医疗垃圾自动收集及监控系统设计(附件)【字数：16507】
??摘 要??摘 要针对医院的垃圾回收分类问题，设计了一种处理医疗垃圾的自动化收集系统，它主要包括带智能垃圾桶的垃圾搬运车、机械臂、传送带、贴标机四个部分。垃圾搬运车在AGV的基础上进行拓展设计，实现对医疗垃圾的收集和信息采集，包括循迹移动、开关桶盖、自动换袋封袋、称重以及人工设置分类等功能。通过无线通讯的方式，医疗垃圾以及车辆信息将被采集到本地的上位机，并保存到本地数据库中，机械臂将垃圾桶内封好袋的垃圾转移到传送带上，贴标机实现给封袋的垃圾贴上对应的根据归档信息生成的二维码码标签。本地上位机定时将本地数据上传到接入的政府平台进行统一监管，处理机构通过识别二维码标签的方式对归档数据进行更新、删除处理，从而实现医疗垃圾的自动化监管。本文首先对系统需求、监管流程以及技术的可行性进行论证，接着利用3D建模软件设计系统的硬件结构，进行实物搭建。通过大量的功能测试，逐步实现规划的功能；采用C#编写上位机监测软件，实现其与下位机的通信，并利用3D建模软件提供的API，实现垃圾搬运车的三维路径规划与仿真；最后上位机与下位机进行联合调试，形成一套完整的三维立体监控系统。经过测试，系统成功完成对医疗垃圾的收集，数据采集以及监管。关键词医疗垃圾；AGV；监测界面；无线通讯；3D建模Abstract
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究内容 2
1.4 本章小结 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1 系统需求及工作流程分析 3
2.2 系统设计目标 4
2.3 系统架构 4
2.4 本章小结 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1 医疗垃圾收集车 6
3.1.1 导航方式 7
3.1.2 供电电源 7
3.1.3 移动系统 8
3.1.4 自感应开关桶盖 9
3.1.5 自动换袋与封袋 10
3.1.6 紫外线灯光照射杀菌 11
3.1.7 垃圾重量测量系统 11
3.1.8 触摸屏按键分类 11
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
9 AGV自动充电 12
3.2 机械臂 13
3.3 传送带与贴标机 14
3.4 本章小结 14
第四章 通讯系统设计 15
4.1 通讯配置及数据字典设计 15
4.1.1 WiFi通讯配置 15
4.1.2 数据字典设计 15
4.2 通讯协议格式设计 16
4.2.1 PPI协议简介 16
4.2.2 MODBUS协议应用 16
4.2.3 呼叫协议格式制定 17
4.2.4 二维码信息格式制定 18
4.3 本章小结 18
第五章 软件系统设计 19
5.1 软件架构 19
5.1.1 医疗垃圾监管软件需求分析 19
5.1.2 上位机信息采集工作机制 20
5.1.3 字符串处理流程 20
5.1.4 监测管理界面 21
5.1.5 下位机软件架构 23
5.2 AGV路径规划仿真与实现 24
5.2.1 三维制图软件简介 24
5.2.2 路径规划算法设计 25
5.2.3 路径规划算法实现 25
5.3 垃圾车电气控制系统设计 28
5.3.1 PLC的I/O地址分配表 28
5.3.2 电气控制系统原理图 29
5.3.3 垃圾车寻迹程序设计 30
5.4 本章小结 32
第六章 系统调试与功能测试 33
6.1 下位机测试 33
6.1.1 车辆承重与称重测试 33
6.1.2 车辆巡迹与寻迹测试 33
6.1.3 垃圾车避障测试 34
6.1.4 车辆路径规划测试 34
6.1.5 垃圾车耗能测试 34
6.2 上下位机通讯承载能力测试 35
6.3 上位机稳定性能测试 35
6.4 本章小结 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪 论
随着经济的发展，医疗事业也取得了很大的进步，但也出现了很多问题，比如医疗废弃物的处理。如何实现对医疗废弃物的有效监管，也逐渐受到人们的广泛关注。
1.1 课题研究背景和意义
医院日常工作流程中会产生种类不同的医疗废弃物，不同的医疗废弃物需采用不同的处理方法，即对垃圾进行分类处理[]。医疗垃圾的管理和处理流程也需要严格把控，因此有必要确定垃圾的来源及产生时间。目前的医疗垃圾的处理还需要人工进行收集搬运，进行分类封装，不仅耗费大量人力物力，而且仍然对人体存在很大危害和潜在威胁。
此外，由于医疗垃圾监管不得当，医疗塑料被非法份子卖到黑心玩具厂，被二次加工成玩具，然后出售，给社会特别是儿童安全带来很大的威胁。因此市面上急需一种自动化垃圾收集系统，解决医疗废物与人体接触造成伤害问题，同时解决医疗垃圾的监管处理问题。
1.2 国内外研究现状
目前国内外内针对医疗垃圾收集系统的研究，主要是在大型运输车辆的监控系统研究，没有从源头上实现对医院室内的医疗垃圾的监控，也没有细化到对每一份医疗垃圾进行自动化监管。从垃圾产生到大型运输车辆运走这个流程中还是人工进行收集，没有真正的实现人物隔离。系统涉及到的智能垃圾桶，目前国内外主要针对家庭、公园或者其他的一些一般性公共场所而设计，功能单一，并不适合对高危险性的医疗垃圾进行储存搬运。系统涉及到的管理流程在国内外大型工厂，特别是在物流行业已经有比较成熟的方案。
随着物流业与工厂自动化的发展，工业AGV技术研究日趋成熟，逐步成为装配线上的柔性系统解决方案，其地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统在国内外都有较成熟的系统方案。AGV系统应用领域也逐步由自动化港口、大型仓库等开阔区域向在医院、超市、酒店、商场等室内环境扩展，如医院洗衣、运输药品、送餐等[]。其中也衍生出了配套的传感器、控制器等，这为本次设计 进行选型、技术实现提供了参考。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究内容 2
1.4 本章小结 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1 系统需求及工作流程分析 3
2.2 系统设计目标 4
2.3 系统架构 4
2.4 本章小结 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1 医疗垃圾收集车 6
3.1.1 导航方式 7
3.1.2 供电电源 7
3.1.3 移动系统 8
3.1.4 自感应开关桶盖 9
3.1.5 自动换袋与封袋 10
3.1.6 紫外线灯光照射杀菌 11
3.1.7 垃圾重量测量系统 11
3.1.8 触摸屏按键分类 11
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
9 AGV自动充电 12
3.2 机械臂 13
3.3 传送带与贴标机 14
3.4 本章小结 14
第四章 通讯系统设计 15
4.1 通讯配置及数据字典设计 15
4.1.1 WiFi通讯配置 15
4.1.2 数据字典设计 15
4.2 通讯协议格式设计 16
4.2.1 PPI协议简介 16
4.2.2 MODBUS协议应用 16
4.2.3 呼叫协议格式制定 17
4.2.4 二维码信息格式制定 18
4.3 本章小结 18
第五章 软件系统设计 19
5.1 软件架构 19
5.1.1 医疗垃圾监管软件需求分析 19
5.1.2 上位机信息采集工作机制 20
5.1.3 字符串处理流程 20
5.1.4 监测管理界面 21
5.1.5 下位机软件架构 23
5.2 AGV路径规划仿真与实现 24
5.2.1 三维制图软件简介 24
5.2.2 路径规划算法设计 25
5.2.3 路径规划算法实现 25
5.3 垃圾车电气控制系统设计 28
5.3.1 PLC的I/O地址分配表 28
5.3.2 电气控制系统原理图 29
5.3.3 垃圾车寻迹程序设计 30
5.4 本章小结 32
第六章 系统调试与功能测试 33
6.1 下位机测试 33
6.1.1 车辆承重与称重测试 33
6.1.2 车辆巡迹与寻迹测试 33
6.1.3 垃圾车避障测试 34
6.1.4 车辆路径规划测试 34
6.1.5 垃圾车耗能测试 34
6.2 上下位机通讯承载能力测试 35
6.3 上位机稳定性能测试 35
6.4 本章小结 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪 论
随着经济的发展，医疗事业也取得了很大的进步，但也出现了很多问题，比如医疗废弃物的处理。如何实现对医疗废弃物的有效监管，也逐渐受到人们的广泛关注。
1.1 课题研究背景和意义
医院日常工作流程中会产生种类不同的医疗废弃物，不同的医疗废弃物需采用不同的处理方法，即对垃圾进行分类处理[]。医疗垃圾的管理和处理流程也需要严格把控，因此有必要确定垃圾的来源及产生时间。目前的医疗垃圾的处理还需要人工进行收集搬运，进行分类封装，不仅耗费大量人力物力，而且仍然对人体存在很大危害和潜在威胁。
此外，由于医疗垃圾监管不得当，医疗塑料被非法份子卖到黑心玩具厂，被二次加工成玩具，然后出售，给社会特别是儿童安全带来很大的威胁。因此市面上急需一种自动化垃圾收集系统，解决医疗废物与人体接触造成伤害问题，同时解决医疗垃圾的监管处理问题。
1.2 国内外研究现状
目前国内外内针对医疗垃圾收集系统的研究，主要是在大型运输车辆的监控系统研究，没有从源头上实现对医院室内的医疗垃圾的监控，也没有细化到对每一份医疗垃圾进行自动化监管。从垃圾产生到大型运输车辆运走这个流程中还是人工进行收集，没有真正的实现人物隔离。系统涉及到的智能垃圾桶，目前国内外主要针对家庭、公园或者其他的一些一般性公共场所而设计，功能单一，并不适合对高危险性的医疗垃圾进行储存搬运。系统涉及到的管理流程在国内外大型工厂，特别是在物流行业已经有比较成熟的方案。
随着物流业与工厂自动化的发展，工业AGV技术研究日趋成熟，逐步成为装配线上的柔性系统解决方案，其地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统在国内外都有较成熟的系统方案。AGV系统应用领域也逐步由自动化港口、大型仓库等开阔区域向在医院、超市、酒店、商场等室内环境扩展，如医院洗衣、运输药品、送餐等[]。其中也衍生出了配套的传感器、控制器等，这为本次设计 进行选型、技术实现提供了参考。
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