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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除【精品文档】第 页智能垃圾桶系统的设计摘 要本篇文章针对目前我国国内目前垃圾箱发展缺陷设计了一种智能垃圾箱，这种垃圾箱的控制系统是基于STC89C52RC的。这种以单片机、RPR220光电传感器和超声波传感器为核心控制系统主要是由电机驱动模块、语音报警模块、光电感应模块、超声波测距电路等功能模块组成，并且该系统通过传感器来采集相关的距离信息后再由A/D转换让单片机发出指令，垃圾箱会在设定人与垃圾箱的距离，倘若超声波传感器检测到实际距离小于设定距离时自动翻盖。并且该控制系统会在RPR220光电检测到垃圾箱已满的情形下进行语音提示。通过理论与实践的结
2、合，可知，本垃圾箱控制系统具有成本低、结构简单、智能化、操作简洁、性能稳定等优点，一定程度上弥补了我国智能垃圾箱系统的缺陷，对进一步隔开人与垃圾并防止细菌感染人类问题提供了一个可行性途径。关键词：单片机，超声波传感器，RPR220光电传感器，垃圾箱A Project of Intelligent Bin SystemABSTRACT This article in view of the present defects at present designs a kind of intelligent bin based on STC89C52RC.The system is with the
3、single chip processor,RPR220 photoelectric sensor and ultrasonic sensors as the core control system. It consists of power circuit, sensor circuit, clock circuit and voice alarm module, etc. Using the sensor to collect distance information, then the information is controlled by A/D conversion to issu
4、e commands., causes the SCM issues an instruction. If the ultrasonic sensor to detect the actual distance is less than the setting distance, dustbin lid would open automatically.The system would issue a voice message if RPR220 photoelectric detects that dustbin is chock-full. Through the combination
5、 of theory and practice,we know that this system has advantages of low cost, simple structure ,intelligent, simple operation and stable performance. In a way, it makes up defects of the intelligent bin control system in China. It is a feasible method to completely isolate people and rubbish, and pre
6、vent people from infecting with the bacteria on garbage.KEY WORDS: single chip microcomputer, Ultrasonic sensors, RPR220 photoelectric sensors, dustbin 目 录摘 要IABSTRACTII1. 绪 论11.1选题的意义11.2 研究现状及发展趋势11.2.1研究现状11.2.2发展趋势31.3课题研究的目标及内容31.3.1 研究目标31.3.2 研究内容41.4 本章小结42. 系统硬件电路52.1系统总体框架52.2单片机最小系统52.2.1
7、 STC89C52RC单片机简介52.2.2 复位电路72.2.3 晶振电路82.3 光电感应模块82.4 电机驱动模块92.5 超声波测距模块112.6 语音模块112.7 电源模块122.8 本章小结123. 系统软件设计143.1 系统程序总体流程图143.2 超声波测距模块的程序设计153.3 控制电机正反转的程序设计173.4 本章小结194. 系统调试204.1 软件调试204.2 硬件调试204.3整体调试205. 实验结果及设计总结225.1 实验结果225.2 设计总结24参考文献26致 谢28附录291. 绪 论1.1选题的意义众所周知，在日常的生活中,我们是大量垃圾的制造
8、者，但同时，我们也深受其害。倘若我们对于垃圾不作出正确的处理，任由相关负面影响滋生，那么，逐渐的垃圾所造成的危害将远远超出我们的预料。在我们现在的社会中，垃圾同样的也成为我们社会的严重问题，是我们当下社会急需解决的艰难任务。因此，到底如何正确的处理垃圾问题，阻断其与人们的直接接触并以此防止垃圾上附着的细菌危害人类健康是我们国家一直难以解决并在努力攻克的课题。“垃圾箱”作为一种隔离人类与垃圾的容器，已经伴随着人们走过了一个又一个时代，在现实生活中，它被广泛地运用在酒店用品和家居用品市场，可以说它已经是一种无法代替的物品存在于我们的生活当中。在最早，垃圾箱只是简单的“坑洞式”，而随着人类社会的不断
9、进步与发展，垃圾箱的构造也在不断进步，到现在它的构造已经变成一个独立的个体。但就现实情况来看，我们生活中的垃圾箱并没有实现彻底将人与垃圾隔离开来的效果，甚至说当我们有时在投放垃圾的过程中还可能与垃圾有“亲密接触”，特别是像在医院这样的病菌多的公共场所，更需要垃圾箱能够起到将垃圾中的病菌与人类相隔离的作用，但是实际当中医院中还是普通的半开放式垃圾箱或是手动翻盖式垃圾箱，根本不能严格意义上的达到隔离的作用，所以如何研究和发展多功能垃圾箱控制系统就显得至关重要。1.2 研究现状及发展趋势1.2.1研究现状在国外，对于垃圾箱的重要性被早早的认知，以此对于垃圾箱控制系统的设计和研究就比我国国内要早很多，
10、因此到目前为止，世界上很多国家都已经实现了对垃圾的分类回收，更有一些通常被称为太阳能垃圾箱的垃圾箱广泛地运用太阳能设备的控制系统。在2006年08月美国纽约出现最早的拥有太阳能设备控制系统的垃圾箱，这种太阳能垃圾箱因其比传统垃圾箱可多装8倍的垃圾量而被大家称为“大胃王”。1但是，“大胃王”拥有自己的学名，即太阳能压缩机，这是根据其系统具体的工作原理所起的名称，它的控制系统是运用阳光作为运作系统的能量来源，并且能够把垃圾的体积通过自动压缩处理减少到原先的八分之一，在这种的功能支撑下，这类垃圾箱就可以塞下1362升的垃圾。环卫工人的收集垃圾的次数由于“大胃王”容量大的优点被大大减少了，但有利即有弊
11、，“大胃王”同时也存在着缺点。首先，它的造价非常高，再者，在“大胃王”内部由于其系统高科技部分比重占有较大，故而损坏后很难维修。在太阳能压缩机出现之后，英国剑桥大学结合英国本土环境，并在美国对智能垃圾箱控制系统研究的基础上研发出了另一种更符合其实际需求的太阳能垃圾箱控制系统2。和“大胃王”一样，箱内垃圾会被这种垃圾箱的控制系统所压缩，但是这种压缩并不需要大量的阳光供给，由于英国所建造的这类垃圾箱控制系统的动力是从一组太阳能电池里获得，使得它只需从外界得到少量的阳光便可以满足自身机器运作。在英格兰，多雾的天气往往是家常便饭，而这样的设计使这类垃圾箱只需要少量阳光供给便能工作的工作性质恰恰满足了这
12、样的环境要求。此外，环卫工人可以通过手机智能地了解到垃圾箱的垃圾储存量问题，环卫工人可以提前设置垃圾预设范围，当手机的收到无线发射器发送的提醒清理垃圾箱的讯息时就说明箱内的垃圾超过预设的范围，这都是因为这种垃圾箱的控制系统中安设了一个无线发射器和智能传感器所做到的。并且，垃圾箱被简单的编号为1或2，这样，当收到信息时，环卫工人根据数字就知道需要前往哪只垃圾箱进行清理。而在剑桥，这种即时将信息提供给环卫工人的功能使得这类垃圾箱当地进行试验的结果令人满意。而智能垃圾箱在我国目前来说多数的3,4控制系统比较简单，表现为垃圾箱功比较单一并且基本可以分为3类：第一类智能垃圾箱是利用红外线测距技术5,6或
13、是超声波感知是否有物体靠近，如感知到有物体靠近系统将拖动电机运转，并以此使得垃圾箱有自动翻盖的功能。但是拥这类的智能垃圾箱受使用范围较小，比如办公室或是家中等私人场所，但如果是将被运用到一些公共的场所的垃圾箱，脚踏式的或是手动的这类没有任何智能控制系统的垃圾箱往往因其便捷性而受到人们的青睐，相反，多功能垃圾箱在这种环境下往往被人们认为是多此一举的。并且，这种控制I系统的智能垃圾箱在我国国内普通商场往往不会有销售，要想购买只能通过网络购买而且价格相较较高，市场较小。第二类的被称为太阳能垃圾箱如同“大胃王”一样，它的控制系统是其内部装有的太阳能装备，它的电源来源就是太阳能的转换。在我国这种太阳能垃
14、圾箱的应用中有一款太阳能自动开盖垃圾箱，这种垃圾箱曾经在第五届中国-东盟博览会高科技展厅节能减排展区展开过7，不过和第一类垃圾箱一样，这种太阳能垃圾箱比较适用于家里有阳光的地方或者户外，使得其应用范围和商业价值不高而不被广泛推广。第三类垃圾箱因其系统内部也装有太阳能设备而使其控制系统与第二类很相似，但其太阳能设备却不是为处理垃圾功能所准备的，而是只为垃圾箱外的广告灯提供电源所准备的，所以虽然具有一定的商业价值，但没有真正意义上实现垃圾箱对于垃圾处理的功能。1.2.2发展趋势人们随着社会的快速发展对环保问题和产品也越来越重视，所以对于垃圾箱的选择上只会更加地注重垃圾箱的实用性和多功能性。垃圾箱生
15、产厂家也正是为了顺应这种需求导向型的社会发展趋势，其产品也在逐渐的向着智能化和多样化方向发展，这使得多功能垃圾箱控制系统种类也在不断增加。在以上的需求与发展之下垃圾箱控制系统功能未来的发展将会更为丰富。其实结合现实发展，无论国内外垃圾箱的种类发展到了哪一种程度，都还没有研制出一种垃圾箱，能够利用其多功能垃圾箱控制系统直接将垃圾自动分类，仍然需要人类对垃圾进行分类，因此需要有一个多功能控制系统的垃圾箱进一步智能化。此外，市场上的垃圾的外观已经越来越接近环境和生活，让人们觉得垃圾箱不再是肮脏的代名词。1.3课题研究的目标及内容1.3.1 研究目标本次设计的多功能垃圾箱控制系统，是本着顺应时代发展，改善人们生活质量为目的的。通过软件控制，来实现如下功能：1.垃圾箱满报警；2.检测是否物体靠近；3.垃圾箱自动翻盖并伴有提示音；4.定时自动喷洒消毒剂；1.3.2 研究内容1.设计合适的传感器信号接收与转换电路；2.设计蜂鸣报警电路；3.设计自动翻盖控制电路；4.设计自动喷洒消毒液电路；1.4 本章小结本章节主要介绍了多功能垃圾箱的研究背景，通过其在人们生活和工作中起到的作用，明确课题研究的意义，为论文打下理论基础。同时，通过对国外多功能垃圾箱的研究及目前国内外发展现状的关注，使得对我国现使用的多功能垃圾箱有了一个比较清晰的了解，确定了系统所要实现的主要研究内容和设计优点，为
