SOHE智能厨余垃圾处理系统

SOHE 智能餐余垃圾置管系统 --- 完整流程与功能说明

SOHE智能餐余垃圾置管系统（以下简称"系统"）业务流程、功能模块、数据模型、接口示例、硬件集成与实现。

一、系统目标与范围

目标：对餐饮单位产生的餐余垃圾进行全流程智能化监管与处置：实时采集产生量与称重数据、上传处置量与入厂/出厂重量、设备运行状态监控、报警与审计日志，支持监管部门、运营方和餐饮单位协同管理与追溯。

范围：

数据采集：称重设备（进厂/出厂/中转）、时间、地点、单位信息
设备监控：状态、通讯、传感器告警
报警管理：超标、异常重量、设备离线、作弊疑似
日志审计：用户操作、自动事件、修正记录
报表与统计：日/周/月/年、单位排行、合规性检测
移动端/PC端：餐饮端上报、司机/称重员操作、监管端审批
接入硬件：电子秤、门禁、称重摄像头、物联网网关
可扩展：路线优化、预测、可视化地图、区块链上链

二、系统主要角色

餐饮单位管理员：登记单位信息，上报产垃圾/预约入厂。
称重员 / 司机：现场称重、拍照、确认入厂/出厂、上传处置量。
运营调度人员：调度车辆、处理异常报警。
设备维护人员：设备巡检、故障处理。
监管人员（政府/环保）：查看报表、审计日志、监管报警。
系统管理员：用户权限管理、系统配置、备份。

三、高层业务流程（步骤化）

餐饮单位注册与资料维护
- 单位信息（名称、地址、经营类型、负责人、联系人、证照信息）录入并审核。
产生记录（自动/手工）
- 餐饮单位通过移动端或接口提交"产生记录"：产生时间、估算重量（或自动称重）、产生点ID（厨房/门口）、照片（可选）、垃圾类型（餐余/厨余/油渣）。
- 系统生成产生记录ID，进入待收运状态。
预约/调度收运
- 餐饮单位预约上门收运或运营方安排路线。
- 调度系统分配车辆与称重点。
上门收运 --- 现场称重（进厂重量）
- 车辆到达称重点/厂区，电子地磅自动读取"进厂重量"（毛重），拍照（车牌、车厢）、称重终端上传数据：产生记录ID、进厂时间、进厂重量、称重设备ID、操作员ID。
- 系统关联单据并校验（照片与车牌匹配，重量范围合理性校验）。
处置/中转处理
- 在处理中间环节记录处理明细（例如转堆、堆肥量、厌氧消化量），可分批记录"处置量"。
- 设备（破碎机/烘干/发酵设备）状态与运行日志同步上传。
出厂称重（回皮重 / 去皮重）
- 出厂时称重获取回皮重（空车重量）或称重后得到净处理量（毛重 - 皮重）。
- 系统计算处理量并记录处置结论（已处理/转运/异常）。
数据校验与计量确认
- 系统依据规则自动校验（与预约重量、历史数据比较、同车多次入厂检测）。
- 若校验失败，生成报警/待人工复核。
报警处理
- 对超限、异常波动、设备离线、时序错乱等触发报警，支持短信/微信/邮件/推送通知，设定SLA与处理流程。
审计与日志
- 所有用户操作、系统自动修正、手工核销均产生审计日志并不可篡改保存（可接区块链上链或数据库只追加策略）。
报表与分析
- 生成日/周/月报表、合规报告、单位排行、设备利用率、异常统计、地图可视化。

四、功能模块一览（细分）

下面按模块详细列出功能点（可直接用于开发任务拆解）：

1. 用户与权限模块

用户/角色管理（RBAC：监管、运营、餐饮、称重员、维护）
单位（餐饮）管理与资质审核
操作日志/审计查看

2. 设备与物联模块

设备注册（秤、摄像头、网关、传感器）
设备心跳/状态监控（在线/离线、故障码）
固件版本管理、远程重启/维护指令下发
支持协议：MQTT、HTTP、Modbus、串口转网关

3. 数据采集模块

自动称重采集（串口/网关->MQTT->服务器）
摄像头抓拍（车牌、称重过程）
移动端手工上传（产生记录、照片、备注）
GPS/位置点位关联

4. 称重与计量模块

进厂/出厂称重流程（毛重/皮重/净重）
称重单据生成、打印（二维码/条码）
多称重点合并、分批计量
实时数据校验（波动、超标、逻辑冲突）

5. 报警与通知模块

报警策略编辑（阈值、条件组合）
报警分级（紧急/高/中/低）
通知渠道：短信、邮件、企业微信、APP推送
报警处理工单（指派、回复、关闭、二次上报）

6. 流程与审批模块

入厂单确认、处置单审批
人工复核与凭证上传（图片、视频）
异常申诉/复核历史记录

7. 报表与可视化

实时看板（单位、设备、报警）
地图视图（热力图、路由）
导出（CSV/Excel/PDF）
定时报表/邮件分发

8. 审计与合规

操作日志（who/when/what）
数据防篡改（只追加、备份、哈希校验）
合规报告模板（交给监管部门用）

9. 系统管理与监控

备份/恢复、性能监控、告警上报
API 密钥管理、访问频率限制（Rate Limiting）
多租户支持（如果需要）

10. 扩展智能功能（可选）

异常检测的 ML 模型（识别作弊、虚报）
运输路线优化（基于地图服务）
处理量预测（单位/节假日动态）
区块链上链（不可篡改审计）------可选

五、关键业务规则

毛重与皮重时差不得超过 24 小时；超时需人工复核。
单车同日累计净处理量超出历史平均 3 倍触发警报。
设备离线超过 15 分钟触发离线告警；离线超过 24 小时自动生成维护单。
相同产生记录多次计量时，系统按"首次入厂"为准，后续需人工核准。
用户操作的关键字段修改需记录原值与修改原因。

六、数据模型

下面给出核心表结构，供开发直接使用或作参考（简化版）。

sql 复制代码

-- 餐饮单位
CREATE TABLE restaurant_unit (
  unit_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(200) NOT NULL,
  license_no VARCHAR(100),
  contact_name VARCHAR(100),
  contact_phone VARCHAR(50),
  address VARCHAR(500),
  category VARCHAR(50), -- 餐饮类型
  status TINYINT DEFAULT 1, -- 1:正常 0:停用
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 产生记录（餐余垃圾产生）
CREATE TABLE generation_record (
  gen_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  unit_id BIGINT NOT NULL,
  gen_time DATETIME NOT NULL,
  estimate_weight DECIMAL(10,2), -- 估算
  gen_type VARCHAR(50), -- 餐余/厨余/油脂等
  photo_url VARCHAR(1000),
  status VARCHAR(50) DEFAULT '待收运', -- 状态
  remark TEXT,
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  FOREIGN KEY(unit_id) REFERENCES restaurant_unit(unit_id)
);

-- 称重单（入厂/出厂）
CREATE TABLE weigh_record (
  weigh_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  gen_id BIGINT, -- 关联产生记录，可为空
  vehicle_no VARCHAR(50),
  operator_id BIGINT,
  device_id BIGINT,
  weigh_type VARCHAR(10), -- 'IN' or 'OUT'
  weigh_time DATETIME NOT NULL,
  weight DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  photo_url VARCHAR(1000),
  gps VARCHAR(100), -- "lat,lng"
  source VARCHAR(50) DEFAULT 'device',
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  FOREIGN KEY(gen_id) REFERENCES generation_record(gen_id)
);

-- 处置记录（处理量）
CREATE TABLE disposal_record (
  disposal_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  weigh_in_id BIGINT, -- 入厂称重记录
  weigh_out_id BIGINT, -- 出厂称重记录，计算净量
  net_weight DECIMAL(10,2),
  process_type VARCHAR(100),
  processed_at DATETIME,
  operator_id BIGINT,
  remark TEXT,
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 报警表
CREATE TABLE alarm (
  alarm_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  alarm_type VARCHAR(100),
  level VARCHAR(20),
  related_id BIGINT, -- 可关联 weigh_id / device_id / gen_id
  message TEXT,
  status VARCHAR(20) DEFAULT '未处理',
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  handled_at DATETIME,
  handler_id BIGINT
);

-- 设备表
CREATE TABLE device (
  device_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  device_sn VARCHAR(100) UNIQUE,
  type VARCHAR(50), -- scale/camera/gateway
  location VARCHAR(200),
  status VARCHAR(20) DEFAULT 'online',
  last_heartbeat DATETIME,
  meta JSON,
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 操作日志
CREATE TABLE operation_log (
  log_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  user_id BIGINT,
  action VARCHAR(200),
  target_table VARCHAR(100),
  target_id BIGINT,
  before_data JSON,
  after_data JSON,
  ip VARCHAR(50),
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

七、常用 API 设计示例

示例仅列出关键端点与请求/响应示例。

餐饮单位注册

POST /api/units

json 复制代码

{
  "name":"某某饭店",
  "license_no":"ABC123",
  "contact_name":"张三",
  "contact_phone":"13800138000",
  "address":"某市某区"
}

提交产生记录

POST /api/generation

json 复制代码

{
  "unit_id": 1001,
  "gen_time": "2025-12-14T11:30:00Z",
  "estimate_weight": 35.5,
  "gen_type": "餐余",
  "photo_url": "https://..."
}

设备上报称重（设备通过MQTT/HTTP网关推送）

POST /api/weigh

json 复制代码

{
  "device_sn":"SCALE-0001",
  "weigh_type":"IN",
  "weigh_time":"2025-12-14T12:05:00Z",
  "weight": 1250.50,
  "vehicle_no":"晋A12345",
  "photo_url":"https://...",
  "gen_id": 2012
}

查询警报

GET /api/alarms?status=未处理&level=紧急

人工复核/处理报警

POST /api/alarms/{alarm_id}/handle

json 复制代码

{
  "handler_id": 3001,
  "action":"已确认，安排复核",
  "result":"待排查"
}

八、硬件集成与通信设计

硬件构成

电子地磅（称重）：支持RS232输出称重数据
工业相机/车牌识别相机：用于捕捉车辆与称重过程
物联网网关：将串口/设备数据转为MQTT/HTTP推送到云端
门禁/道闸（可选）：控制车辆进出，并触发称重流程
移动端设备（Android/IOS）：手工上报、扫码、审批

通信协议与链路

称重设备 -> 网关：串口（RS232）或Modbus
网关 -> 后端：MQTT或HTTPS（REST）
摄像头 -> 后端：RTSP + 定时抓图上传；或通过网关抓图并上传
移动端 -> 后端：HTTPS + JWT 或 OAuth2

实时性与可靠性

称重数据优先级高，建议网关本地缓存（持久化）并重试机制。
心跳机制：设备每 N 秒上报心跳，后台统计并触发离线报警。
图片/视频较大，采用分片上传或先上传到对象存储（如 S3），再把 URL 写入主表。

九、报警策略与处理流程

常见报警类型

设备离线（心跳超时）
异常重量（与预约或历史明显不符）
重复计量/多次入厂（同车连续入厂异常）
超限/超出许可单位日处理量
图片/视频缺失或车牌识别不一致

处理流程

系统触发报警并生成报警单。
自动通知相应责任人（短信/微信/APP）。
责任人确认并指派工单（维修、复核、行政处罚等）。
记录处理结果并归档为审计文本。
必要时触发二次抽检或监管复核。

十、前端界面/移动端页面

PC/管理端：

登录/权限管理
实时仪表盘（今日产生总量、待处理、设备在线率、报警）
地图视图（单位/车辆/设备分布）
单位管理/资质审核
称重记录管理（筛选/复核）
报表导出/定时任务
设备管理/固件管理

移动端（餐饮端）：

单位信息与资质查看
提交产生记录（拍照、重量、备注）
查看预约与收运状态
报警与处理历史

移动端（称重员/司机）：

当日任务（入厂/出厂）
扫码/拍照上传称重单据
GPS 打点与签到

十一、安全与合规

数据传输使用 TLS（HTTPS/MQTTs）
鉴权：OAuth2/JWT，角色权限控制（RBAC）
日志不可抵赖性：关键数据保存历史版本，操作日志不可删除
数据保留策略：根据法规设置（例如 3 年或 5 年），并提供导出功能
隐私保护：对人员信息/电话号码做访问控制与脱敏展示

十二、部署与运维建议

后端：Spring Boot（微服务或单体根据规模），容器化（Docker + Kubernetes）
数据库：MySQL/Postgres（主从），时序/日志用 ElasticSearch（可选）
消息中间件：Kafka/RabbitMQ（高并发）或 MQTT Broker（EMQX）用于设备数据
对象存储：MinIO / S3 用于存放照片/视频
监控：Prometheus + Grafana；日志集中（ELK）
备份/恢复：定时备份 DB & 对象存储，演练恢复

十三、测试与验收项

功能测试：产生记录上报、进/出厂称重、处置记录、报警生成与处理。
设备兼容性测试：与典型电子秤/网关/摄像头的连通性测试。
性能测试：并发称重上报 1000TPS（依据规模设定），报表导出压力测试。
容错测试：网关/设备断连重连、重复数据去重。
安全测试：渗透测试、数据泄露防护、认证授权测试。
验收标准：准确率 > 99%（计量）、设备在线率 > 95%（可定制）。

十四、扩展功能建议（优先级可调整）

地图/路线优化调度（中）：提升收运效率，节省油耗。
异常识别 ML（中）：训练模型识别虚报/作弊行为。
接口对接监管平台（高）：支持监管部门接入 API。
区块链审计上链（低）：增加不可篡改性（若监管要求）。
微信小程序/企业微信接入（高）：便于餐饮单位与监管通知。

十五、示例场景流程（具体步骤示例）

餐饮单位 A 在 2025-12-15 08:00 上传产生记录：估重 18 kg（照片附带）。
调度员在 2025-12-15 09:00 分配车辆 V01 前往收运。
车辆到厂，地磅自动读取毛重 1230 kg（weigh_in），拍照保存。
处理完毕后，出厂称重回皮重 1010 kg（weigh_out），系统计算净处理量 220 kg。
系统与产生记录核对，确认净处理量匹配；若不匹配（比如超出 3 倍），触发"异常重量"报警，自动抄送调度员与监管员。
调度员在线上提交复核申请，维护人员审查图片与称重曲线后关闭报警并记录处理决议。

十六、开发技术栈建议

后端：Java + Spring Boot / Spring Cloud（或 Node.js + NestJS）
数据库：MySQL + Redis（缓存）+ ElasticSearch（日志/搜索）
消息/设备：EMQX（MQTT）或 Kafka
前端：Vue.js（管理端），WeChat 小程序
存储：MinIO
容器/部署：Docker
CI/CD： GitHub

十七、交付物

需求规格说明书（含流程图、用例）
数据库 ER 图与 SQL 建表脚本
后端 API 文档（OpenAPI/Swagger）
前端原型 + 页面设计
设备接入说明（协议、样例）
测试用例与验收标准
部署手册与运维指南