谱的知识库去引导机器学习的分类方法，提高分类的查全率和查准率。

2.2特色服务

2.2.1 自助投放点

用户可以使用手机打开定位功能，登录 app 打开查找功能，自助查询周边的自助无人投放点进行投放，后续也可以利用百度地图等软件进行查找。

2.2.2 面向用户

我们认为，只有通过持续的教育过程，才能帮助公众掌握和习惯某种复杂的操作。更重要的教育方式是反馈用户的每一次投递。于是我们衍射出了一系列的奖励机制和教育机制。

3.市场分析

3.1市场需求

由于近年来处理垃圾的形式不当，为了促进垃圾中有效物质的可循环利用并减少相关安全隐患，结合调查我们将从垃圾分类的后续集中处理入手，做一个具有一定激励措施的AI智能垃圾箱设计。

3.2竞争对手分析

而如今市场需求促进，已经有一定的竞争对手，如小黄狗智能垃圾箱、虎哥回收、奥北环保等等APP，他们具有一定的优势，例如集中了前、中、后期的垃圾处，丰富的平台活动，社区范完善了’最后一公里’的问题，变废为宝的可循环利用等。但其中也存在一定的设计问题，例如成本负担过高，资金周转不力，投放物、投放点有限，宣传力度不佳，不能有效激发群众积极性等。

3.3市场优劣势分析

针对以上问题，我们做了相关规划与完善：

①投放方向的革新：以各地大中型企业、幼儿园为主。第一阶段，利用企业的管理制度，做好对青年人行为上的约束；在幼儿的易接受阶段，采取老师带队进行认知塑造。第二阶段，由幼儿去感化家长，由青年人带动家中老一辈的方式进行带动宣传，并实行一定的社会奖惩措施，提高积极性。

②宣传力度提升：采用客户反馈机制+政府宣传两者结合，使环保观念深入人心，从而增大垃圾自动分类机的市场需求。

③结合时代技术：采用人脸识别技术实现用户的简易登录，SoLoMoMe模式获取持机人定位，并实行积分制与页面竞答活动，来提供对应日常消费的折扣券，提高群众参与度与积极性。

④定期反馈调整：设有每月一次的用户反馈调查，由app统分析数据上传，结合数据做相应改进与调整。

也存在相关较为不完善的问题，例如前期资金问题；核心技术的突破等，后续我们会逐一加以改善。

4.网络平台规划

根据 EIC 的服务特点，着眼于系统 API的调用，达到辅助管理系统的目的，实现 PC、WebAPP、微信、APP 多端数据同步的整合，网络的调用方式以网页为主。用户可在使用流量和使用 WiFi 的情况下登录 app 使用。保证用户在各种网络环境下 都有良好的体验。在某些流量较大的平台内开设自己的小程序。可通过小程序来了解及体验其相关内容。除小程序外，EIC 还设有属于自己的 APP。APP 提供其具体功能介绍，即 EIC 如何通过回收垃圾再将其转换成实际收益的过 程。通过 APP 传播自己的环保理念。每个用户都有一个专属ID账号。

在运营维护层面，以服务和特卖切入，辅以小区社交增加用户粘度。有专业的产品研发、平台运营、市场推广团队；还有独创的引流模式和精准的切入点，不仅满足上游商家效益需求，同时解决下游用户接入服务不便捷的痛点。APP内主要功能有：环保知识普及、积分制、环保知识有奖竞猜、奖品兑和惩罚制度。

最终，用户所获取的积分可在附近超市点换取一些生活必需品，也可以在“EIC”APP中兑换一些美团、饿了吗、淘票票等平台的红包抵扣券，同时app也会定时推送垃圾分类小知识，实现积分兑换分类回收和智慧平台监管为一体的垃圾智能分类APP。

5.风险评估

由于软件项目的研制需要开发新的技术,或使用许多已经过验证 的技术和产品,但产品生产数目一般较少,这些技术和加工工艺不容易 达到成熟或定型的程度。且大型项目的研制需要长时间大规模的组织、指挥协调工作,以及漫长的研制周期等,都会带来种种难以预见的不确定性因素。这些不确定因素的存在使得软件项目研制任务往往难以预料,不可能做到研制完 全成功,存在着失败的风险。所以在项目研制的可行性分析和方案认证时,加强方案风险分析是十分必要的。我们通过技术、市场、环境工程设计方案、社会风险、环境保护等度出发综合预测该项目风险指标发现：我们所提出的项目风险较小，可以进行进一步发展。同时通过与本地及外地的竞争分析，我们有着与其他相似产品所未有的创新性技术，有着强大的竞争力

6.成果

实现了一个效果较好的垃圾分类APP，实现对全民垃圾分类的辅助管理，通过电子商务模式对人们进行激励和引导。在技术上通过垃圾分类知识图谱构建、优化图形图像分类效果，形成新的算法和应用技术。

本论文成果来源于省级大学生创新训练项目“EIC垃圾智能分类APP设计与实现”，项目编号为S202012792017，指导老师张斌。