基于单片机的智能垃圾桶设计
1 前言
1.1 研究背景与意义
在公共空间或家庭等场所，垃圾的收集和储存往往是一个不容轻视的问题。例如炎热天气下的餐厅不及时处理残渣，留在垃圾桶中就会发霉发臭；而公共空间流动人员很多，垃圾更需要及时清理。虽然国家长期以来一直在建议保护环境，不乱抛垃圾，加强回收和循环利用废物资源，但仍然屡屡发生。主要还是因为垃圾桶不够干净，一般人都想离脏东西远远地，所以有些人就会随手将垃圾扔在垃圾桶盖上或垃圾桶附近，甚至造成垃圾桶内没有垃圾桶外却垃圾满地的现象，这就加重了保洁人员的负担以及回收再利用资源的难度。垃圾是细菌和各种虫子的温床，为了生活健康，就要避免垃圾聚集不及时清理的情况发生。但现在销售的大多数有桶盖的垃圾桶，打开盖子时要么需要手动要么需要脚踏的操作方式，这种传统垃圾桶工作方式正是造成上述情况的原因。为了适应科技时代的潮流，并解决上述问题，本设计力求于实现凭借传感器检测自行打开垃圾桶盖且具有语音报警功能的智能垃圾桶。
1.2 研究现状
垃圾桶作为日常生活不可或缺的装置，按摆放地点可分为公用垃圾桶和家用垃圾桶，按制造材质可分为塑料垃圾桶和金属垃圾桶，近年来还出现桶身为透明以便于辨识桶内是否遭放置爆裂物或有毒物质的垃圾桶，也被叫做“反恐垃圾桶”。经过调研，目前生产的垃圾桶主要有下列有待改进的地方：
1、垃圾桶封闭性不佳或直接没有盖，既会向四周散发味道，又容易滋长蚊虫，对环境和人的影响都不好。
2、不能处理垃圾已装满的情况，即缺少报警的功能，不及时清理垃圾就会掉落在桶外，既不美观也不卫生。
目前在市场上各种类垃圾桶看起来令人目不暇接，使用上却只不外乎是用脚踩或没有盖的开放式垃圾桶。在这个传感器技术快速更新的时代，各式智能仪器仪表、自动化装置迅速融入大众的生活当中。各种智能设备节省了大量人力，财
力，在可见的将来，智能化和自动化技术必将得到更为广泛的应用，所以智能垃圾桶垃圾也将会是是一个发展的趋势。除了传统的垃圾桶，现今市面上还有不同类型的智能垃圾桶。现在市面上已经出现了用红外线等感应装置的解决方案的智能垃圾桶，通过集成电路处理传感器的信号并控制垃圾箱的盖开合，以此达到智能的目标。除了红外检测垃圾桶外，还有语音提示垃圾桶，垃圾桶自身配置一个用来播放语音喇叭，安装在桶底或合适的地方，并可以通过开关手动控制。
垃圾桶作为人类社会不可缺少的一部分，必定会伴随着时代发展和需求向着小巧和智能的方向发展。虽然目前的垃圾桶在智能化方向已经初见端倪，但距离理想的形态还具有很长一段距离。
1.3 本文研究内容
本设计主要使用STC89C52单片机为基础设计并开发一个智能垃圾桶系统。该系统实现智能开盖，垃圾装满语音报警的功能。设计主要以单片机为控制中心，通过红外传感器检测探测范围内有人与否，如果有，经过单片机控制启动步进电机，打开桶盖，再经过延时设定时刻后，自动关闭垃圾桶盖。步进电机通过线的正反缠绕实现桶盖的开启与关闭。通过红外对管模块，检测垃圾桶内的垃圾高度超过限定高度与否，如果装满，单片机控制语音播放芯片，喇叭播放语音提示人们处理垃圾。
主要内容包括：
1.人体检测功能
2.步进电机驱动电路的设计
3.垃圾高度检测功能
4.语音播放报警功能
1.4 论文内容及其安排
本论文主要论述了基于STC89C52单片机的智能垃圾桶系统的方案论证、硬件系统设计、软件系统设计以及软硬件联调等内容。本次设计的内容可以分为三个部分：
第一部分是硬系统件设计，包含方案的论证、所需元器件的选择等。具体的硬件电路包括人体检测电路、电机驱动电路、垃圾高度检测电路、语音电路、稳
压电路和单片机的最小系统设计。在各个小的电路调试好后将他们整体连接起来进行整体检查调试，符合硬件设计的要求，最后分析得出结论。
第二部分是软件系统设计，软件部分全部使用C语言进行编程，合理利用了C语言的特点，贯彻了模块化设计的理念，即把各个功能分离成小的子程序，在主程序中作为子程序加以调用，在调试时就可以方便定位出现问题的地方，然后测试各项子程序和主程序，分析结果能否满足预定的功能要求，并得出结论。
第三部分是进行软、硬件联调，这是整个设计的汇总整合也是整个设计的收尾，目标是要协调好硬件和软件之间的关系，得到正确的结果。
论文具体内容安排如下：第一部分简明扼要的介绍了本设计的研究背景与意义、研究现状、说明本设计研究的内容、论文内容及结构安排；第二部分是本设计系统的硬件方案和软件方案阐述；第三部分主要叙述了硬件部分的系统设计，内容有单片机最小系统设计、人体检测电路设计、超限检测电路设计、语音播放电路设计、步进电机驱动电路设计以及稳压电路设计；第四部分说明了软件设计部分的系统设计，内容有主程序设计、自动翻盖程序设计、检测电路程序设计；第五部分则对硬件调试、软件调试和软硬件一起调试的过程和结果进行具体阐述与解释并列举实验过程中遇到的问题和解决办法。
2. 总体设计
2.1 总体方案设计
本方案由单片机系统、红外对管传感器模块、电机驱动模块、语音报警模块、稳压模块组成。两个红外对管传感器模块作为单片机主要的信号输入源，单片机处理输入信号后，将控制信号输出到电机驱动模块和语音模块，完成本系统的设计功能。稳压模块则是在使用非USB供电时，使系统的输入电压保持在5V，是保证工作时系统的稳定性所必须的模块。
通过人体检测模块中的红外对管传感器检测出有人，把此信号传输给单片机，单片机收到该信号处理后控制电机驱动模块进行开盖，人离开后经延时一段时间后自动关盖。当垃圾高度达到设定高度时，垃圾检测模块中的红外对管传感器发送信号至单片机，单片机接收处理后控制语音模块播放语音报警。结构框图如图2.1所示。
图2.1 结构框图
2.2 硬件方案设计
1.传感器模块
常用的用于检测判断移动物体的传感器有热释电传感器、红外对管传感器和超声波传感器。热释电传感器广泛应用人体检测，比如楼道感应灯，但对人体的移动方向有要求，平行于传感器方向移动灵敏度最高。和热释电红外传感器对比，红外对管传感器能够检测的最小距离相对小，反应灵敏，且不易受环境光干扰而产生误输出。而超声波测距模块价格较高且感应角度不大于15度，使用条件非
常有限。本设计使用MH-B型红外距离传感器模块，额定工作电压3.3V~5V。该模块有一个红外发射管和一个接收管组成，发射管向外发射波长在850～940nm 的红外线，当有效检测范围内遇到障碍物时，红外线反射后被接收管接收，经模块比较处理后，模块OUT引脚输出低电平信号。模块自带一个电位器，可以用来调节检测距离，有效检测距离范围2~20cm。该传感器具有调节检测距离快捷、抗噪声、安装使用便利等优点，普遍使用于智能设备循迹，装配线计数等许多场景。所以红外对管传感器最适合本设计的使用环境。
2.语音模块
语音模块常用ISD系列产品，比如ISD1820和ISD4004。ISD4004模块需要扩展很多外围电路并需要使用额外单片机进行语音录制存储，增加了电路的复杂度。ISD1820是美国ISD 公司推出一种单片8～20 秒语音录制兼播放芯片，它的基本结构与1110、1420系列完全相同，只能录放一段语音。芯片采用互补金属氧化物半导体技术，内置振荡器、话筒前置放大器、自动增益控制、防混淆滤波器、扬声器驱动以及存储阵列，并可方便的使用LM386等芯片实现功率放大功能。相比ISD4004模块，ISD1820结构简单，配套软件程序编写也很容易，不用复杂的寻址功能，对于本设计的单条语音播放相当合适，且具有自动节电功能，非常适合智能垃圾桶的使用条件。
3.电机及其驱动模块
由于本次设计需要控制垃圾桶的开盖及开盖角度，直流电机只能通过通电时间和电流极性来控制其工作，不适合搭配单片机使用，而步进电机可以很简单精确地控制其输出轴旋转角度以及方向。步进电机可分反应式、永磁式和混合式三种，永磁式步进电机输出力矩足够本设计所需且动态性能较好。所以本设计使用反应式来驱动垃圾桶开盖。
驱动模块ULN2003是由七个硅NPN Darlington晶体管组成的具有耐高压、耐大电流特点的Darlington系列产品。该模块的每两个Darlington晶体管都在基极串接一个2.7K欧姆的电阻，在5V的工作电压下它能与晶体管-晶体管逻辑电路或互补型金属氧化物半导体电路直接相连，无需标准逻辑缓冲器就能处理单片机发送的脉冲信号，配合单片机能够方便的控制步进电机的工作。使用单片机来控制步进电机，可以充分表现步进电机优良的可控特性，而且单片机的可扩展性强，比如通过使用键盘或串行口输入，后续可以实现手动控制步进电机调速、正反转等功能。
4.稳压模块
本次设计中单片机所工作电压为5V，其他模块也均可以在5V电压下运行，即需要将7.5V直流电源降压为5V输入电压。由于本次设计供电电源为7.5V，LM78系列压差不能小于3V，而且经查资料发现，AMS1117-5.0型号稳压芯片与LM7805相比在发热量上相比有很好的降低，所以本次设计选用AMS1117-5.0型号稳压模块。
5.单片机
DSP适用于有大量数据需要快速处理的环境，且芯片成本略高，开发软件需要学习相应的语法，而单片机则廉价且性能对于处理智能垃圾桶信号流绰绰有余。本设计采用的STC89C52RC是深圳宏晶科技有限公司设计的具有高速度、低能耗、抗干扰特点的51单片机，具有8K Byte可反复擦写的Flash存储器。STC89C52沿用了经典的MCS-51架构，系统指令集完整兼容传统8051 单片机，但在结构上进行了一些的改良使得它具有一些传统51单片机缺少的功能。该单片机结构经典，相关开发资料丰富，使用它设计最小系统方案成熟稳定，而且烧录程序方便，不需要专用的烧录器，是理想的单片机选择。
单片机内部各部分的运行全部是靠时钟信号作为同步，时钟频率决定了单片机的运行速度，所以时钟电路的可靠性就直接决定单片机系统的可靠性。常用的单片机时钟电路有内部时钟方式和外部时钟方式两种。由于外部时钟信号源不方便使用，本设计使用内部时钟方式作为时钟电路。
由于调试时需要频繁的下载程序，按键电平复位电路非常适合这种情况。脉冲复位电路复杂，元器件较多；上电复位则没有按键复位快捷，所以本设计使用按键电平复位电路。
2.3 软件方案设计
本设计软件部分程序全部由C语言编写，C是一种通用的编程语言，具有效率高、使用灵活、功能强大、可阅读性强和较高的可移植性等特点。使用标准C 语言的程序，对于单片机等微控制芯片，属于标准C语言编写的部分也很少需要改动。汇编语言是硬件底层的语言，需要结合相应芯片的说明书或文档才能使用汇编语言进行程序开发，所以很难读懂，后期维护和调整难度大。汇编语言能够直接操控寄存器的工作状态，但是代码移植复杂，更不能进行结构化编程。本设计子程序较多，所以采用C语言编写，可使代码简洁易懂，方便调试。
程序工作流程如下：红外传感器检测到有人时，单片机控制步进电机打开桶盖，传感器模块感应到人离开后，经延时后垃圾箱盖将自动关闭。当红外对管传感器检测到垃圾高度超过设定时单片机控制语音模块播放语音报警，当垃圾被清理后停止报警，也可手动关闭。程序流程如图2.2所示。
图2.2 程序流程框图
3 硬件系统设计
3.1 单片机最小系统设计
STC89C52使用8 位微处理器并具有在线系统可编程Flash，使得它可以应用在很多嵌入式环境中，并提供简单灵动的解决方案。它具有以下基本功能和参数：512 Byte 数据存储器，32 bit I/O口线，硬件看门狗，内置8K Byte Flash程序存储器，三个16 bit定时器/计数器，五个外部中断，全双工串行端口。最高时钟频率80 MHz，6T/12T可选。STC89C52RC的PDIP封装引脚图如图3.1所示。
图3.1 STC89C52引脚图
想要使单片机运行起来，必须具备两个个最基本的外围电路：时钟电路和复位电路，以及电源。只要具备这三个条件，就可以向单片机中下载和运行程序。时钟电路所使用的石英晶振的振荡频率直接决定单片机的运行速度，频率越高执行指令速度越快；单片机复位电路的电阻阻值和电容容值可由单片机频率根据
RC公式计算出，根据常用的数值，本次设计使用晶振频率采用11.0592 MHz，复位电路极性电容为30pF，电阻为10K欧姆。
●复位电路设计
复位的主要功能是将程序计数器置为0000H，使单片机从地址0000H处开始执行指令。复位电路的原理是在单片机的RST管脚施加持续时间大于2 us的高电平，一般采用上电复位和按键手动复位两种复位电路方式。本设计使用按键手动复位方法，利用相移微分电路产生正脉冲的原理，VCC电源经复位键与单片机的RST引脚相连。复位电路设计如图3.2所示：
图3.2 复位电路设计
●时钟电路设计
STC89C52单片机本身自带一个高放大倍数反向放大器，只要外接合适的元件就能制成振荡器。XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端，在XTAL1和XTAL2引脚上并联石英晶体振荡器和微调电容，就能组成一个自激振荡器。本设计使用的微调电容C1、C5的电容值取30pF；使用11.0592MHz的外部时钟晶体振荡器（俗称晶振），在计算波特率时可以得到整数值。电路与单片机的第18和第19引脚相连。时钟电路设计如图3.3所示：
图3.3 时钟电路设计
3.2 人体红外检测电路设计
红外对管是红外线发射管与光敏接收管配合在一起使用时的总称。传感器模块凭借反射的红外线探测目标，所以被测物体的反射率和外形是影响探测距离和精度的两个主要因素。其中对于黑色物体所能探测到的最远距离最小，白色的最大；反射面积小的物体探测距离小，反之则探测距离大。基于红外线的原理，模块在检测时无需和被测物体发生物理接触，所以具有响应快，精确度高的特点。本设计使用的红外对管传感器模块的比较电路使用的比较器采用LM393，工作可靠稳定。
图3.4 红外对管传感器模块
当模块的有效探测范围内有障碍物时，模块的绿灯亮起，同时OUT引脚电平变低。模块检测距离为2~20厘米，检测角度为40度，可以通过电位器旋钮调节检测距离。上图蓝色方块即为电位器，顺时针调节电位器，检测距离增加，反之则检测距离减小。模块的VCC引脚与电源正极相连，GND引脚与电源负极相连，OUT引脚与单片机P2.7口相连。人体红外检测电路设计如图3.5所示：
图3.5 人体红外检测电路设计
3.3 超限检测电路设计
超限检测电路设计与人体红外检测电路类似，只是传感器安装的位置不同，OUT引脚接单片机的P2.6口。传感器安装在垃圾桶的桶口，当垃圾经过堆积，高度超过传感器的高度，挡住了发射管发出的红外线，使红外线发生反射并被光敏管接收到，这时红外对管传感器模块就会输出低电平信号至单片机。由于使用相同的传感器，所以人体红外检测电路和超限检测电路的硬件设计相同。超限检测电路设计如图3.6所示：
图3.6 超限检测电路设计
3.4 语音播放电路设计
本设计使用的ISD1820语音录播模块具有如下几个特点：
1.使用方便的单片8至20秒语音录放；
2.高质量，自然的语音还原技术；
3.边沿/电平触发放音；
4.自动节电，维持电流0.5uA；
5.内置喇叭驱动放大电路；
6.3-5V单电源工作。
图3.7 ISD1820语音录播模块
主要引脚描述：
●录音(REC) ：高电平有效。只要REC引脚变为高电平且持续时间超过
84毫秒（防误触发），模块就开始执行录音操作，无视之前的状态，且
在录音过程中，REC 需要一直为高电平。当REC 引脚电平变低或存储
空间已满，一次录音完成，芯片会在数据后面添加一个信息结束标志符，
然后芯片进入节能模式。
●边沿触发放音（PLAYE）：当此引脚出现上升沿时，芯片开始播放录制的
语音，开始之后就可以放开该键。播音直到芯片检测到信息结束标志符，
之后芯片将切换为节能模式。
●电平触发放音（PLAYL）：当该输入引脚电平从低电平转换到高电平时，
芯片播音。只要此端变低电平芯片就会停止播音，播音结束后芯片自动
进入节电模式。
●扬声器输出（SP+、SP-）：这对输出端无需放大器即可直接驱动8欧姆
以上的扬声器。若只使用一个输出端则需要在输出端和喇叭之间接电容
共地；当使用双输出端时既不用另接电容还能将输出功率提高四倍。SP+
和SP- 内部通过50K欧姆的电阻相连，不播放时为悬空状态。
当单片机检测到垃圾高度超过传感器位置约3秒后，将给单片机P2.5口一个高电平，则喇叭播放预先录制好的报警音（按住REC录音），由于使用的是PLAYE边沿触发放音，所以要循环给P2.5口高电平才能实现持续语音报警，否则语音只会播放一次。语音播放系统被设定为喇叭持续播放直到垃圾被清理但当垃圾桶关盖时喇叭不会工作。若不想再让垃圾桶报警，可以手动关闭语音电路开
关。单片机P2.5口和语音电路开关都与ISD1820的P-E相连。语音播放电路设计如图3.8所示：
图3.8 语音播放电路设计
3.5 步进电机驱动电路设计
步进电机工作原理是通经过电子转换电路，将直流分量转换为多相时序变量达到控制的目的，以这种方式给步进电机输入信号步进电机就能运转。一个优秀的步进电机驱动电路不但需要一个好的步进电机更需要一个好的步进电机驱动器。
步进电机控制系统由步进电机控制器、步进电机驱动器、步进电机三部分组成。步进电机控制器也就是本设计中的单片机为控制中心，向步进电机驱动器发送高低电平信号；步进电机驱动器能够把单片机发送的控制信号进行放大增益，控制器每发出一个信号脉冲，步进电机就旋转一个步距角的角度。控制器可以改变脉冲数来控制步进电机的旋转角度从而精确定位，通过控制单位时间脉冲数目来精确控制步进电机的转速。
现在比较常用的步进电机有反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种，他们的特点如表3.1所示：
表3.1 常用步进电机特点
步进电机特点
反应式步进电机构造简易，价格较低，动态转矩特性较差
永磁式步进电机步距角大，扭矩大，动态转矩特性好
混合式步进电机步距角小，扭矩大，动态转矩特性好
步进电机驱动可分为单极性和双极性两种，单极性驱动电路使用四个晶体管来驱动电机的两相，而双极性则是八个晶体管去驱动两组相位，不同的极性的驱动电路在用单片机控制时是有所区别的。选定步进电机的极性后，再选定步进电机的运行方式。按照运行方式的不同可分为三种：单四拍、双四拍、单双八拍。各运行方式相位顺序（以五线四相电机正转为例）如表3.2所示。
表3.2 步进电机工作方式节拍
运行方式相位通电顺序
单四拍A-B-C-D
双四拍AB-BC-CD-DA
单双八拍A-AB-B-BC-C-CD-D-DA（半步工作方式）
单拍方式每次仅给一个绕组通电，双拍则同时给两个绕组通电，这种方式能够比单拍方式多获得41.4%的输出力矩，但需要耗费两倍的能量；半拍工作方式则让两个绕组通电与单个绕组通电交替进行，半拍方式的输出力矩比双拍方式小，但可以获得双拍方式两倍的步进分辨率。在不同工作方式下的脉冲波形与电机四相波形分别如图3.10所示：
图3.10 通电时序与波形
本设计使用的步进电机型号为28BYJ48-H12，步距角5.625/64度（外部输出轴）。由于步进电机具有良好的信号控制特点，利用单片机使用软件代替传统硬件环分器，因此单片机成为步进电机的极佳的驱动源。随着科学技术的进步，软件结合硬件往往既能降低整体复杂度又能较好的发挥硬件优势，即通过程序设计发出特定的脉冲，从而控制步进电机。
图3.9 五线四相步进电机内部结构
步进电机工作过程：假设开始时A相通电，BCD相断电，则A相磁极和转子2、5齿对齐，0、3齿和B、C相错齿，1、4齿和C、D相错齿。当B相通电，ACD相断电时，B相磁极和转子0、3齿对齐，1、4齿和C、D相错齿，2、5齿和D、A相错齿…以此类推，只要依次给ABCD相通电，转子就会以ABCD方向顺时针旋转。
单片机接收人体检测传感器的信号后，输出相应控制信号至驱动板，驱动板对信号进行增益后驱动步进电机旋转。单片机定时器则等待中断，若检测到没有人在垃圾桶前，则延时3s，然后反方向旋转回到起始位置。自动翻盖运行一回合完毕。驱动电路ULN2003A按序与单片机P1口连接，对应输出到步进电机的ABCD相。步进电机驱动电路设计如图3.11所示：
图3.11 步进电机驱动电路
3.6 稳压电路设计
本次设计使用5块5号电池作为电源，单片机所工作电压为5V，另外的模块也可以在5V电压下工作。即把7.5V电源降低为5V输入电压，就能确保每个模块工作电压的符合要求。本设计使用AMS1117-5.0作为稳压电路的控制芯片，输入电压6.5~12V，固定输出电压为5.0V，并具有1% 的精度，最高负载电流0.8A。AMS1117是一个正向低压降稳压器，内部集成过热保护和限流电路，非常适合作为电池供电和便携式设备的稳压器。AMS1117芯片引脚图如图3.12所示。
图3.12 AMS1117引脚图
线性稳压器的稳定性一般随着输出电流成负相关。根据数据手册，对于可变电压型号的芯片，VOUT需要与一个至少22uF的电容接地，对于5V电压的型号可以采用略小的电容，未保证稳压电路的稳定性，本设计稳压模块的电容使用10uF。稳压电路设计如图3.13所示。
图3.13 稳压电路
4 系统软件设计
4.1 主程序设计
本设计的总体思路是：系统启动后进行初始化操作，由人体红外检测电路探测设定距离内有人扔垃圾与否，如果有，则单片机判断后桶盖自动打开，若不再检测到人，则延时3s后，桶盖自动恢复原位，当人一直站在桶前时，桶盖会一直保持打开的状态直到人离开。当垃圾桶装满时，由超限检测电路检测垃圾高度到达设定高度与否，经单片机判断后控制语音报警电路，喇叭播放录制好的语音。只有在开盖后垃圾桶才会发出垃圾已装满的报警，提醒人们不要继续投入垃圾。然后程序返回到检测有没有人扔垃圾处继续循环下去。主程序流程框图如图4.1所示。
在检测的过程中，单片机每隔1秒检测传感器的输出，这就需要一个定义一个定时器中断函数。在程序设计中设计为循环20次，每次50毫秒，定时器工作在方式1，由计算式(216?X)×10?6=50×10?3，解得X =36260=3CB0H，由此可得定时器初值。
图4.1 系统主程序流程框图
4.2 自动翻盖子程序设计
本设计使用的是以单双八拍方式工作的五线四相步进电机，自动翻盖的控制信号输入为检测人体距离的红外对管传感器，输出信号至步进电机驱动板，由驱动板直接控制步进电机。若有人扔垃圾则1秒防检测后正转开盖，人离开后延时3秒，反方向旋转相同角度关盖，通过delay（）子程序改变步进电机的旋转速度，通过设置for循环的次数来设置步进电机旋转的角度，从而使桶盖开合合适的角度。自动翻盖程序流程图如图4.2所示，红外1传感器指检测是否有人扔垃圾的红外对管传感器。
图4.2 自动翻盖程序流程图
由于在设计硬件电路时选用的是五线四相的步进电机，而且以八拍的方式运转，也就是步进电机的四相按A-AB-B-BC-C-CD-D-DA的顺序供电，以此时步进电机旋转方向正转，若反转则按相反序供电即可。ABCD四相对应着单片机的
P1.0至P1.3口，当需要哪相工作时即向该相所在接口输出高电平（1），则A-AB-B-BC-C-CD-D-DA转换为二进制就是0001-0011-0010-0110-0100-1100-1000-1001，所以正转的供电顺序换为十六进制为0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9，同理反转就是0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1。把这些二进制保存为数组，在控制步进电机正反转时，可以通过与0x1相与直接给P1口赋值，不但减少这部分代码量还不容易出错。
4.3 检测电路子程序设计
在经过20次定时器中断后，通过检测红外对管的输出来给设定的变量赋值，
若大于设定值则判断为有人或者垃圾已满，以此达到检测的目的。检测电路设计的流程图如图4.3所示：
图4.3 检测程序流程图
当人体检测信号值大于1时，及判断为有人，垃圾桶开盖，并标记桶盖状态为开（1）；当桶盖为关且红外1传感器输出为0时，及判断为人已经离开，垃圾桶关盖，并标记桶盖状态为关（0）；当垃圾检测信号大于3且桶盖为关时，则启动报警电路播放语音报警。
4.4 语音报警子程序设计
垃圾检测信号值大于三时（放置误报警），语音播放启动。若不再需要报警，也可以手动把语音报警开关关闭。
智能垃圾桶设计方案
目录 一、摘要 (3) 二、作品介绍 (4) 三、工作原理 (4) 四、作品功能、特色 (8) 五、作品结构 (9) 六、附录 (14)
一、摘要 垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，智能垃圾桶应运而生。 本作品主要由51单片机芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技 新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他 检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出 相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在 增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范 围内或探测范围内无信号触发时，开始启用51单片机特有的休眠功能，自
动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减 少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又 通过电路部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常 工作状态。 本作品图文声并茂，易识别，可自动打开桶盖，减少卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，为人们的健康提供了有力 的保障。 二、作品介绍 1．创作动机 目前市面上销售的带盖垃圾桶，开盖时均需采用手动或脚踩方式实现，这种开盖方式主要的缺点是给使用者带来既不卫生又不方便。在一些公共 场合，虽然到处都有垃圾桶，但由于陈旧无新意，许多垃圾仍然没有丢进 桶内，导致遍地狼藉、臭气冲天，严重污染环境…… 2. 创作目的 为了彻底解决了传统垃圾桶对使用者存在卫生感染的隐患，能有效杜绝各 种传染性疾病通过垃圾进行传播，本项目致力于设计出一种通过检测并自动打 开垃圾桶盖的一种智能系统。当人的手或物体接近投物口(应感窗)约1米时,垃圾桶盖便会自动开启,等垃圾投入完毕，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭，人、物不需接触垃圾桶，在长时间不使用的情况下会自动进入休眠模式以便节 能。使用的过程中，垃圾桶会根据不同的情况播放不同的语音。这种卫生、自 动、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人类进入小康社会取代传统垃圾桶的更
智能垃圾桶设计方案
智能垃圾桶设计方案标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
单片机原理与接口技术 课程设计 题目：智能垃圾桶 院系：工学院电气与电子工程系 专业：自动化 班级：自动化1502 姓名：姜宇鹏 学号：2010 指导教师：朱璐瑛 烟台南山学院教务处 二〇一七年九月
智能垃圾桶 摘要 垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，触发智能垃圾桶应运而生。ⅠⅠ本作品主要由HT46F49E芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范围内或探测范围内无信号触发时，开始启用HT46F49E芯片特有的休眠功能，自动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又通过HT46F49E芯片部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常工作状态。 关键词智能垃圾桶HT46F49E芯片单片机触发
目录 第1章绪论 (1) 项目的设计背景以及意义 (1) 设计目的 (1) 设计内容及要求 (2) 设计内容 (2) 要求 (2) 第2章设计方案比较 (3) 第3章硬件电路设计 (4) 第4章软件设计 (12) 第5章系统调试 (16) 结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解
合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书 参赛编号：20160415 学校：重庆机电职业技术学院 作品名称：采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶 指导老师：_____________________ 杨川 _____________________ 参赛队员：_________ 向游李曼芸汤玲_______ 采用单片机型号：HT66F70A_______________________ 日期：2015年12月30日一、摘要 随着社会经济的不断发展，智能控制技术日益成熟。现代家居中，人们越来越注重各种电器家具布局的智能化，合理化，科学化以及人性化。本作品旨在设计一款基于 HT66F70A单片机控制的智能家居垃圾桶，该智能垃圾桶采用声音和红外传感器，通过延时估计法实现声源方位的实时检测，具有语音控制垃圾桶行进功能和红外避障功能，同时，智能垃圾桶能快速识别用户发出的各种语音指示，自动完成开启、关闭垃圾桶等动作，真正实现随叫随到，为人们的日常生活带来便利。本作品完成之后能够很好的管理垃圾桶满足用户的要求，符合科技型、可持续性发展社会的标准。 关键词：HT66F70A声源定位；语音识别；红外式传感器 二、作品介绍 2.1作品背景 随着中国城市和经济的迅速发展，人们的生活水平不断提高，人们在生活中产生的生活垃圾都需要垃圾桶放置，特别是老人、妇女或者残疾人，放置垃圾时存在的诸多不便、费时、费力等问题，提出了具有语音识别功能的智能垃圾桶设计方案，当用户想要扔垃圾时，只要一声令下，垃圾桶就会快速准确到达身边。同时为了符合节约型、可持续性发展社会的标准，产生了对垃圾桶智能管理的需求。传统垃圾桶存在占用室内面积，堵墙角过道，远程操控不
智能垃圾桶设计方案
1、工作原理 整体架构如图1所示： 图1 作品系统架构图 程序分为3大块：主程序为等待延时、定时中断，热释红外传感器中断。 工作原理： 当人走到热释红外传感器的探测范围内，传感器热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经过hn911内部电路处理将此信号转换成电平变换，当检测到人时向单片机提供了一个低电平（下降沿），将此信号作为一个外部中断信号（在设计此方案的时候，我们还想到检测的时候运用图像处理法，他的优点就能够容易区分垃圾种类和准确是否是人，但其缺点是处理信息大，受到环境影响大，所以放弃）；震动传感器是将垃圾桶的震动（被物体撞击）或者重量变化转变成电平信号，通过I/O口单片机
可以查询到此信号；当PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片，其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，将垃圾的投入和垃圾桶是否满转变成电平信号，通过I/O口单片机可以查询到此信号；单片机在进行初始化与设定定时时间后，就等待中断信号，当外部中断端有信号时，单片机进入处理中断，认为此时有人来，通过查询I/O 信号，判断是否打开垃圾桶盖，当垃圾桶未满即PT2262/2272端无信号打开垃圾桶盖（单片机控制电磁铁通电，盖打开），通过震动传感器和PT2262/2272信号的综合判断此人是否是投垃圾的，与此同时单片机控制语音芯片发出一些幽默的话语，提示大家爱护环境，也给大家带来一些快乐。正因为盛群单片机有很方便休眠唤醒功能，在PA口加下降沿可是单片机唤醒，并且唤醒后执行唤醒的吓一跳指令，所以在长时间没有人来投垃圾，单片机自动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费。做到了节能环保。当有人来时，通过HN911电路部分将单片机唤醒，单片机将以前关闭电源的电路从新通电进入正常工作状态。 四、作品功能、特色 本作品节能环保，干净卫生，具有一定的娱乐性，运用广泛，可适用于各种中高级办公楼等公共场合，其原理也可运用至其他领域，如防盗作用等，具有很强的市场竞争力。 作品采用了HT46F49E作为主控单片机，以红外传感器、震动传感器、语音芯片为主要模块，主要特点如下： （1）节能环保。本作品有休眠唤醒功能，在长时间没有人来投垃圾，单片
智能垃圾桶设计方案
. . . 单片机原理与接口技术 课程设计 题目：智能垃圾桶 院系：工学院电气与电子工程系 专业：自动化 班级：自动化1502 姓名：姜宇鹏 学号：201502022010 指导教师：朱璐瑛 烟台南山学院教务处
. . . 二〇一七年九月
智能垃圾桶 摘要 垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，触发智能垃圾桶应运而生。ⅠⅠ本作品主要由HT46F49E芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范围内或探测范围内无信号触发时，开始启用HT46F49E芯片特有的休眠功能，自动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又通过HT46F49E芯片部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常工作状态。 关键词智能垃圾桶HT46F49E芯片单片机触发
目录 第1章绪论............................................................................ 错误！未定义书签。 1.1 项目的设计背景以及意义 .......................................... 错误！未定义书签。 1.2 设计目的 ............................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 设计内容及要求................................................................... 错误！未定义书签。 1.3.1 设计内容 ................................................................... 错误！未定义书签。 1.3.2 要求............................................................................ 错误！未定义书签。第2章设计方案比较 .. (4) 第3章硬件电路设计 (6) 第4章软件设计 (13) 第5章系统调试 (15) 结论 .......................................................................................... 错误！未定义书签。致谢 .......................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献................................................................................... 错误！未定义书签。附录 (18)
智能垃圾桶方案设计讲课教案
设计思路：本智能垃圾桶分为两件组装，及智能垃圾桶与智能垃圾清扫机的结合。 智能垃圾桶 采用基于单片机的智能化红外感应控制系统、无线通信系统，实现自动开关桶盖并调节开盖角度、遥控垃圾桶走动、智能封袋的功能。与传统智能垃圾桶相比较，功能性更强，智能化程度更高。 1 设计思路 从垃圾桶的结构和功能出发，主要从垃圾桶外观、分类回收功能、恶臭气味处理、智能翻盖、语音提示等方面进行多功能垃圾桶的设计，力求垃圾桶不仅能满足收集垃圾的功能，而且因其美观，色彩能与周围环境相和谐，成为环境的重要组成部分。 2 分类回收功能设计 目前我国城市生活垃圾的成分复杂，含易腐有机物、煤灰、泥沙、塑料、橡胶、玻璃、纸类等，有的生活垃圾中含有电池、金属等，垃圾分类回收是实现垃圾资源化的重要手段。城市垃圾可分为可回收物和不可回收物2 部分，其中，金属、塑料、玻璃、纸张、木制品等可回收再利用，废旧电池对土壤和地下水污染较重，可设置专门的收集装置回收，集中处理，其他的不可回收的物品可收集后清运至垃圾处理场进一步处理。可将垃圾桶设置成2 个子桶，一个为可回收桶，涂成绿色，并在显著位置标记可回收标志和字样；另一个为不可回收桶，涂成黄色，标记不可回收标志和字样，在垃圾桶的侧壁处可挂置小的废旧电池回收箱。 3 吸附设计 垃圾桶是垃圾临时存放的场所，有机垃圾在垃圾桶内易腐烂变质，散发出恶臭气味，在垃圾桶外壳与内桶间壁处，填充一层活性炭纤维，由于活性炭纤维具有较大的比表面积和较好的吸附性能，可以净化空气，吸附垃圾腐烂过程中产生的恶臭气味，防止空气污染。 4. 自动翻盖 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。设计红外线感应自动开门装置［4］，可实现当人走近垃圾桶时，桶门自动打开，投入垃圾后桶门自动关闭，不仅清洁卫生，而且避免垃圾腐烂的恶臭气味逸散到空气中污染环境。 5 语音功能 在垃圾桶的集成电路上安装语音模块系统，当人接近垃圾桶投放垃圾时，语音系统会提示对垃圾进行分类投放。在国外已经出现了会说话、唱歌的垃圾桶。在垃圾桶桶身设置1 个感应器， 当人投入垃圾后，桶体内的语音装置便发出“谢谢您”的声音。 6 自动检测 为了及时显示垃圾装填量，可以在垃圾桶顶部设置红、黄、绿3 种灯，分别表示装满、可以装和装一半［5］。为了方便垃圾的清运，可在垃圾桶内设一自动弹出装置，当垃圾工人清理垃圾时，按一下自动弹出装置，子桶便自动弹出箱外。待垃圾倾倒完毕后，只要把子桶放回
智能垃圾桶的设计与实现
智能垃圾桶的设计与实现 前言 垃圾桶，又名废物箱或垃圾箱，就是装放垃圾的地方。它就是使我们的生活变得干净整洁高档商品。由生活垃圾造成的污粢一直是中国最严重的社会公害之一。如何科学合理的收集和处理垃圾,避免其对环境造成污染是长期以来难以解决的问题。各种各样的公共垃圾桶,毫不起眼而又不可或缺,其造型的设计、尺寸的选择、材料的使用、摆放的距离等诸多要素都直接影响着垃圾回收的效率,也影响着我们赖以生存的环境。 当今世界，控制人口，节约资源，保护环境，实现经济、社会与人口、资源、环境协调发展，已成共识，像我们这样一个人口众多、能源资源匮乏的国家来说，垃圾真是太宝贵了，所以说，垃圾是放错了地方的财富，垃圾桶是收敛财富的工具。 当今中国经济正以惊人速度发展，城镇化步伐飞快，但城市公共设施往往不能跟上城市发展。对城市垃圾的管理起到积极的作用，在垃圾能够被定点定位投放后，不但会美化市容，营造整洁的环境，还会有效的减少环卫工人的工作量，提高工作效率，又可节约人力，从而将人力、物力资源投入到城市其他方面卫生的维护中。其实，垃圾桶的设计很大程度上是向着垃圾分类化发展的。 为了彻底解决了传统垃圾桶对使用者存在卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，本项目致力于设计出一种通过检测并自动打开垃圾桶盖的一种智能系统。当人的手或物体接近投物口(应感窗)约1米时,垃圾桶盖便会自动开启,等垃圾投入完毕，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭，人、物不需接触垃圾桶，在长时间不使用的情况下会自动进入休眠模式以便节能。使用的过程中，垃圾桶会根据不同的情况播放不同的语音。这种卫生、自动、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人类进入小康社会取代传统垃圾桶的更新换代产品。 1 智能垃圾桶介绍 垃圾桶，又名废物箱或垃圾箱，就是装放垃圾的地方。它就是使我们的生活变得干净整洁高档商品。由生活垃圾造成的污粢一直是中国最严重的社会公害之一.如何科学合理的收集和处理垃圾,避免其对环境造成污染是长期以来难以解决的问题.各种各样的公共垃圾桶,毫不起眼而又不可或缺,其造型的设计、尺寸的选择、材料的使用、摆放的距离等诸多要素都直接影响着垃圾回收的效率,也影响着我们赖以生存的环境. 当今世界，控制人口，节约资源，保护环境，实现经济、社会与人口、资源、环境协调发展，已成共识，像我们这样一个人口众多、能源资源匮乏的国家来说，垃圾真是太宝
基于单片机的智能垃圾桶设计
1 前言 1.1 研究背景与意义 在公共空间或家庭等场所，垃圾的收集和储存往往是一个不容轻视的问题。例如炎热天气下的餐厅不及时处理残渣，留在垃圾桶中就会发霉发臭；而公共空间流动人员很多，垃圾更需要及时清理。虽然国家长期以来一直在建议保护环境，不乱抛垃圾，加强回收和循环利用废物资源，但仍然屡屡发生。主要还是因为垃圾桶不够干净，一般人都想离脏东西远远地，所以有些人就会随手将垃圾扔在垃圾桶盖上或垃圾桶附近，甚至造成垃圾桶内没有垃圾桶外却垃圾满地的现象，这就加重了保洁人员的负担以及回收再利用资源的难度。垃圾是细菌和各种虫子的温床，为了生活健康，就要避免垃圾聚集不及时清理的情况发生。但现在销售的大多数有桶盖的垃圾桶，打开盖子时要么需要手动要么需要脚踏的操作方式，这种传统垃圾桶工作方式正是造成上述情况的原因。为了适应科技时代的潮流，并解决上述问题，本设计力求于实现凭借传感器检测自行打开垃圾桶盖且具有语音报警功能的智能垃圾桶。 1.2 研究现状 垃圾桶作为日常生活不可或缺的装置，按摆放地点可分为公用垃圾桶和家用垃圾桶，按制造材质可分为塑料垃圾桶和金属垃圾桶，近年来还出现桶身为透明以便于辨识桶内是否遭放置爆裂物或有毒物质的垃圾桶，也被叫做“反恐垃圾桶”。经过调研，目前生产的垃圾桶主要有下列有待改进的地方： 1、垃圾桶封闭性不佳或直接没有盖，既会向四周散发味道，又容易滋长蚊虫，对环境和人的影响都不好。 2、不能处理垃圾已装满的情况，即缺少报警的功能，不及时清理垃圾就会掉落在桶外，既不美观也不卫生。 目前在市场上各种类垃圾桶看起来令人目不暇接，使用上却只不外乎是用脚踩或没有盖的开放式垃圾桶。在这个传感器技术快速更新的时代，各式智能仪器仪表、自动化装置迅速融入大众的生活当中。各种智能设备节省了大量人力，财
语音定位智能寻源垃圾桶的设计讲解
(20160415)：(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶) 合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书 20160415 校学参赛编号：：重庆机电职业技术 学院作品名称采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶： 指导老师杨川： 参赛队员向游李曼芸汤玲： 采 用单片机型号 HT66F70A ：2015 1230 日月日期：年一、摘要 随着社会经济的不断发展，智能控制技术日益成熟。现代家居中，人们越来越注 重各种电器家具布局的智能化，合理化，科学化以及人性化。本作品旨在设计一 款基于HT66F70A单片机控制的智能家居垃圾桶，该智能垃圾桶采用声音和红外 传感器，通过延时估计法实现声源方位的实时检测，具有语音控制垃圾桶行进功 能和红外避障功能，同时，智能垃圾桶能快速识别用户发出的各种语音指示，自 动完成开启、关闭垃圾桶等动作，真正实现随叫随到，为人们的日常生活带来便利。本作品完成之后能够很好的管理垃圾桶满足用户的要求，符合科技型、可持 续性发展社会的标准。 关键词：HT66F70A;声源定位；语音识别；红外式传感器 二、作品介绍 2.1作品背景 随着中国城市和经济的迅速发展，人们的生活水平不断提高，人们在生活中产生 的生活垃圾都需要垃圾桶放置，特别是老人、妇女或者残疾人，放置垃圾时存在 的诸多不便、费时、费力等问题，提出了具有语音识别功能的智能垃圾桶设计方案，当用户想要扔垃圾时，只要一声令下，垃圾桶就会快速准确到达身边。同时 为了符合节约型、可持续性发展社会的标准，产生了对垃圾桶智能管理的需求。传统垃圾桶存在占用室内面积，堵墙角过道，远程操控不变，不卫生等现象。对
于占用面积问题和不便捷问题，都是可-1- (20160415)：(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶) 以通过智能管理来完美解决的。 2.2创作目的 为了在满足用户前提下最大限度的省时省力，解决垃圾桶使用便捷的问题，我们设计了一个语音识别系统，来控制垃圾桶的工作状态。生活中人们都需到一定的垃圾桶放置处扔垃圾，而且考虑到老人、孕妇或者有残疾的病人，所存在的不便、费时、费劲等问题日益突出。针对此问题，本系统提出了具有“随叫随到”功能的垃圾桶的设计方案，即当用户想要扔垃圾的时候，只要一声令下，垃圾桶就会快准确无误地来到身边。并且设计出了一套基于HT66F70A控制的具有语音识别技术的声控智能垃圾桶，实现了对其“随叫随到”的控制。 三、作品功能与实用性 设计的作品系统结构包括垃圾桶车体机械结构、硬件控制电路和软件设计三部分。其中车体机械结构为一部带万向轮的两轮驱动车体，能按照在不同地点处用户发出的声音指令，自动行驶到用户所在地。本设计通过语音识别模块识别出用户的呼叫命令，同时通过声源定位模块判断用户所处位置，再通过HT66F70A产生 驱动电机的PWM信号，利用电机驱动模块驱动垃圾桶向声源方向行驶，并在行进过程中，利用避障模块自行避开障碍物。同时，该设计还支持用户对打开垃圾桶盖、关闭垃圾桶盖等语音控制。该设计将智能、便利、个性化融合在一起，为新时代的家居生活和高效率的办公带来方便、快捷和可靠。 四、设计原理 4.1作品工作原理 本系统采用盛群提供的高性能、低功耗的处理器HT66F70A芯片为核心控制器。系统包括电源模块、HT66F70A最小系统、声源定位模块、语音识别模块、避障模块和电机驱动模块。各个模块功能阐述如下： 声音采集：由拾音器声音传感器采集声音，通过两级放大电路对语音信号进行放大。 语音识别：Philips公司UDA1341TS专用的语音处理芯片，能对语音实现放大、滤波、采样、A／D或D／A转换及进行数字语音处理功能。 电机驱动：由HT66F70A产生PWM控制信号驱动电机工作。 避障：以红外式传感器探测障碍距离并采用漫反射式光电开关进行避障。 -2- (20160415)：(采用语音定位技术的随叫随到智能垃圾桶) 通过对采集的声音加以数字语音处理，将输人的语音信号经过音频数字信号编译码器UDA1341TS处理后，与保存在Flash中的参考样本进行对比，找出最佳的声音识别效果，然后由调用函数控制HT66F70A的I／0口，指挥垃圾桶的运动。电机的驱动电路则采用H桥驱动电路，控制4个桥臂的导通与关断控制电机的 运行状态，使之正转反转或者停转，进而控制垃圾桶的行驶。根据红外探测器发射头发出的光束，被障碍物反射，接收头据此做出判断是否有障碍物。HT66F70A 根据接收头电平的高低做出相应控制，避免小车碰到障碍物。
智能垃圾桶的工作原理详解
智能垃圾桶的工作原理详解 随着人们生活水平提高，家居生活现代化是个必然的趋势。目前几乎所有的传统垃圾桶行业都推出了各自的智能感应垃圾桶，这必将是以后的一个发展趋势。智能感应垃圾桶也必将成为老百姓的消费习惯。就如当初的节能灯管、饮水机一样，现在已全面普及。智能感应垃圾桶在未来的几年中也必将普及。 智能垃圾桶，是日本发明家（网络上昵称为Modder FRP）结合体感游戏技术设计的新型垃圾桶。 智能垃圾桶动力由电池驱动，桶下方装有轮子，利用内建软件负责侦测与精准预测。同时，在房间墙壁上装设Kinect，来观测整个房间大小并且计算垃圾的落点。这一发明可以让房间内的垃圾桶不再坐守空城，而是主动出击，精准移位来接住垃圾。下面我们来了解一下智能垃圾桶原理 智能垃圾桶的工作原理原理是利用热释电红外、红外对管、微波感应，自动打开垃圾桶盖子； 和普通垃圾桶比较，多了一个电子部分和机械驱动部分。电子部分由一个IC控制，IC价格在二元以内，再加一个感应器，目前这方面最好的原装进口感应器价格在五元钱以内。机械驱动部分就更简单了，只是驱动盖子的关和开而已了。 程序分为3大块：主程序为等待延时、定时中断，热释红外传感器中断。 工作原理：当人走到热释红外传感器的探测范围内，传感器热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经过hn911内部电路处理将此信号转换成电平变换，当检测到人时向单片机提供了一个低电平（下降沿），将此信号作为一个外部中断信号（在设计此方案的时候，我们还想到检测的时候运用图像处理法，他的优点就能够容易区分垃圾种类和准确是否是人，但其缺点是处理信息大，受到环境影响大，所以放弃）；震动传感器是将垃圾桶的震动（被物体撞击）或者重量变化转变成电平信号，
2020智能垃圾桶设计方案
精选范文、公文、论文、和其他应用文档，希望能帮助到你们！ 2020智能垃圾桶设计方案 目录 一、摘要 (3) 二、作品介绍 (4) 三、工作原理 (4) 四、作品功能、特色 (8) 五、作品结构 (9) （一）硬件部分 (9) （二）软件部分………………………………………
一、摘要 垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，智能垃圾桶应运而生。 本作品主要由HT46F49E芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范围内或探测范围内无信号触发时，开始启用HT46F49E单片机特有的休眠功能，
自动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又通过HN911电路部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常工作状态。 本作品图文声并茂，易识别，可自动打开桶盖，减少卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，为人们的健康提供了有力的保障。 二、作品介绍 1．创作动机 目前市面上销售的带盖垃圾桶，开盖时均需采用手动或脚踩方式实现，这种开盖方式主要的缺点是给使用者带来既不卫生又不方便。在一些公共场合，虽然到处都有垃圾桶，但由于陈旧无新意，许多垃圾仍然没有丢进桶内，导致遍地狼藉、臭气冲天，严重污染环境…… 2. 创作目的 为了彻底解决了传统垃圾桶对使用者存在卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，本项目致力于设计出一种通过检测并自动打开垃圾桶盖的一种智能系统。当人的手或物体接近投物口(应感窗)约1米时,垃圾桶盖便会自动开启,等垃圾投入完毕，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭，人、物不需接触垃圾桶，在长时间不使用的情况下会自动进入休眠模式以便节能。使用的过程中，垃圾桶会根据不同的情况播放不同的语音。这种卫生、自动、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人类进入小康社会取代传统垃圾桶的更新换代产品。
智能垃圾桶实现方案
智能垃圾桶实现方案 摘要：智能垃圾桶选用Kinect体感手势识别传感器，其能够捕捉、跟踪以及解密人体的动作和手势，它通过对深度图像和骨骼图像的分析实现动态手势识别。在骨骼图像的20个骨点中选取至少2个有效骨骼点，通过追踪这些骨骼点的位置来实现对手部的追踪；再通过对手部深度图像的分析来实现动态手势识别。 1 智能垃圾桶功能和特点 a、智能唤醒――家里或办公室没有人时，垃圾桶将处于停止工作状态，等家里或办公室有人吸烟或丢垃圾时，虽然有一段时间垃圾桶处于停止工作状态，但这时垃圾桶同样能自己识别判断你是否需要服务而开始投入工作； b、随意控制移动――当你想让垃圾桶到某个地点去，可以用手势随意的控制垃圾桶向左向右，向前向后移动，然后移动到你想到达的位置； c、随意控制桶盖开关――当你丢垃圾时可以用一个手势就能让桶盖打开；不使用时，则可以用一个手势命令桶盖关闭； d、定点清理――地面某个地方特别脏时，可以控制垃圾桶的吸尘功能定点在特别脏的地方清理，达到你满意为
止； e、异味检测――当垃圾桶内的垃圾不多但存放时间过长而发生恶臭等异味的时候，提醒主人清理； f、防碰撞――当垃圾桶碰到障碍物和遇到过不了的坑时，自动绕道躲避。 2 体感手势识别智能垃圾桶方案 基于体感手势控制智能移动平台基础上所开发的智能 垃圾桶是由Kinect传感器采集人的各种手势，该传感器能有效地管理音频和视频信息，将数据处理后通过USB2.0接口传送给上位机，由上位机分析处理数据后经Zigbee通讯模块传送到智能垃圾桶，智能垃圾桶接收到指令后，根据之前人的姿态执行相应的作业，实现响应的智能垃圾桶功能。方案结构图 如图2-1所示。这款产品操作简单，只需要一些很普通、简单的手势即可完成对体感手势控制智能移动平台的操作。 图2-1智能垃圾桶方案图 图3-1智能垃圾桶框架（红线为供电） 3 硬件设计 智能垃圾桶硬件电路框架如图3-1所示，Zigbee无线接收控制命令，CC2530控制电机、吸尘器、垃圾桶开关盖。超声波传感器检测前方障碍物、下方悬崖，智能躲避，异味传感器检测垃圾桶内有害气体，如果有异味报警提醒。考虑
智能垃圾桶设计方案44178
智能垃圾桶设计方案 44178
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智能垃圾桶 摘要 垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，触发智能垃圾桶应运而生。ⅠⅠ本作品主要由HT46F49E芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范围内或探测范围内无信号触发时，开始启用HT46F49E芯片特有的休眠功能，自动的将除HN911以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又通过HT46F49E芯片部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常工作状态。 关键词智能垃圾桶HT46F49E芯片单片机触发
目录 第1章绪论 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 1.1 项目的设计背景以及意义 .................................................. 错误!未定义书签。 1.2 设计目的.......................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 设计内容及要求 ............................................................................ 错误!未定义书签。 1.3.1 设计内容................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3.2 要求........................................................................................ 错误!未定义书签。第2章设计方案比较 . (2) 第3章硬件电路设计 (4) 第4章软件设计 (10) 第5章系统调试 (12) 结论 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。致谢 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 ................................................................................................ 错误!未定义书签。附录 (15)
智能垃圾桶的设计
智能垃圾桶的设计 摘要 为了保持环境的整洁和秩序，人类将丢弃物放在固定的场所或容器中。 因此，便利生活环境人们开始使用了垃圾桶。随着时代不断地向前推进，人们的审美也随之提高，同类繁多的垃圾桶也出现在人们丰富多彩的生活中。越来越多的使用者不在单单看重垃圾桶的实用性，更多的注重了它的美观及其他性能。由于智能化走进人们的生活，目前智能化垃圾桶也慢慢的出现在人们的视线中。我们主要研究在51单片机构造下的智能垃圾桶，主要由步进电机、温度传感器、语音电路、单片机、红外对射模块等组成。 主要功能有垃圾分类提示、火灾报警和满箱提示。功能的具体实现如下：当垃圾桶的感应范围内出现人体时，垃圾桶会自动发出“感谢您的使用，右边投放可回收垃圾，左边投放不可回收垃圾，谢谢合作”在垃圾量填满垃圾桶时，垃圾桶会发出“容量已满，垃圾需清空”在垃圾桶的内部达到与设定的温度时，垃圾桶会自动发出火灾预警信号。本设计的最终愿景是达通过向社区家庭普及这项或这类产品来提升人们的对垃圾分类的认识以及保护环境的意识， 并在起到宣传教育的作用的同时令人们的生活中的投放废弃物品这一琐屑环节更加方便与人性化，最终达到提升人们生活的卫生质量与生活品质的目的。关键词： 单片机；垃圾桶；传感器 ABSTRACT ”Trash can” as an indispensable necessity in human life， it is accompanied by human beings through every era. Especially in today’s home supplies， hotel supplies market is essential. With the general improvement of people’ s environme ntal awareness and aesthetic level， the type and amount of trash is increasing constantly renovating and， people pay more attention to the beauty and practicability，and the product towards the” small” and” intelligent” direction of development. Intelligen t trash can provide convenience for people’s daily life. The system is based on51 single-
基于单片机的智能垃圾桶的设计
石家庄经济学院信息工程学院电子信息工程专业 专业课程设计报告 题目基于Arduino的智能垃圾桶的设计姓名王彤 学号410109060209 班级4101090102 指导教师李明亮 2014年1 月8 日
要求： 1．指导教师按照课程设计大纲要求完成学生课程设计指导工作。2．课程设计任务书由指导教师照大纲要求填写，内容要全面。 3．课程设计报告由参加本学生填写。课程设计结束时交指导教师。4．指导教师要根据每一位学生课程设计任务完成情况，认真审核设计报告，并在课程设计结束时，给出客观、准确的评语和成绩。 5．课程设计任务书和报告要语言流畅，图表正确规范。 6．本表要用钢笔、圆柱笔填写或打印，字迹工整。
课程设计任务书 班级 4101090102 姓名王彤学号 410109060209 课程设计题目基于Arduino的智能垃圾桶的设计 课程设计起止日期 2013.12.23 至 2014.1.10 实习地点实验楼 106 课程设计内容与要求 设计任务：基于Arduino的智能垃圾桶 要求： 1.可以用遥控器控制垃圾桶的行走，并由人们实时随意控制； 2.垃圾桶在行进过程中可以躲避障碍物； 3.有人伸手扔垃圾时，垃圾桶盖自动打开，之后自动关闭； 4.圾桶内垃圾到达一定程度时，垃圾桶能自动发出提醒声； 指导教师：李明亮 2013 年 12月 23 日 注：此表可加附页
课程设计报告 一、设计原理与技术方法 （包括：电路工作原理分析与原理图、元器件选择、电路调试方法与结果说明； 软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。） 1.智能垃圾桶的功能分析 为实现所有功能，需要一个控制中心，即主控单元，实时接收各方面信息并处理，然后发出指令，从而实现功能。 要实现无线遥控功能，需要一个外置的遥控器，垃圾桶主体还要设置一个信号接收的模块接受遥控的指令并把信号转换为电信号传输给主控单元，再由主控单元处理并发送指令，驱动发动机转动和控制轮子以改变方向。 而对于自动避障功能，需要设置一个避障模块和电机驱动模块，能够检测前方是否有障碍。若有，则发送电信号至主控单元，再由主控单元发送指令至发动机，从而停止行进。需要检测环境的功能还有自动开盖功能和自动提醒垃圾已满功能。自动开盖功能需要一个感应模块和一个轴承控制模块。如果有人体靠近，感应模块就发送信号到主控单元，通过主控单元控制轴承控制模块，打开垃圾桶盖。自动提醒垃圾已满功能需要一个测试模块和语音控制模块。桶内垃圾达到一定高度时测试模块就发送信号给主控单元，从而使语音控制模块发出提醒声。以上三个功能都需要传感器来检测外界环境从而判断是否发出信号给主控单元，实现其相应的功能。 1.1 设计方案的选择 以Arduino板作为控制中心的主控单元，为实现垃圾桶的智能化，还需要加入其他功能模块，分别与主控单元相连接，接收主控单元的命令从而实现其特有功能。需要的功能模块如下： 用于为各个模块供电的电源模块，其电源输出端分别连接上述各个模块的电源端； 用于接收遥控命令的无线信号接收模块； 用于避免障碍物的红外避障模块，用于测试垃圾高度的红外测试模块，用于自动感应人体靠近的红外感应模块； 用于驱动电机工作的电机驱动模块； 用于当垃圾桶内物品到达指定高度时，自动发出提醒声的语音控制模块。 用于当人体靠近时自动开盖的轴承控制模块。 1.2 设计方案的各模块关系框图及说明
智能垃圾桶项目可行性研究报告模板及范文
智能垃圾桶项目可行性研究报告 规划设计 / 投资分析
摘要 该智能垃圾桶项目计划总投资20729.08万元，其中：固定资产投资16873.21万元，占项目总投资的81.40%；流动资金3855.87万元，占项目总投资的18.60%。 达产年营业收入28026.00万元，总成本费用21365.02万元，税金及附加339.33万元，利润总额6660.98万元，利税总额7919.07万元，税后净利润4995.73万元，达产年纳税总额2923.33万元；达产年投资利润率32.13%，投资利税率38.20%，投资回报率24.10%，全部投资回收期5.65年，提供就业职位417个。 报告针对项目的特点，分析投资项目能源消费情况，计算能源消费量并提出节能措施；分析项目的环境污染、安全卫生情况，提出建设与运营过程中拟采取的环境保护和安全防护措施。 概况、建设必要性分析、产业研究分析、投资方案、选址分析、土建方案说明、工艺技术、环境影响说明、生产安全保护、风险应对评估、项目节能可行性分析、项目实施方案、投资估算、经济效益、综合评价结论等。
智能垃圾桶项目可行性研究报告目录 第一章概况 第二章建设必要性分析 第三章产业研究分析 第四章投资方案 第五章选址分析 第六章土建方案说明 第七章工艺技术 第八章环境影响说明 第九章生产安全保护 第十章风险应对评估 第十一章项目节能可行性分析 第十二章项目实施方案 第十三章投资估算 第十四章经济效益 第十五章项目招投标方案 第十六章综合评价结论
第一章概况 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx投资公司 （二）公司简介 公司在发展中始终坚持以创新为源动力，不断投入巨资引入先进研发设备，更新思想观念，依托优秀的人才、完善的信息、现代科技技术等优势，不断加大新产品的研发力度，以实现公司的永续经营和品牌发展。公司是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业，专注于产品，致力于产品的设计与开发，各种生产流水线工艺的自动化智能化改造，为客户设计开发各种产品生产线。 公司拥有优秀的管理团队和较高的员工素质，在职员工约600人，80%以上为技术及管理人员，85%以上人员有大专以上学历。公司自成立以来，在整合产业服务资源的基础上，积累用户需求实现技术创新，专注为客户创造价值。 优良的品质是公司获得消费者信任、赢得市场竞争的基础，是公司业务可持续发展的保障。公司高度重视产品和服务的质量管理，设立了品管部，有专职质量控制管理人员，主要负责制定公司质量管理目标以及组织公司内部质量管理相关的策划、实施、监督等工作。
智能垃圾桶项目
第四届海口经济学院创业大赛商业计划书 保 家 净 智 能 垃 圾 桶 指导老师：邹晓燕 小组成员：朱亚运 陈晓茜
目录 1. 执行摘要 (4) 1.1. 公司描述 (4) 1.2. 市场 (4) 1.3. 投资与财务 (4) 1.4. 组织与人力资源 (5) 2. 项目背景 (5) 2.1. 产业背景 (5) 2.2. 产品概述 (5) 2.3. 智能垃圾桶的优点 (6) 2.4. 智能垃圾桶应用前景 (6) 3. 市场机会 (6) 3.1. 市场特征 (6) 3.2. 市场细分 (7) 3.3销售渠道分析 (7) 3.4竞争分析 (8) 4.公司战略 (9) 4.1总体战略 (9) 4.2发展战略 (9) 5.市场营销 (11) 5.1目标市场 (Target Market) (11) 5.2产品和服务 (11)
5.3价格（Price） (11) 5.4销售渠道（Place） (12) 5.5推广策略（Promotion） (12) 5.6市场开发与进入 (13) 6.生产管理 (14) 6.1生产要求 (14) 6.2厂址选择 (14) 6.3项目进度 (15) 6.4生产工艺流程 (15) 7.投资分析 (16) 7.1股本结构与规模 (16) 7.2资金来源与运用 (16) 7.3投资收益与风险分析 (17) 8.财务分析 (18) 8.1会计报表及附表 (18) 8.2会计报表分析 (20) 9 管理体系 (27) 9.2 公司性质: (27) 9.3 组织形式 (28) 9.4 部门职责 (28) 10 机遇与风险 (29) 10.1 机遇 (29)