1、基金项目：西安航空学院2023年国家级大学生创新创业训练计划项目：家用智能多功能垃圾桶（项目编号：202311736023） 
2、作者简介：李钰莹：2004年生，女，西安航空学院 物流管理专业本科生；尤帅：通讯作者，1991年生，女，西安航空学院教师，主要从事产业经济研究；沈宏宇：2004年生，男，西安航空学院 财务管理专业本科生。

1、引言

随着人们生活水平的不断提高，环境保护意识正 逐步深入人心，随着智能技术的高速发展，垃圾分类是 否也能实现智能化成为人们热议的话题。^[5] 传统的垃圾处理方式往往存在效率低下、资源浪费等问题， 无法满足现代社会的需求。^[6] 通过合理处理 各类垃圾，回收有再利用价值的垃圾提高资源的再利用率，促进循环经济的发展。^[7] 垃圾分类是对绿色低碳生活方式的重要践行， 也是实施“双碳”国家战略的重要任务。^[8]随着当前社会经济的发展，人民生活水平不断提高，生活节奏不断加快，更多消费者趋于追求一种低成本、操作简便而又功能齐全的智能化简式生活，智能垃圾桶逐渐进入人们的视野。目前市面上可选的智能垃圾桶的种类很多，但是耗电量大、价位高、智能化程度低是智能垃圾桶的一个重要共性[1]，使用过程中，也存在垃圾散发异味等问题。基于此，本文旨在对智能垃圾桶的现状及问题做进一步梳理，并提出相应的改进建议，在降低智能垃圾桶成本的同时，做到绿色节能环保、高效便捷实用。

2、智能垃圾桶现状分析

2.1 行业现状

智能家居，是在现代时尚家具的基础上，将组合智能、电子智能、机械智能、物联智能巧妙的融入家具产品当中，使家具智能化、国际化、时尚化，使家居生活更加便捷、舒适，是新贵生活方式重要组成部分，是未来国际家居的发展潮流和趋势。

我国智能家居行业的发展经历了三个阶段，第一个阶段是联网,或者称为单品的智能化。它是将所有家用设备通过网络连接到移动终端,以实现远程控制。第二个阶段是联动,即通过网络实现各家用设备之间信息互通与共享,从而打破智能家居各设备间存在的“信息孤岛”,实现不同家用设备间的协作。上述两个阶段,都需要人工操控,无法真正有效地满足用户的需求,故称之为弱联动的智能化阶段。第三个阶段是以人工智能为核心的强联动。即,通过智能家居这样一个平台系统,实现家居各子系统的协同感知、协同学习、协同调控。在该阶段,各设备间的互联互通不再需要人的干预,均能自主地相互配合,完成各种操作,进而实现由原来的被动式控制操作转向主动式智能化操作。

与其他智能型家居功能运作对比，智能垃圾桶行业仍处于2.0（软智能）阶段，大多数商家在对垃圾桶改造升级重点放在了外观方面，并没有完全跨入3.0（智慧智能）阶段。截止2023年5月2日前，在众多网络购物平台上搜索如“智能垃圾桶”、“智慧垃圾桶”等

包含“智能”、“智慧”关键词搜索垃圾桶，平台搜素推送大多都是“智能感应垃圾桶”，主要功能有：自动感应开盖、垃圾桶打包、垃圾桶自动换袋等。  

2.2 产品现状       

目前，市场上主流的智能垃圾桶品牌有拓牛，佳帮手，CCKO等，它们在设计方面既存在一定的共性，又具备各自的特点。

在产品外观形状方面，目前共有三种外形设计：方形桶、圆形桶、椭圆形桶，不同的形状适用于不同的室内布局。在产品材质方面，普遍采用的是ABS材质，这是因为ABS是高级工程塑料，具有抗菌和抗腐蚀，常用于家用电器，在韧性、耐温和外表光泽度都优于PP，在颜值、重量方面会优于不锈钢。在产品容量方面，智能垃圾桶总体大小体积12.9L，实际装载垃圾空间体积11.5L，属于中大型垃圾储量。在功能和价格方面，不同档次、不同功能的智能垃圾桶价格各异。其中，基础款：主要提供普通垃圾分类和密封功能，平均售价在200元-500元之间。中档款：具备垃圾分类、开/关盖感应、防臭材料、音频提示等功能，平均售价在500元-1000元之间。高档款：除了以上基础功能外，还可具有手动/自动开合、卫生消毒、led触控屏幕、语音识别等智能化功能，平均售价在1000元-3000元之间。主要产品属性如表1所示。

表1市场主流垃圾桶的产品属性

3、智能垃圾桶问题分析

通过对智能垃圾桶的行业现状以及产品现状进行分析，可以得出智能垃圾桶在以下方面仍存在不足。

（1）售价普遍较高

通过表1可以看出，目前智能垃圾桶售价普遍较高。原因一方面在于智能化生产成本较高，在技术研发上投入了大量的人力物力财力等。另一方面由于高端的智能垃圾桶，大部分是定制的，具有个性化服务，无法大量生产上市。因此寻常家庭不会将智能垃圾桶摆在第一选择位，从而也无法体验智能垃圾桶带来的便利。再者，智能垃圾桶属于一个新风口，市面上真正掌握智能性质的垃圾桶公司很少，导致市场分布不均，价格也天差地别。

（2）缺少消毒功能

传统垃圾桶由于设计缺陷和管理问题，往往成为细菌、病毒等病原体的滋生地。智能垃圾桶虽然改善了垃圾处理效率，但若无消毒功能，依然无法从根本上解决垃圾桶的卫生问题。如果再没有及时更换垃圾袋，或者没有按时清洗垃圾桶，垃圾桶的卫生状况直接影响到用户的身体健康。未经消毒处理的垃圾不仅容易滋生细菌，还可能产生有害气体，对周边环境及用户健康造成危害。

（3）缺少智能控制

市面上的智能垃圾桶大多采用了红外线感应技术，可以让垃圾桶盖子在有人接近时自动打开，避免了手动操作的繁琐，也有少部分的智能型垃圾桶包含了自动打包功能，但是价格普遍高昂。当室内无人居家，则缺少了对智能垃圾桶的内部的准确判断。例如丧失无线联网这部分功能，将会使得垃圾桶无法与其他设备或管理系统联网，无法进行远程监控和管理；缺失垃圾桶容量检测功能，使用者将不能在远程观测到垃圾桶容量;若使用者想要清洗垃圾桶杀菌消毒时，工作离家不方便，下班回家疲惫不堪，也不愿意亲自去做垃圾桶清洗这方面的工作，若加入小程序帮助使用者，出门时候设定消毒模式或者空气清新模式，归家看见家里没有垃圾恶臭味，垃圾桶也消毒清理干净，使用者不免会对居家生活满意度大大提高。

4、智能垃圾桶的性能提升建议 

通过以上分析，现阶段智能垃圾桶不仅成本较高，还无法满足消费者关于消毒、智能化控制等需求。因此，本文对智能垃圾桶的性能提出以下提升建议。

4.1应用紫外线杀菌

随着市场的不断发展和用户需求的不断变化，消毒功能是近几年垃智能垃圾桶性能提升的重要方向之一。通过调查发现，目前运用紫外线杀菌是比较环保且成本较低的一种方法，相较于酒精等液体消毒水，紫外线杀菌更能保持垃圾桶的清洁。垃圾桶内部配备气敏传感器和紫外线消毒灯，利用紫外线消毒灯对垃圾桶进行杀菌处理。因为紫外线杀菌需要一定的时间，所以这段时间中，尽可能保证垃圾桶中没有垃圾。而为了保证垃圾桶杀菌彻底，我们采用UVC紫外线杀菌。UVC波段的紫外线穿透较弱，但是属于细菌、病毒等微生物的生命物质蛋白质和DNA的吸收光谱峰值范围内，针对这类问题，对细菌、病毒等微生物有着非常出色的杀伤力。

4.2加装空气清新剂

为了解决垃圾本身携带异味的问题，为智能垃圾桶加装空气清新剂和气敏传感器成为了提高垃圾处理场所空气质量的有效手段。通过加装空气清新剂装置，智能垃圾桶能够在垃圾投放后立即释放清新的空气，减少垃圾异味对使用者及周围环境的影响。具体方法是在智能垃圾桶中添加一份卡槽，使用者可以安放个人喜欢的空气清洗剂，可以通过垃圾桶雾化功能，快速去除异味，从而提高垃圾处理场所的空气质量，为使用者提供更加舒适的使用环境。

气敏传感器的工作原理是，在智能垃圾桶工作过程中，检测到的气味值超过当初设定好的数值时，传感器便会发出气味信号，然后垃圾桶内的水泵就会喷射出除臭剂，这样就会将异味处理干净，这一系列的操作都是在垃圾桶关闭的状态下进行的，不会对室内环境造成影响。

4.3自动打包换袋

自动打包换袋功能不但解决了频繁更换垃圾袋的不方便操作，还极大提高了垃圾处理的便利性和卫生性。为此设置类似抽纸盒状垃圾袋组置于桶底，并安装感应模块，当感应到垃圾容量达到一个限度，则会自行启动进行垃圾袋打包，通过垃圾桶上方固定垃圾袋处的开口收紧，并对内部铁丝进行温度加热，对垃圾袋封口来达到打包目的，同时垃圾桶信号灯也发出红色光，表示垃圾打包结束，须取走垃圾才能继续正常使用垃圾桶；当垃圾桶中的垃圾袋被取走，会立马进行垃圾袋的补充，像抽纸般套袋，减少了人们套垃圾袋这一工作。

垃圾袋的补充过程迅速，当垃圾桶内垃圾袋时候低于预设值时，信号灯会发出红色光芒，提醒用户补充垃圾袋。其原理是，通过智能垃圾桶的控制系统来检测剩余垃圾袋的数量。智能垃圾桶的控制系统可以通过连接到垃圾桶的传感器来收集数据，并通过算法计算剩余垃圾袋的数量。当剩余垃圾袋数量低于预设值时，控制系统可以通过信号灯改变颜色以及APP推送的方式提醒用户更换垃圾袋。

4.4普及智能控制功能

光电感应模块可以让垃圾桶在夜间也能正常使用；而红外线感应技术则可以让垃圾桶盖在有人接近时自动打开。在使用过程中，当有人肢体靠近垃圾桶时，垃圾桶盖就会自动打开，如果消费者感觉不节能，可以设置开盖的时长，时长结束，垃圾桶就会自动关闭。当智能垃圾桶配备的垃圾袋已经满时，智能垃圾桶也会感应得到，垃圾袋就会被自动封口，解决人手去封袋的问题。如果垃圾桶已经是较满的情况，人体靠近时，垃圾桶也不会自动打开，这就提示我们该清理垃圾了。同时，添加一个无线通信模块，将垃圾桶的状态实时传输到云端，实现垃圾容量云监测，便于管理人员实时了解各个垃圾桶的状况，及时清理和更换垃圾袋，并增加线上反馈功能，收集用户需求，对产品进行迭代，不断优化用户体验。

 4.5 降低生产成本

在保证上述功能完备的前提下，尽量降低生产成本，从而降低售价，保证大多数消费者能够以较为低廉的价格享受到高品质的智能垃圾桶产品。

家用智能多功能垃圾桶的成本，除了包括垃圾桶本身的成本之外，还需要考虑感应器、电池和电源适配器等零部件的成本，以及运营管理的成本。通过计算，预计符合功能标准的智能垃圾桶总成本可以控制在100到150左右，预定售价降为299元。具体成本分析如表2所示。

表2垃圾桶的成本分析

5、总结与展望

根据中国互联网络信息中心发布《中国互联网发展状况统计报告》，截止2023年6月，我国网民规模达10.79亿人次。随着互联网、物联网与新兴技术的发展与完善，越来越多人对简便智能的居住环境存在很大需求，智能家居产品领域保持高速增长，智能垃圾桶发展潜力巨大，是一片广阔的蓝海。针对现有智能垃圾桶存在的不足，本文在功能上做了优化，从而保证智能垃圾桶在低成本的情况下，实现紫外线消毒、自动打包功能，软件平台云监控垃圾桶内部容量、线上消毒和自动关盖等功能，并设立线上反馈窗口，利用用户端收集性能改进建议，以此完善垃圾桶功能、提高用户舒适度、改善住所环境。

在未来，随着信息化的进一步发展，我们当下的智能多功能垃圾桶也会随之升级，未来智能垃圾桶将向着硬件体积缩小、垃圾存储空间扩大、功能运行速度加快、功能更加丰富的方向发展，未来的智能垃圾桶将按照不同场景推出适用版本、集成其他清洁家居打造一条清洁生态链，更加便利和满足未来人民居住的需求。

参考文献

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[2]  黄友超,焦宇新,王秋悦等.智能垃圾桶推广策略研究[J].通信与信息技术,2023(02):130-132

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[13] 肖雨,李洪璠.一种可智能分类垃圾桶的设计[J].农业工程与装备,2023,50(03):55-56+59.

作者简介

[1]李钰莹，女，广西南宁，2004年，西安航空学院本科生，陕西省西安市西二环259号，710077

[2]尤帅，女，陕西西安，1991年，硕士，西安航空学院教师，通讯作者，邮箱：417296169@qq.com，陕西省西安市西二环259号，710077

[3]沈宏宇，男，江西南丰，2004年，西安航空学院本科生，陕西省西安市西二环259号，710077