廢物堆積是當今最緊迫的環境挑戰之一。隨著全球人口的增加，每天產生大量垃圾——僅在印度每天就超過 1,50,000 公噸。通常，各種類型的廢物被傾倒在一起，使分類變得困難且效率低下。傳統的人工采集方法容易出現延遲和分離不一致的情況，導致不衛生的條件和不受控制的微生物生長。該項目提出了一個支持物聯網的自動廢物分類和監測系統，該系統使用紅外、超聲波、電感式接近和土壤濕度傳感器的組合將廢物分為濕、干和金屬類別。與 Wi-Fi 模塊集成的 Arduino 微控制器可處理傳感器數據并控制伺服電機進行分揀。該系統還實時監控料箱填充水平，并將數據傳輸到云服務器進行遠程查看，無需手動檢查。

人工廢物分類方法仍然效率低下且不一致，尤其是在家庭層面。大多數廢物在沒有適當分類的情況下被收集，這使得回收變得困難并增加了環境污染的風險。危險廢物通常最終進入垃圾填埋場或自然生態系統，污染土壤、空氣和水。所提出的基于物聯網的解決方案通過使用傳感器自動檢測和分類廢物來解決這些問題，確保在源頭進行準確分類。該系統無需人工干預即可運行，增加了材料回收和再利用的潛力。

系統概述
該設置以 Arduino UNO 微控制器為中心，該微控制器協調來自多個傳感器的輸入：

• 紅外傳感器：檢測廢物的存在。

• 濕度傳感器：根據水分含量區分濕垃圾和干垃圾。

• 電感式接近傳感器：檢測金屬物體。

• 超聲波傳感器：測量垃圾箱的填充水平。

根據傳感器讀數，Arduino 激活伺服電機，將正確的收集箱定位在廢物入口下方。繼電器驅動器控制電機功率，而 LCD 顯示屏提供實時系統狀態。ESP8266 Wi-Fi 模塊支持云連接，用于數據記錄和遠程監控。

方框圖

使用的組件列表

1. Arduino UNO（ATmega328P 微控制器）

2. ESP8266 Wi-Fi 模塊

3. 紅外 （IR） 傳感器

4. 濕度傳感器（電容式或電阻式）

5. 電感式接近傳感器（金屬探測器）

6. 超聲波傳感器（HC-SR04 或同等產品）

7. 伺服電機（用于料倉旋轉和翻板控制）

8. 繼電器驅動器模塊

9. LCD 顯示屏（16×2 帶或不帶 I2C 接口）

10. 外置直流電源適配器（適用于伺服電機）

11. 連接電線和跨接電纜

12. 用于連接的面包板或PCB

13. 垃圾收集箱（干式、濕式、金屬式）

14. 安裝硬件（框架、支架）

電路設計
該電路集成了傳感器、微控制器、執行器和通信模塊。紅外傳感器觸發分揀過程，濕度傳感器發送模擬信號來識別濕廢物，電感式傳感器標記金屬廢物。信號被饋送到指定的 Arduino 引腳中，其中編程邏輯確定廢物類別。然后伺服電機移動料倉選擇機構。該ESP8266連接到物聯網平臺（例如 ThingSpeak）以上傳填充級別數據。電源由外部適配器供電，以滿足伺服電機的電流需求。

電路圖

工作原理
當廢物沉積時，紅外傳感器會檢測到其存在并觸發分析。如果電感式傳感器檢測到金屬，系統會將其引導至金屬倉。如果不是金屬的，濕度傳感器會檢查水分含量是否高，以識別濕廢物;否則，它被歸類為干燥。伺服電機旋轉料倉平臺并打開進料口蓋板進行沉積。同時，超聲波傳感器測量液位并通過物聯網模塊將這些數據發送到云端。然后，當局可以遠程監控垃圾箱狀態。

實現
硬件實現：

• 定義作要求并選擇傳感器位置以獲得最佳檢測精度。

• 使用具有足夠耐用性和低功耗的兼容傳感器。

• 將 Arduino UNO 與 ESP8266 集成以實現 Wi-Fi 連接。

• 將伺服電機連接到專用電源，以確保穩定運行。

軟件實現：

• 使用 Arduino IDE 在嵌入式 C 中編程。

• 包括每個硬件組件的庫。

• 在 Arduino 和 ThingSpeak 之間建立通信以實現數據可視化。

• 通過 MQTT 或 HTTP 協議實現安全數據傳輸。

• 配置儀表板以進行實時監控和警報。

物聯網集成
ThingSpeak 用于實時可視化和分析傳感器數據。該平臺提供用于無縫 Arduino ESP8266通信的 API。可以通過網絡或移動界面訪問垃圾箱填充水平和廢物類型統計數據的圖形表示。可以設置數據觸發器，以便在料箱達到容量時通知當局。

優勢

• 消除了初級階段的手動隔離工作。

• 通過確保準確的分離來提高回收率。

• 實時監控減少了不必要的收集行程。

• 經濟高效且可擴展，適合市政或社區使用。

• 減少垃圾填埋場廢物并支持可持續發展目標。

結論
基于物聯網的自動廢物分類和監控系統是應對現代廢物管理挑戰的創新方法。通過將精確的傳感器技術與物聯網功能相結合，它可以實現準確的廢物分類、實時監控和優化的資源分配。該系統的可擴展性和適應性使其適合城市部署，支持向智能、可持續城市的過渡。