1．现状调研与问题分析
本项目设计了调查问卷，对烟台市高校校园内垃圾处理现状进行调研，发现各大高校对校园垃圾的回收处理尚未形成完善的体系，存在以下问题：
1.1 垃圾基数大，同学们对垃圾分类回收概念不清晰、环保意识差。
通过调研能够发现，高校不仅占地面积大，而且学生人数众多。例如山东工商学院拥有学生近20000人，如果每天至少有一半的学生消费一瓶水，那么每天就会产生将近10000余个废弃塑料瓶，其中还不包括一次性餐盒、外卖包装等其他生活垃圾。此外，大学生是网络购物的“主力军”，快递包装也是高校垃圾中的重要组成部分。但现阶段，大部分高校师生对于垃圾的回收利用或处理的意识相对薄弱，校园中各种可回收型垃圾未能够被有效回收，垃圾规模不断积聚，却不能得到科学处理，最主要的是高校缺少能够促使学生践行垃圾回收政策、助力碳减排的激励机制。
1.2 回收硬件设施匮乏，方式单一。
高校垃圾回收处理对各种基础设施要求相对较高，特别是对垃圾回收组织、垃圾回收站等有明确的需求。但是纵观我国各高校，真正在校内设置垃圾回收组织或者是垃圾回收系统的学校少之又少，而且在这些硬件设施条件都相对完善的高校中，也有部分高校基础设施沦为摆设，作用发挥有限。而目前，大部分高校无论是教职工还是学生都没有目标和导向成立这样的组织，所以高校垃圾回收处理的专业性和高效性都相对欠佳。现阶段高校内最常见的还是普通塑料垃圾桶，建有垃圾回收系统的学校相对较少，所以高校垃圾回收工作应建立必要的设施基础。
1.3 氛围淡薄，垃圾回收利用能力偏弱。
在高校校园内经常能够看到“爱护环境，人人有责”的环保标语，这些标语虽然能够在高校内部营造一种保护环境的氛围，但是却不能有效针对垃圾回收处理。且由于学生对垃圾回收知识缺乏，易将可回收垃圾与不可回收垃圾混为一体，造成资源浪费。高校想要提高大学生践行垃圾回收处理的内驱动力就必须要有能够适合大学生参与的垃圾回收处理活动与激励机制，使其拥有自我满足感和成就感。
2．设立碳积分奖金与学分激励机制
针对现在高校缺乏激励学生践行垃圾回收、分类与处理等低碳行为的现状，设立垃圾回收激励机制，学生可将日常生活中产生的纸箱、废旧衣物、书籍、塑料瓶等可回收物投入“低碳智能垃圾回收系统”，完成垃圾智能回收处理。
首先学生需扫描回收系统上的二维码登录个人学号账户，选择可回收物品类型，放入物品并称重，系统可计算碳减排量与碳积分，碳积分可兑换奖金，也可转换为学分，学生只可选择其中一种奖励方式，以此达到激励学生践行低碳减排垃圾回收的目的，可回收物兑换碳积分以及碳积分兑换奖金与学分公式如图所示：
3．“智能垃圾回收系统”设计
3.1 设计思路
智能垃圾回收系统大体分为了智能垃圾桶部分和信息管理系统两个部分，智能垃圾桶作为前端，负责实现对垃圾回收的各种功能，信息管理系统作为后台，承载着智能垃圾桶接入、管理、信息分析题型等运行维护功能。
信息管理系统主要提供智能垃圾桶的接入，数据的采集，调配等，解决垃圾桶管理所需的信息管理能力。主要功能有以下几个方面。一是智能垃圾桶终端维护，包括增删改查投放垃圾桶信息，二是垃圾桶数据对接，通过物联网将传感器采集到的数据收集到信息系统数据库,便于后期的分析优化。三是数据实时召测功能，能够通过流量在线的垃圾桶，查看垃圾桶当前状态和实时数据。四是提供智能垃圾桶监控仪表盘，满足垃圾桶布放监控的需要。五是垃圾数据智能分析，通过多垃圾桶清理频度、垃圾桶放满时间、垃圾桶卫生恶化状况等数据的分析，提供垃圾桶部署的优化建议。垃圾回收系统设计图如下图所示:
图 3 智能垃圾回收系统平面图
图 4 智能垃圾回收系统结构图
图 5 智能垃圾回收系统三维立体图
（1）分类回收功能
目前各高校的可回收生活垃圾主要包括纸箱、废旧衣物、书籍、塑料瓶，因此本智能回收系统设置四个分类箱。
（2）自动感应箱门
由于现行的垃圾桶投放口多在桶身侧面，有些还带有盖门，人们投放垃圾时需要走近或用手开门，这样易对人体造成污染。故本回收系统设计红外线感应自动开门装置，当学生扫码登录选择可回收物类别后并称重后，相应的垃圾箱门可自动打开。
（3）语音功能以及大屏AI
在垃圾箱中间上部安装AI大屏幕，在集成电路上安装语音模块系统，当人接近回收系统投放垃圾时，语音系统会提示“请对垃圾进行分类投放”，在学生上下课时间点回收系统大屏和语音会自动播报普及垃圾分类回收知识。在垃圾箱身设置感应器，当人投入垃圾后，箱体内的语音装置便发出“谢谢您”的声音。
（4）自动检测
为了及时显示垃圾装填量，采用超声波测距模块辅助感应，通过超声波测距模块测试垃圾桶内垃圾余量，换成百分比在LED显示屏显示。通过无线通信系统实现管理人员对垃圾回收系统存量的实时管控，装满便会有回收人员来收取垃圾。
（5）人脸识别、扫描二维码、IC刷卡
与校园的门禁系统相联系，学生可通过扫码、人脸识别、或刷校园卡进入智能垃圾回收系统系统完成回收。
（6）太阳能蓄电
太阳能电池板通过一个铁管安装在垃圾箱的上面，有太阳光时，稳压器输出电压，直接给垃圾箱系统供电，同时也给锂蓄电池充电。无太阳光时，蓄电池放电，把储存的电能释放，为垃圾箱供电。夜晚时，垃圾箱上部的LED灯带会被点亮，播放环保标语，以增强同学们的环保意识，
同时美化校园。
（7）自动报警模块
通过内置火焰传感器模块保证整体的火灾报警能力以增强无人看管的安全性，在检测到火光后，单片机控制蜂鸣器立即发出火灾警报。
3.2 垃圾回收流程
（1）扫描二维码
学生扫描二维码登录学号账户。
（2）称重及垃圾投放
选择物品类型，将垃圾放入称重机，称重完毕箱门自动打开，垃圾投放完手动关闭箱门。
（3）碳积分、奖金与学分计算
箱门关闭后，平台自动计算并记录碳积分、奖金与学分，学生只可选择领取奖金或学分。
低碳智能垃圾回收系统回收流程如下图所示。
图 6 智能垃圾回收系统回收流程图
相关性矩阵表示改善产品某一技术特征而对其他技术特征所产生的影响。正相关表示两项技术特征相互支持改变方向一致；负相关表示两项技术特征相互矛盾和冲突改变方向相反；不相关表示两项技术特征的改变不相互影响。
注: 
强正相关 
弱正相关 
弱负相关 
强负相关
图 7 相关性矩阵
4. 回收利用机制
4.1运用物联网技术节约人力、物力
垃圾的分类处理主要由保洁人员负责，而这样的方式不仅仅垃圾分类工作落实不到位，成效也不明显。而集成了电子计算、身份识别功能的物联网技术与垃圾箱分类连接起来，这不仅仅实现了真正的“无人看守”而且还能够通过数据追溯到源头，从而在“纠正”和“监察”上轻易的实现了对垃圾的有效分类。投放垃圾的信息和重量数据可以通过物联网实时采集，将垃圾箱产生的数据结果发送给终端人员进行后台数据分析，节省人力物力。
图 8 物联网系统框架图
物联网系统如图8所示芯片通过GPRS与物联网云平台建立远程连接，相互之间进行数据上报和指令下发，当垃圾桶盛放垃圾满溢时传感器及时发出信息通过GPRS将已满信息发送给物联网云平台及时对垃圾清理。
4.2 纸箱与塑料瓶回收系统制
废旧纸箱与塑料瓶将出售给垃圾回收人员统一处理。`
4.3 废旧衣物回收系统制
回收的废旧衣物将由学校一部分收集捐赠给贫困地区、一部分放到实体店网店上在使用、一部分作为再生纤维重新进行服装加工。然而在回收环节中“运输成本”占比最高，为了降低回收环节的运输成本，本项目将采用“收衣先生”的方式解决。“收衣先生”是四川银谷智联环保科技有限公司旗下的旧衣服回收服务运营平台，前期的投入量远低于其他同行企业，采取轻资产的运营方式，在成立之初，能够基础实现收入与成本持平，1年后实现了盈利。
建立回收联盟，借助线下消费店代收和物流运输
“收衣先生”回收联盟与线下的商店、洗衣店、快递公司进行合作，即居民常去的消费地点，这些回收联盟成员企业的物流运输都有自主的物流运输系统，但往往存在去程或者回程某一单程可能处于空置或不饱和状态，“收衣先生”利用回收联盟企业现有的物流运输资源，附带承接旧衣服运输服务。而这种方面即节约了回收环节中的运输成本，还可以每千克衣物0.2元的价格与回收联盟成员进行商议以此双方实现共赢的局面。
图 9 “回收联盟”参与过程中的正反向物流图
4.4 书籍回收系统制
收集的书籍将由学校的爱心协会组织二手书籍线上与线下交易市场统一出售，书籍不定价，由学生自愿支付购买
