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RFID+摄像头:挪威哈尔登市废物分类系统的成功案例

发布时间:2023-12-01

挪威哈尔登市近日通过一种混合射频识别(RFID)和基于摄像头的系统来全面了解废物收集情况,据悉该系统能够识别每个客户站点收集的废物,并确定废物是垃圾还是可回收物。这一RFID解决方案始于2016年的一项大学生项目,经过演变,最近还增加了基于摄像头的技术,以提供有关在每个客户站点清空的是哪个垃圾箱、何时何地清空的更为详细的数据。

技术公司RFID-Solutions的这一解决方案为该市省下了以前支付给第三方废物管理提供商的额外废物收集费用,而这些费用在某些情况下实际上并没有发生。RFID-Solutions的首席信息官Geir Vevle表示,该系统使得城市人员能够实时查看每个家庭的收集详情,从而提供准确的信息,进而提供更好的客户服务。通过利用射频识别和基于摄像头的数据,该城市可以识别每一次收集并确认每个家庭是否将垃圾正确分类为常规垃圾、食物垃圾和纸张垃圾。摄像头使得系统能够追踪从每个家庭收集了多少个绿色垃圾袋(其中包含食物垃圾),从而了解居民是否在分类他们的生物垃圾。绿色垃圾袋的管理旨在通过提供有关家庭如何分类他们的食物垃圾的信息来提高可持续性,从而使城市能够教育那些在该市的某些地区没有充分努力将垃圾分类到其分类中的人。

根据欧盟的规定,到2025年,必须对生物垃圾和塑料进行分类处理,生物垃圾转化为沼气,而塑料则回收利用。

哈尔登位于挪威南部,向第三方收费公司支付其居民的废物管理费用。这座城市曾是RFID Journal 2023最佳实施奖的入围者,发现在收费公司开具发票的垃圾箱数量与实际清空的垃圾箱数量之间存在差异,导致对未提供的服务进行了超额收费。

此外,几乎3.2万名居民中的一些人致电城市称他们的垃圾箱未被清空,尽管实际上已经清空,这导致了重复清收的额外成本。

尽管许多市政府都在使用低频RFID来捕捉垃圾箱清空事件,但哈尔登的团队希望尝试一种更准确的技术,选择了调查UHF RFID系统

2016年,四名大学生开始与城市合作进行一项在2019年完成的项目。RFID-Solutions在那个时候参与进来,组建了由公司的架构师和开发人员以及市政管理人员组成的团队,旨在确保实现业务目标。

部署始于在单一卡车上进行了一些垃圾箱和临时设备的概念验证,发现技术运作良好。该项目在这个248平方英里城市的特定区域扩展,将UHF RFID系统推广到其整个客户群体。

该城市选择了RFID标签Avery Dennison Smartrac Short Dipole标签,并搭载了Impinj Monza R6芯片。这些标签由RFID-Source A/S Denmark嵌入到垃圾箱中。如今,城市内所有30,000个垃圾箱都贴有与户口以及GPS位置相关联的废物箱ID。

工作原理:城市在每个垃圾箱的盖子下贴有RFID标签。每个防水标签都带有一个打印的QR码,通过扫描创建与家庭和该标签编码的唯一ID之间的链接。这些数据然后存储在RFID-Solutions提供的城市系统软件中。

每辆卡车都配备了由物联网技术公司Acceliot提供的UHF RFID读卡器。每个Starflex STR400E读卡器与Teltonika的RUT955 4G+GPS网关相结合。当司机驾驶卡车沿着收集路线行驶时,物联网平台软件(称为Thingsboard)正在车辆的仪表板上运行。通过这种方式,卡车操作员可以实时查看与他们的路线和收集相关的数据。

当司机停在一个收集点时,垃圾箱会被自动升起并倒入漏斗,RFID读卡器部署在漏斗中。读卡器捕获标签ID,并将该数据与卡车的时间戳和GPS位置连接起来。与此同时,安装在卡车背部的Omron摄像头拍摄一张照片。Thingsboard的图像识别功能计算出倾倒了多少个绿色垃圾袋,并将这些数据添加到物联网平台。卡车的板载软件使用MQTT消息协议将数据转发到后端物联网数据库。

软件交互:该软件提供了进行市政废物收集管理所需的用户界面,包括地图、垃圾箱和收集点的列表,以及深入数据和图表的能力,RFID的Vevle表示。与此同时,废物管理公司的客户支持人员可以看到已清空的文档。尽管该系统提供了实时数据,但它也可用于分析。政府官员表示,废物管理人员可以利用技术捕获的信息改进清空服务的规划。“数据在几个系统之间结合起来,以尽可能多地利用从收集到的数据中获得的信息和智能,”Vevle表示。事实上,自从实施了物联网解决方案以来,该市废物收集的成本已经降低,与以前支付更多垃圾箱的成本相比,过去与卡车提供的服务不符的费用也减少了。定制解决方案:与大多数新项目一样,随着在整个城市的推出,硬件和软件都需要进行调整,Vevle表示。在试点和推出过程中,团队对硬件和软件进行了调整,找到了一些方法,通过构建可以快速安装在每辆车上的单元,使得安装更加无缝。废物收集环境的挑战性要求对读卡器灵敏度进行一些调整。起初,Vevle表示,“UHF RFID传输功率过大”,导致可能在收集路线上未被卡车的机械系统清空的垃圾箱的杂散读取。因此,团队不仅调整了读卡功率,还调整了天线的角度,以确保只有实际上被卡车的机械系统清空的垃圾箱才会被读取和记录。优化天线安装的位置还确保了在卡车清空垃圾箱时它们不会被撞松。

降低成本:自系统部署以来,城市的废物收集成本已经降低,居民声称他们的垃圾箱未被清空的情况也减少了。该系统的数据使得该市能够查看回收量较低的区域,并对居民进行教育。最终,这一教育工作的结果帮助提高了回收率。“通过摄像头计数绿袋和与家庭和区域链接的RFID,使改善回收性能的工作得以持续进行,”Vevle说,这使得城市人员不再需要像过去那样手动分析区域的实际垃圾。

未来的努力:哈尔登市下一步是加强与废物管理行政系统的整合,Vevle报告说。该市正在进行一个试点项目,测试在垃圾箱中安装蓝牙低功耗(BLE)传感器以测量垃圾水平。有了这个功能,城市将能够区分那些产生大量垃圾和产生较少垃圾的人。通过在垃圾箱上添加传感器,垃圾车在清空时将捕捉到这个数据。这将为废物管理解决方案增加另一个数据元素,并使从数据中提取更多智能成为可能,Vevle表示。

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