基于物联网的智能废旧电子产品回收体系

李　佳

上海交通大学环境科学与工程学院

副教授

1　工作原理与性能

1.1　智能废旧电子产品回收体系工作原理

随着科技的进步，电子产品将更加智能化、自动化、模块化，同时更新速度飞快发展，新产品层出不穷，旧产品往往不到使用年限，在功能正常的状态被报废。电子产品的组成复杂、其中含有的金属与非金属成分具有很高的回收价值，但处理不当会对环境带来严重的污染。废旧电子产品具有门类多，组成复杂，资源性与危害性并存的特点使其回收难、处理难，已成为当今社会难以解决的问题。由于消费者不了解废旧电子产品的正规处理与回收流程，导致废旧电子产品直接流入不法商贩处，后续处理面临环境危害与信息安全泄漏等隐患；回收企业的处理水平不同，导致部分回收企业收不到足够的“废弃物”使其产能不足，部分回收企业收到的“废弃物”凭其现有技术无法资源化处理，浪费了企业与社会资源。为此本项目设计基于物联网的智能废旧电子产品回收体系，解决以上问题。

如图1所示，该体系包括两个核心模块，“回收芯片”与“回收平台”模块。通过物联网将电子产品、用户、制造商、回收企业相链接，实现电子产品的智能回收。在电子产品中植入“回收芯片”。设备由于故障或者使用年限到期，或者“用户”意愿淘汰时，触发芯片，芯片将关键信息发送到“回收平台”，平台通过数据与算法计算出“残值”，待使用者确认后，平台根据算法匹配合理的回收企业与物流系统，废旧产品自动进入回收阶段。该系统集成了产品与企业信息，利用优化算法实现废旧电子产品的万物联网。使用者无须烦恼废旧产品的处置，实现“一键回收”，制造商以低廉价格获得可重复利用的关键元器件，回收企业得到充足且和“对胃口”的“废弃物”。

图1　智能电子产品回收体系示意图

图2　（a）回收芯片工作原理 （b）回收平台工作原理

1.2　回收芯片工作原理描述

“回收芯片”独立于电子产品功能模块，其主要包括“信息存储”“功能扫描”“用户反馈”“无线发射”四个功能区。如图2（a）所示，“回收芯片”独立于电子产品功能模块。在“信息存储”区记录包括产品基本信息，如制造年代、生产厂商、组成材料等；在设备进入报废阶段时启动扫描功能，检查产品关键部件元器件的状态，记录相关信息；在“用户反馈”区提供与用户互动的操作界面，设备发生故障、运行不畅或达到使用期限时报警，并指示用户是否启动“一键回收”。使用者主动要淘汰正常使用的设备时，提供“一键回收”界面；在“无线发射”功能区，将扫描后的设备信息通过无线方式立即发送到“回收平台”。

1.3　回收平台工作原理描述

“回收平台”由可处理大数据的超级计算机组成，主要由“残值计算”“物流计算”“资源化计算”三个功能区组成；基本数据库来源分别由制造商提供的关键部件再利用数据、由用户提供的产品使用信息数据、由物流公司提供的物流信息数据、由回收企业提供的工艺流程数据、由科研院校提供的新技术数据等五个数据库组成。通过“残值计算”将电子产品区分为“再利用”与“资源化”两类，并根据用户反馈信息，经“物流计算”配置最合理物流路线，发送物流指令到物流企业实现智能收集。需“资源化”的废旧电器经“资源化计算”，将废弃物合理分配到相应的回收企业。制造商、用户、物流企业、回收企业、科研院校同时更新与维护相应的数据库。

2　应用领域与前景

未来的5 ～ 15年，可应用于各种废旧电子电器的资源化处理领域，随着“回收芯片”技术的进步与“回收平台”算法的丰富，该技术可应用于任何一种“城市矿产”（如汽车、飞机、工业设备等）的资源化领域。