编号:

M22004-04M-LW

设计摘要:

智能垃圾桶在当今社会中起着越来越重要的作用,可以引导人们养成良好的垃圾处理习惯,提高垃圾处理效率,减少对环境的负面影响。设计方案的核心部件是STM32单片机,作为一款常用的微控制器,该单片机具有强大的计算和控制能力,以及丰富的外设接口,非常适合用于开发物联网应用。首先,通过HCSR04超声波测距模块,智能垃圾桶可以实时检测垃圾桶内的垃圾容量。当垃圾桶容量达到一定阈值时,系统会发送信号进行语音、短信等方式提醒用户及时清空垃圾桶,减少垃圾溢出的情况发生。其次,引入人体红外传感器,可以感知用户的接近,并触发相应的动作。当用户靠近垃圾桶时,人体红外传感器将检测到用户的存在,系统会自动打开垃圾桶的盖子以便用户投放垃圾。本次设计的智能垃圾桶结合了HCSR04超声波测距、人体红外、语音播报、WIFI和4G模块等关键技术,实现了垃圾容量检测、智能投放、语音提示和远程监控等功能,使智能垃圾桶更加智能化和高效化,为环境保护和可持续发展作出积极贡献。该智能垃圾桶具有较高的实用价值和推广潜力,在未来的城市智能化建设中具有重要意义。

关键词:单片机;4G模块;智能垃圾桶;WIFI模块

字数:11000+

实物链接:

基于单片机的智能垃圾桶设计(32+WIFI+4G版)-实物设计 

开题报告链接:

基于单片机的智能垃圾桶设计(32+WIFI+4G版)-开题报告

仿真链接:

基于单片机的智能垃圾桶设计(32单片机)-仿真设计

内容预览:

摘 要

ABSTRACT

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 显示方案的选择

2.4 容量检测方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 人体红外传感器

3.3 STM32F103C8T6单片机

3.4 DY-SV17F语音播报模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 OLED显示实物测试

5.2 按键功能实物测试

5.3 自动模式下实物测试

5.4 WIFI模块实物测试

5.5 4G模块实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2超声波容量检测测试

6.3手动开关垃圾桶测试

6.4语音播报的测试

结  论

参考文献

致  谢

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

科技水平的不断提升,使城市化程度和人们的生活水平有了显著提高.生活垃圾越来越多,垃圾桶随处可见,但存在诸多问题,如扔垃圾需要手动翻盖,各种垃圾混杂在一起,导致垃圾回收难度大甚至造成资源浪费[1]。传统的垃圾桶无法满足对垃圾容量监测和管理的需求。

因此,本次设计的一个基于单片机的智能垃圾桶能够解决这些问题。它结合了多种传感器和功能模块,通过单片机的控制和处理能力,实现了垃圾容量监测、自动开盖、远程监控和语音播报等功能。具体来说,智能垃圾桶采用STM32单片机作为核心控制器。通过人体红外模块和超声波测距模块,可以检测到是否有人靠近垃圾桶以及垃圾桶的填充程度。独立按键可以用于打开垃圾桶和切换模式。同时智能垃圾桶还配备了OLED显示模块,用于显示当前垃圾桶的状态和填充程度。语音输出模块可以通过语音提示来提醒用户垃圾桶是否已满。舵机模块则用于控制垃圾桶的开盖和关盖动作。此外,智能垃圾桶还集成了4G模块,实现了远程监控和管理功能。当垃圾桶装满时,系统会通过4G模块向管理者发送短信提醒,以便及时清理垃圾。该垃圾桶优化了垃圾收集和处理流程,通过实时监测垃圾容量和状态,可以及时通知相关管理人员进行处理。这不仅提高了工作效率,还减少了人力成本。此外,智能垃圾桶的使用可以降低垃圾混装和污染,最大限度地利用资源,推动环境保护和可持续发展。

1.2 国内外研究现状

智能垃圾桶作为近年来新兴的科技产品,吸引了国内外许多研究机构和企业的关注。在国内,智能垃圾桶的研究和开发工作已经取得了一定的进展。例如,清华大学的研究团队设计了一款基于物联网的智能垃圾桶系统,可以实现垃圾分类、垃圾容量监测和垃圾桶状态显示等功能。该系统利用嵌入式技术和传感器技术,通过物联网平台实现对智能垃圾桶的远程监控和管理。此外,国内的一些企业也积极推进智能垃圾桶的研发。比如,阿里巴巴集团联合合作伙伴推出了一款名为“云垃圾桶”的智能垃圾分类系统。该系统利用AI技术和云计算技术,对垃圾进行识别和分类,并通过智能垃圾桶实现自动开盖和自动分拣。该产品已经在实际使用中取得了良好的效果。

王智群,张婉晴等(2020)以STC89C52RC为核心,红外传感器检测人们与桶盖的距离,单片机控制舵机实现自动开盖与自动关盖;语音模块对人们发出的指令识别,可以实现垃圾桶在短距离的移动,主动”收取”主人的垃圾,不仅解放主人的双手,还可以节约人们在去回垃圾桶的短距离移动消耗的时间[2]

张宗帅,孙吉檀(2021)设计的智能垃圾桶控制系统采用STC89C52单片机核心,同时外围搭配红外检测模块,继电器驱动,金属检测模块,物体位置检测模块及蓝牙报警模块,以通过此系统能够准确判断用户和垃圾的所在位置,完成对垃圾的分类,以及桶内垃圾装满时可通过蓝牙报警给管理员提供信息,充分表现出现代家具的智能化和人性化[3]

为了解决垃圾清理不及时,垃圾桶不能物尽其用的问题,孟心涛,赵富琦等(2022)设计了一个智能垃圾桶监管调控系统.系统采用物联网技术,以红外测距及重力感应器为主体,可以对桶内垃圾容量进行实时监控以便及时调派清洁人员.通过硬件与软件的结合完成通信互联监管调控系统,并对收集的数据进行分析,利用蚁群算法推测人流量和清洁车的最优路径,实现了在不增加垃圾桶的情况下,进一步削减清洁人员清理次数[4]

在国外,智能垃圾桶也受到了广泛的关注和研究。例如,美国的一家创业公司设计了一款名为“Bin-e”的智能垃圾桶系统。该系统通过视觉识别技术和机器学习算法,可以对垃圾进行自动分类和分拣。该产品已经在多个国家的机场、办公楼和商场等场所得到了应用。此外,日本也是智能垃圾桶研发方面的先行者之一。日本的一家公司推出了一款名为“Smart Can”的智能垃圾桶系统。该系统利用传感器和控制器,实现了垃圾容量监测和自动开盖等功能。用户可以通过手机APP远程监控垃圾桶的填充程度,并及时接收到提醒。

为避免出现公共垃圾桶没有的到及时清理问题,请保持环境清洁并创造健康的环境。超声波传感器检测垃圾桶中的垃圾量。 Karthik M , Sreevidya L , Devi R N ,et al(2021)为城市卫生创建了一个低成本的嵌入式设备,允许网络服务器跟踪每条街道的位置。判断垃圾箱是否装满很简单。一旦液位达到某个预设的最大限制,信息就会自动发送到箱收集器。垃圾收集者将使用互联网访问他们的手机,并立即采取行动清理城市[5]

Moore C R(2021)研究了一个垃圾桶;垃圾容器包括外壳、真空吸尘器、盖子、至少一个开盖装置、控制器和电源。在一些实施例中,垃圾容器包括碎纸机、语音命令单元、动力系统、用户显示器和容量传感器。垃圾容器为用户提供了一个改进的垃圾容器,能够使垃圾收集和处置变得更加容易和方便[6]

与上述几种设计方案相比,该设计方案更加方便易懂,便于实际操作,价格低廉,在集成电路的选择上更易于使用和精巧。

1.3 课题主要内容

本设计基于单片机的智能垃圾桶的系统软件。系统软件由STM32最小单片机,HC-SR04超声波测距模块,人体红外模块,SG舵机、WIFI模块、4G模块和语音播报模块设计等,并具有单独的功能键控制模块一起形成。主要设计内容如下:

1、通过舵机实现垃圾桶盖的开关

2、通过超声波可以检测垃圾桶内剩余空间

3、通过红外传感器判断是否检测到人,当检测到人时,垃圾桶自动打开

4、可实现当垃圾桶装满时不自动打开当有人靠近时并且语音播报:垃圾桶已满。清理完成后,正常运行

5、当垃圾桶满时,可以通过4G向管理者发送短信

6、可以通过WiFi连接手机,监测垃圾桶的状态

发表回复

后才能评论

本站所有资源版权均属于原作者所有,这里所提供资源均只能用于参考学习用,请勿直接商用。若由于商用引起版权纠纷,一切责任均由使用者承担。更多说明请参考 VIP介绍。

如果您已经成功付款但是网站没有弹出成功提示,请联系售后客服QQ:46580829 提供付款信息为您处理,为您处理事宜。

最常见的情况是下载不完整: 可对比下载完压缩包的与网盘上的容量,若小于网盘提示的容量则是这个原因。这是浏览器下载的bug,建议用百度网盘软件和阿里云盘下载。 若排除这种情况,可在对应资源底部留言,或联系我们。

本站素材属于虚拟商品,具有可复制性,可传播性,一旦授予,不接受任何形式的退款、换货要求。请您在购买获取之前确认好 是您所需要的资源。