基于RFID的垃圾分类系统的原型设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-32-2022-099-LW
设计摘要：
论文研究了基于RFID技术的垃圾分类系统的设计与实现。该系统以STM32F103C6T6单片机为核心控制器，通过与其他模块的配合，实现了智能化的垃圾分类和管理。中控部分采用了STM32F103C6T6单片机，负责数据的采集和处理，以及对输出部分的控制。输入部分包括RFID模块、独立按键和供电电路，用于读取卡片信息、切换模式以及供电。输出部分包括OLED显示屏、DY-SV17F语音播报模块和四个舵机模块，用于显示垃圾类别、语音播报卡片信息以及模拟垃圾桶的打开动作。通过RFID技术的应用，该系统可以实现自动识别垃圾类别并提供相应的反馈，极大地简化了垃圾分类的过程。用户只需将垃圾放置在RFID读卡器上，系统即可自动读取卡片信息，并在显示屏上显示垃圾类别。同时，通过语音播报和舵机的动作，用户可以更直观地感知垃圾的分类结果。该系统的设计与实现为垃圾分类提供了一种智能化的解决方案，具有良好的实用性和推广价值。
关键词：单片机；语音播报；RFID自动识别模块；舵机；
字数：9000+
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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 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 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 按键函数流程图
4.4 显示函数流程图
4.5 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 添加RFID卡实物测试
5.3 删除RFID卡实物测试
5.4打开垃圾桶实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
垃圾分类的研究目的是为了将废弃物分流处理，利用现有生产制造能力，回收利用回收品，包括物质利用和能量利用，填埋处置暂时无法利用的无用垃圾。
垃圾分类的意义在于：1、减少占地：生活垃圾中有些物质不易降解，使土地受到严重侵蚀。垃圾分类，去掉可以回收的、不易降解的物质，减少垃圾数量达60%以上。2、减少污染：目前我国的垃圾处理多采用卫生填埋甚至简易填埋的方式，占用上万亩土地；并且虫蝇乱飞，污水四溢，臭气熏天，严重污染环境。土壤中的废塑料会导致农作物减产；抛弃的废塑料被动物误食，导致动物死亡的事故时有发生。因此回收利用还可以减少危害。3、变废为宝：中国每年使用塑料快餐盒达40亿个，方便面碗5~7亿个，一次性筷子数十亿双，这些占生活垃圾的8~15%。1吨废塑料可回炼600公斤的柴油。回收1500吨废纸，可免于砍伐用于生产1200吨纸的林木。一吨易拉罐熔化后能结成一吨很好的铝块，可少采20吨铝矿。生活垃圾中有30%~40%可以回收利用，应珍惜这个小本大利的资源。 大家也可以利用易拉罐制作笔盒，既环保，又节约资源[1]。
垃圾分类的好处是显而易见的。垃圾分类后被送到工厂而不是填埋场，既省下了土地，又避免了填埋或焚烧所产生的污染，还可以变废为宝。这场人与垃圾的战役中，人们把垃圾从敌人变成了朋友。因此进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理量和处理设备，降低处理成本，减少土地资源的消耗，具有社会、经济、生态三方面的效益[2]。基于此，本设计是基于RFID的垃圾分类系统的原型设计，主要实现以下功能：针对于可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾进行分类，利用舵机模拟垃圾桶的开和关；然后扔垃圾时语音模块自动回复你所放卡片的垃圾类型，并且相对应的垃圾桶自动打开。该设计有利于减少不必要的资源浪费，同时也提高了人们对垃圾分类的认识，具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
西方国家还有部分亚洲发达国家因经济社会发展较早地进入了发达国家阶段，并且从20世纪60年代就开始实施生活垃圾分类，确保环境意识法律化的制度是西方社会环境意识确立的保障。经过半个多世纪的发展已经形成了一套比较完整的垃圾分类体系多生活垃圾的分类研究和积累的经验已经越显成熟[3]。国内目前只有少数城市进行垃圾分类，但是随着我国经济由高数发展转变成高质量发展和现代化城市的步伐日益加快，城市垃圾问题日益凸显且亟待解决。推行垃圾智慧分类是建设数字城市的必然要求。
研究如何使用物联网技术实现垃圾分类投放,利用RFID技术,无线网络技术,传感技术等相关技术设计智能分类垃圾箱,通过识读垃圾袋上的电子标签打开相应的垃圾桶盖,从而实现垃圾分类投放.垃圾箱中的无线模块上传状态信息,为实时掌握垃圾动态信息提供有力保障[4] 。垃圾分类主要是对垃圾进行分类投放,分类储存以及分类搬运,其主要的目的就是提高垃圾的可利用率,避免资源浪费,同时也避免垃圾混淆而造成的环境污染等现象,是当下非常绿色环保的一种举措.具体的垃圾分类可大致分为可回收垃圾,有害垃圾,厨余垃圾和其他垃圾四类.在当下社会中,垃圾分类意识已经成为人们日常生活中必不可缺的环保意识.2020年陈龙海，谢家庆，李明东主要运用了云计算,大数据分析,人工智能和物联网等先进技术使垃圾分类识别更加的精确与高效[5] 。
王大中，兰陌，韩莹莹，朱晓婷公开提供了一种垃圾分类管理系统,用于对垃圾袋进行分类管理,垃圾袋上设置有配对的二维码和RFID标签,包括:垃圾管理平台和垃圾分拣设备;垃圾管理平台包括:询问模块和数据处理模块,询问模块用于询问用户终端该垃圾袋的装载垃圾类型;数据处理模块用于接收用户终端的反馈结果,并建立用户终端所反馈的装载垃圾类型与该垃圾袋上的RFID标签的标签编码的对应关系;垃圾分拣设备包括:第一识别模块,第一查询模块和分拣机构,第一识别模块用于识别待分拣垃圾袋上的RFID标签的标签编码;第一查询模块查询出待分拣垃圾袋上的RFID标签的标签编码所对应的装载垃圾类型;分拣机构用于根据第一查询模块的查询结果将待分拣垃圾袋传输至对应的分类处理区[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RFID技术实现了一种智能化的垃圾分类系统。系统以STM32单片机为核心控制器，配合RFID模块、独立按键、供电电路、OLED显示屏、DY-SV17F语音播报模块和四个舵机模块，实现了垃圾的自动分类和管理。用户只需将垃圾放置在RFID读卡器上，系统能够自动读取卡片信息，并在显示屏上显示垃圾类别。同时，通过语音播报和舵机的动作，用户可以直观地感知垃圾分类结果。该设计具有智能化、简化分类过程和良好用户体验等优点，为垃圾分类提供了一种创新的解决方案。
