智能垃圾桶的设计与实现(附件)【字数：10931】
摘 要随着时代的飞速发展以及科技的日新月异，人们对于美好生活的需求更加强烈，但现有的城市垃圾处理远远达不到人们对于高品质生活的追求。现在使用的城市垃圾桶太过于繁琐不卫生，基于智能化的大环境，现在急需设计一个更智能化生活化环保化的新型智能垃圾桶。本设计对于智能垃圾桶的研究就是让城市垃圾的处理更及时卫生，提升城市的美观度，促进智慧城市的创建。此垃圾桶以STC89c51单片机为控制核心，分5个核心模块。红外感应开关盖模块由红外传感器和步进电机组成，人不直接接触垃圾盖就可以使垃圾盖旋转自动打开，延时一段时间后自动关闭。垃圾溢出自动提醒模块，当垃圾达到一定重量值即垃圾桶满时会发送信息到清洁人员手机，提醒他该去清理了。压力传感测重模块，采用HX711压力传感器，可以测出垃圾箱的容纳度。智能分类灯光报警模块，采用金属传感器，检测金属或者非金属，若垃圾分类错误灯光报警。烟雾报警模块，采用烟雾报警器，若垃圾桶有烟雾萦绕时蜂鸣器报警。经过实验检测，本设计制作的垃圾桶可以实现其预期功能，解决了传统垃圾桶需要手动开盖的繁琐过程；对市民来说，解放双手，扔垃圾不再是苦差事而且也比较卫生；对于清洁人员，提高了工作效率又实现了垃圾的一次分类，减轻了工作负担；对于城市来说，满溢就会有工作人员来清洁那么不会有垃圾大量溢出，大幅提升城市美观，让城市更和谐。本设计基于环保的基础，赋予智能垃圾桶更多的功能，充分提升居民的环保意识，实现生活的智能化与安全化。
目录
第1章 前 言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.4全文组织结构 2
第2章 智能垃圾桶系统分析 4
2.1 智能垃圾桶的需求分析 4
2.2性能分析 5
2.3硬件需求 5
2.3.1红外感应开关盖模块 5
2.3.2压力传感短信提示模块 6
2.3.3智能分类灯光报警模块 6
2.3.4 烟雾报警器模块 7
2.3.5电机及其驱动模块 7
2.4软件需求 7
第3章 智能垃圾桶硬件系统设计 8
3.1智能垃圾桶的系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
统模块功能设计 8
3.2单片机系统设计 8
3.3数码管显示设计 9
3.4 自动开关盖设计 10
3.5 压力传感模块设计 10
3.6 PCB设计 11
第4章 智能垃圾桶软件系统设计 13
4.1主流程设计 13
4.2红外感应自动翻盖系统设计 14
4.3 压力传感器软件测试 15
4.4 数码管显示模块软件设计 16
4.5烟雾报警软件设计 17
第5章系统测试 18
5.1单片机模块调试 18
5.2 红外感应开关盖模块调试 18
5.3 系统软件测试 19
5.4 软硬件调试结果分析显示 19
第6章 总结与展望 20
6.1总结 20
6.2 展望 20
参 考 文 献 21
致 谢 22
第1章 前 言
1.1研究背景
近年来,商品的包装设计越来越趋于种类多样化，城市垃圾大量产生并堆积，我国为此进行了大量的城市生活垃圾处理研究并陆续建设了一批大、中型的城市垃圾处理机构，城市垃圾处理率得到迅速的提高[1]。但目前我国依然是世界上垃圾产量最大的国家，垃圾问题日渐突出。虽然我国居民的环保意识有大幅提高，但是不可避免的，还有一些环保意识比较差[2]。公共垃圾箱对环境保护有重要作用，其发展情况对公共环境改善具有重大影响。垃圾桶作为人们日常生活中不可或缺的的用品，在生活中随处可见，但目前在垃圾桶的使用过程中普遍存在垃圾桶空间利用率不高，间接导致人工清理频率高、垃圾入桶意识不够等问题[3]。这就要求我们在做智能化垃圾桶时充分提高垃圾桶的利用率，提升人们的环保主义精神。传统公共垃圾箱存在一定不足：体积一定，存储空间有限；清理不及时，影响其充分发挥清洁作用。现如今，国内现在的垃圾桶以塑料筐垃圾桶为主，当垃圾较少且已于处理时，清理垃圾时也较为方便，而且其价格较低，生活中也最常见。但遗憾的是，它的桶盖不是自动的，需要人为用手去掀盖子，而垃圾桶一般都不干净，其中散发的臭味会使人心情不顺畅，而且用手会增加细菌的传播率，增加人患病的几率，非常不卫生而且不方便[4]。况且全部的垃圾都放在一个垃圾桶内导致垃圾不能按类型分类，对环境也是有不良影响的。而一个文明环保的社会，都会按照垃圾类型对垃圾进行分类存放，这样既可以减少对环境的污染，也能促成一些废物的二次利用，环境是靠社会成员共同去保护和维持的，所以现在的垃圾桶存在诸多弊端，很难适应未来的的发展潮流[5]。
1.2国内外研究现状
智能垃圾桶是一种近几年新起的智能产品，二十一世纪开始以后，有些公司开始尝试利用微电脑控制芯片对垃圾桶进行智能化自动化的改造，结合红外探测技术，提升垃圾桶在日常生活中的使用体验[6]。随之而来市场上出现了新型的智能感应型垃圾桶，其通过红外感光进行人与垃圾桶的自动感应，当人靠近垃圾桶时，垃圾桶自动感应并自动开盖在延时几秒后关盖[6]。这种设计不用直接用手就可以投放垃圾，直接解放双手，避免了细菌疾病等的间接传播，也带来了干净卫生的生活体验。何侃等人完成了基于 LD3320 的语音识别智能垃圾桶的设计，语音控制垃圾桶各方向运动[7]。这款垃圾桶功能较为全面，想法比较有新意，对于智能垃圾桶的设计是一种突破，然而用语音控制垃圾桶运动这一技术稳定性不足，在一些复杂的情境中难以使用。还有一些基于物联网系统的智能垃圾桶[8]、太阳能智能垃圾桶[9]、配备Wifi无线网络的智能垃圾桶[10]等，但是这些垃圾桶普遍存在功能单一，使用不方便，无法满足室外等大型场所等缺陷。国外对于智能垃圾桶的研究比较领先，除了国内垃圾桶具有的功能，还变得个性化，创意，有趣。在美国匹兹堡，有许多创业公司对智能垃圾桶做出了创造性的研究。有一家创业公司 Clean Robotics，近期研制了一款全自动分类垃圾桶，名字叫“Trashbot”[12]。它可以正确的识别垃圾的种类，把垃圾放在精确的回收位置，实现自动分类。但是其存在的问题是根据个性化需求所做出的垃圾桶势必成本会很高，所投入的研究经费人力等也不会少，所以国外对于智能垃圾桶的研究实现了其个性化但缺乏实用性，性价比略低，对于垃圾桶这类生活常用品，其实用性更为重要一些。
1.3研究目的和意义
1.3.1研究目的
该设计综合考虑了室外垃圾桶的使用中存在的实际问题，做出一个具有红外感应、垃圾满溢短信提示、智能垃圾分类、烟雾报警的智能垃圾桶模型，本次研究也是对智能垃圾桶研究的补充和启发。新型环保的多功能智能垃圾桶，可以试用于一些公共场所如商场，街道等，体现其智能化，高效化人性化的设计理念。1.3.2研究意义
目录
第1章 前 言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.4全文组织结构 2
第2章 智能垃圾桶系统分析 4
2.1 智能垃圾桶的需求分析 4
2.2性能分析 5
2.3硬件需求 5
2.3.1红外感应开关盖模块 5
2.3.2压力传感短信提示模块 6
2.3.3智能分类灯光报警模块 6
2.3.4 烟雾报警器模块 7
2.3.5电机及其驱动模块 7
2.4软件需求 7
第3章 智能垃圾桶硬件系统设计 8
3.1智能垃圾桶的系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
统模块功能设计 8
3.2单片机系统设计 8
3.3数码管显示设计 9
3.4 自动开关盖设计 10
3.5 压力传感模块设计 10
3.6 PCB设计 11
第4章 智能垃圾桶软件系统设计 13
4.1主流程设计 13
4.2红外感应自动翻盖系统设计 14
4.3 压力传感器软件测试 15
4.4 数码管显示模块软件设计 16
4.5烟雾报警软件设计 17
第5章系统测试 18
5.1单片机模块调试 18
5.2 红外感应开关盖模块调试 18
5.3 系统软件测试 19
5.4 软硬件调试结果分析显示 19
第6章 总结与展望 20
6.1总结 20
6.2 展望 20
参 考 文 献 21
致 谢 22
第1章 前 言
1.1研究背景
近年来,商品的包装设计越来越趋于种类多样化，城市垃圾大量产生并堆积，我国为此进行了大量的城市生活垃圾处理研究并陆续建设了一批大、中型的城市垃圾处理机构，城市垃圾处理率得到迅速的提高[1]。但目前我国依然是世界上垃圾产量最大的国家，垃圾问题日渐突出。虽然我国居民的环保意识有大幅提高，但是不可避免的，还有一些环保意识比较差[2]。公共垃圾箱对环境保护有重要作用，其发展情况对公共环境改善具有重大影响。垃圾桶作为人们日常生活中不可或缺的的用品，在生活中随处可见，但目前在垃圾桶的使用过程中普遍存在垃圾桶空间利用率不高，间接导致人工清理频率高、垃圾入桶意识不够等问题[3]。这就要求我们在做智能化垃圾桶时充分提高垃圾桶的利用率，提升人们的环保主义精神。传统公共垃圾箱存在一定不足：体积一定，存储空间有限；清理不及时，影响其充分发挥清洁作用。现如今，国内现在的垃圾桶以塑料筐垃圾桶为主，当垃圾较少且已于处理时，清理垃圾时也较为方便，而且其价格较低，生活中也最常见。但遗憾的是，它的桶盖不是自动的，需要人为用手去掀盖子，而垃圾桶一般都不干净，其中散发的臭味会使人心情不顺畅，而且用手会增加细菌的传播率，增加人患病的几率，非常不卫生而且不方便[4]。况且全部的垃圾都放在一个垃圾桶内导致垃圾不能按类型分类，对环境也是有不良影响的。而一个文明环保的社会，都会按照垃圾类型对垃圾进行分类存放，这样既可以减少对环境的污染，也能促成一些废物的二次利用，环境是靠社会成员共同去保护和维持的，所以现在的垃圾桶存在诸多弊端，很难适应未来的的发展潮流[5]。
1.2国内外研究现状
智能垃圾桶是一种近几年新起的智能产品，二十一世纪开始以后，有些公司开始尝试利用微电脑控制芯片对垃圾桶进行智能化自动化的改造，结合红外探测技术，提升垃圾桶在日常生活中的使用体验[6]。随之而来市场上出现了新型的智能感应型垃圾桶，其通过红外感光进行人与垃圾桶的自动感应，当人靠近垃圾桶时，垃圾桶自动感应并自动开盖在延时几秒后关盖[6]。这种设计不用直接用手就可以投放垃圾，直接解放双手，避免了细菌疾病等的间接传播，也带来了干净卫生的生活体验。何侃等人完成了基于 LD3320 的语音识别智能垃圾桶的设计，语音控制垃圾桶各方向运动[7]。这款垃圾桶功能较为全面，想法比较有新意，对于智能垃圾桶的设计是一种突破，然而用语音控制垃圾桶运动这一技术稳定性不足，在一些复杂的情境中难以使用。还有一些基于物联网系统的智能垃圾桶[8]、太阳能智能垃圾桶[9]、配备Wifi无线网络的智能垃圾桶[10]等，但是这些垃圾桶普遍存在功能单一，使用不方便，无法满足室外等大型场所等缺陷。国外对于智能垃圾桶的研究比较领先，除了国内垃圾桶具有的功能，还变得个性化，创意，有趣。在美国匹兹堡，有许多创业公司对智能垃圾桶做出了创造性的研究。有一家创业公司 Clean Robotics，近期研制了一款全自动分类垃圾桶，名字叫“Trashbot”[12]。它可以正确的识别垃圾的种类，把垃圾放在精确的回收位置，实现自动分类。但是其存在的问题是根据个性化需求所做出的垃圾桶势必成本会很高，所投入的研究经费人力等也不会少，所以国外对于智能垃圾桶的研究实现了其个性化但缺乏实用性，性价比略低，对于垃圾桶这类生活常用品，其实用性更为重要一些。
1.3研究目的和意义
1.3.1研究目的
该设计综合考虑了室外垃圾桶的使用中存在的实际问题，做出一个具有红外感应、垃圾满溢短信提示、智能垃圾分类、烟雾报警的智能垃圾桶模型，本次研究也是对智能垃圾桶研究的补充和启发。新型环保的多功能智能垃圾桶，可以试用于一些公共场所如商场，街道等，体现其智能化，高效化人性化的设计理念。1.3.2研究意义
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