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1、家用垃圾分类系统摘要随着社会科学技术的飞速发展，人们的生活质量和速度也在不断提高。大多 数传统的家用垃圾桶已经过时且缺乏新颖性，并且缺乏人性化设计。使用起来既 不方便也不卫生，并且所有的生活垃圾和废物垃圾都被均匀地装载，没有经过仔 细的分类。随之而来的是，清洁工的任务量正以几何速度增长，并且浪费大量时 间检查垃圾的种类以及往返检查的过程中。在提倡效率和尽可能减少劳动时间的 时代，人们越来越依赖于科学技术进步带来的便利。为了更好地解决此类问题， 设计了一种以STC89C52单片机为核心的智能垃圾分类收集系统。该系统应由以下 部分组成：语音识别模块会根据用户发出的指令自动对垃圾分类，AD收集语音信
2、 息，驱动相应的伺服电机根据垃圾类型旋转，打开相应的垃圾收集区域，并在十 秒钟后自动重置。采用本系统不仅节省了大量的人力，物力和财力，而且有效地 降低了垃圾进入站后的分类处理难度，具有较高的应用价值。关键词：垃圾分类，单片机，语音识别，电机控制DOMESTIC WASTE SORTING SYSTEMABSTRACTWith the rapid development of social science and technology, peoples quality of life and speed are also constantly improving. Most of the tra
3、ditional household trash cans are outdated and lack novelty, and they lack human design. It is neither convenient nor hygienic for people to use, and all domestic garbage and waste garbage are uniformly loaded without careful classification. What follows is that the task volume of cleaners is increa
4、sing at a geometric speed, and a lot of time is wasted in checking the types of garbage and on the way to and from the inspection. At the moment when efficiency is advocated and labor production time is reduced as much as possible, people increasingly rely on the convenience brought by scientific an
5、d technological progress. In order to better solve this kind of problem, an intelligent garbage separation and collection system with STC89C52 single-chip microcomputer as the core is designed. This system should be composed of the following parts. The voice recognition module automatically classifi
6、es the garbage according to the instructions issued by the user. AD collects voice information, drives the corresponding servo to rotate according to the type of garbage, opens the corresponding garbage collection area, and resets automatically after ten seconds. Adopting this system not only saves
7、a lot of manpower, material resources and financial resources, but also effectively reduces the difficulty of sorting and processing after the garbage enters the station, and has high application value.KEYWORDS：waste sort，mcu，voice re cognition，motor control1 绪论1.1 引言家庭，是人类群居生活的最小单位，家庭生活的质量与环境状况是与家人
8、的 健康息息相关的。一般的家庭生活中，垃圾的种类并不单一，包括日常的生活垃 圾，厨房垃圾，特殊的物品垃圾。但是现有的家庭生活所用的垃圾桶，都是处在 简单的、单一的、未分类的状态。由于生活垃圾种类的多样性，以及如何分类， 除臭除蚊蝇等问题的欠缺，就容易产生诸多的问题1。 秉承以人为本的理念，方 便人们的生活，同时又要环保节能，需要设计新型家用垃圾箱。1.2 选题的依据和意义近年来，垃圾分类已成为中国的热门话题，上海率先在中国实施垃圾分类立 法。从2019年7月1日起，上海正式实施（上海垃圾管理条例。代表中国的第 一个试点城市上海开始实施强制性垃圾分类。所有生活垃圾分为四类：可回收垃 圾、危险垃圾
9、、湿垃圾和干垃圾，与传统的可回收垃圾和不可回收垃圾等模式不 同。垃圾分类是一项涉及全国的行动，是中国建设绿色国家的积极举措。作为世 界上最大的制造国，中国人口最多，每年每人平均产生300公斤生活垃圾。中国 的年生活垃圾产量约为4亿吨，并且每年以8%的速度增长。不管工业垃圾或生活 垃圾的产生量如何，垃圾分类问题对中国都具有重要意义。垃圾分类的好处如下： 减少垃圾处理设备的数量，降低处理成本，减少土地资源的消耗，促进垃圾的回 收利用。它还可以将垃圾变成珍宝2。因此，垃圾分类有益于社会，经济和生态。 首先，垃圾分类可以真正将垃圾转化为可再生能源。同时，它可以提高人们的环 保意识并节省资源。最重要的是
10、，垃圾分类可以减少环境污染。回收利用可以减 少危害，例如土壤污染和水污染，每年在中国造成严重的经济损失，甚至造成人 员伤亡。中国的垃圾分类不仅保护环境，而且在经济中也起着重要作用。以上海为例， 2019年可回收垃圾日产量达到5605吨，比2018年增长了5倍。2019年湿垃圾量达 到9008吨/天，比2018年年增长了1.3倍。2019年干垃圾量达到15275吨/天，比2018 年减少了26%，2019年，危险废物达到0.62吨/天。据经济学家估计，生活垃圾分 类每年可为中国创造约2000亿元人民币的收入。中国是垃圾生产大国。垃圾分类 管理是指一系列活动的总称，在这些活动中，垃圾是根据某些法规
11、或标准进行分 类，存储，存放和运输，然后转化为公共资源的4。在上海，通过跟踪垃圾分类 信息的全过程，可以在信息管理系统中实时反映垃圾量，分类质量和生产调度的 数据，为垃圾分类的精细化管理提供了基础。这种信息管理模型极大地提高了 垃圾分类的效率。最后，值得注意的是，垃圾资源是垃圾分类的重要组成部分。重要的垃圾种 类是可回收垃圾和湿垃圾。垃圾分类后，可以由专业机构回收塑料垃圾，金属垃 圾，电子垃圾，纸垃圾等可回收垃圾，加工成有用物质。例如，石油，可重复使 用的金属，塑料，玻璃，有机肥料等可以由可回收垃圾制成产品，然后产生巨大 的经济和生态效益。此外，中国垃圾分类的核心是将湿垃圾与厨房分开。根据有
12、关数据，厨房湿垃圾的产量约占垃圾总量的40%至50%。厨房中的剩菜，家禽 内脏，瓜皮，肉和骨头都是有机成分，也称为湿和易腐烂的垃圾，这种垃圾可以 科学加工成高质量的有机肥料，在种花、蔬菜和水果方面有广泛的用途。在广大 的农村地区，蔬菜，水果和谷物使用优质有机肥料有利于改善土壤结构，减少农 业肥料的使用，使居民能够食用绿色健康的有机蔬菜，水果和谷物。总之，垃圾分类是关系到国家和人民利益的问题。随着环境污染的日益严重， 中国垃圾分类迫在眉睫。世界在注视和等待着，希望中国将采取实施“垃圾分类” 行动的有力行动。据我们所知，日本花了27年的时间，德国花了40年的时间对垃 圾分类进行了很好的研究7。中国
13、政府正在努力将压力和挑战转化为动力和机遇, 并试图更好地实施“垃圾分类”行动。未来，随着中国经济的发展和公民素质的不 断提高，垃圾分类将成为全体公民的基本义务。在中国开展垃圾分类运动，不仅 可以节约资源，减少环境污染，而且可以提高市民的环保意识。毕竟，垃圾分类 具有许多优点，这等于保护地球和我们的生存之家，建设一个干净美丽的世界是 我们人类的共同追求。2 总体方案2.1 方案论述该设计的家用垃圾分类系统应该包含如下功能：1. 语音识别功；当使用者要丢弃垃圾时，智能语音模块会根据使用者所发出的垃圾指令来判别是何种垃圾，然后打开对应的垃圾分类区域；2. 电机控制；语音模块识别指令后，会通过单片机的
14、控制序列发出控制脉冲， 驱动电机转动，打开分类区域；3. 电源模块；该家用垃圾分类系统需要供电多元化，可通过电网市电去电，给 整个系统的用电电路供电，也可以通过转载蓄电池供电。多元供电可解决单 一供电时掉电或者停电所带来的影响；4. 单片机系统；整个家用垃圾分类系统的语音接收、电机控制、电源的选择供 应都由单片机系统控制；蓄电池UCC28C44市电-hLI !,+15_ISO FFlyback +3.3_|so 图2-1 系统框图因此，本论文将从系统框图中的单片机最小系统、语音收发模块、电机控制、 电源模块依次讲解。系统框图如图 2-1 所示。2.2 单片机最小系统单片机最小系统一般由电源、复
15、位电路、时钟电路（晶振）、89C51单片机 等几部分组成。2.2.1 电源电源引岀口3.3V稳压电路3.3V降压苕片 AMS1117 3.3GND当共电时以上端口做输出 图 2-2-1 电源电路单片机最小系统的供电电源为5V,所需要的额定功率为5W,采用线性稳 压芯片AMS1117 3.3由5V转3.3V,给最小系统上的存储模块和无线模块供电。 电源电路如图 2-2-1 所示。2.2.2 复位电路单片机的复位电路与电脑的重启功能有异曲同工之妙,当电脑在使用过程中 发生了死机或者卡死状况,按下重启按钮启动电脑中的重启程序,电脑就会重新 运行到正常的工作状态8。单片机也是如此,当单片机系统在运行工
16、作的时候, 外部环境对其产生干扰出现程序泡飞现象,此时按下复位按钮,单片机的内部程 序就会从头开始执行,恢复到正常的工作状态。复位电路如图 2-2-2 所示。LOUFvcc EClR61(a|4 7KSI复位电路图2-2-2复位电路当复位电路处于稳态时，VCC5V电源通过隔直电容EC1隔离，而下方的复 位按键 S1 处于弹起状态,右侧的电阻 R6 的两端没有电压差的存在,其电势与 GND相等，也就是0V。单片机通常是高电平复位，低电平正常工作。在上电瞬 间，电容EC1的正极电压为5V,负极电压为0V,电容要进行充电。正电子从 上往下流动，负电子从GND向上流动，由于电容两端开始时没有电，这个时候 的电容就相当于一根导线， 5V 电压全部加在了电阻 R6 上，随着电容的逐渐充 电，电流会越来越小，RST端口上的
