智能垃圾桶（小车）-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-51-2021-006-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的智能垃圾桶系统。该系统采用了中控部分、输入部分和输出部分的设计，以实现垃圾桶的自动控制和监测功能。中控部分采用了STC89C52单片机作为核心控制器，通过获取输入部分的数据并进行内部处理，实现对输出部分的控制。输入部分包括红外避障模块、红外对管模块、人体红外模块和独立按键，用于检测障碍物、垃圾桶是否已满以及是否有人存在。同时，供电电路为整个系统提供电源。输出部分包括LCD1602显示模块、舵机模块、步进电机及驱动模块、JDY-31蓝牙模块、语音输出模块、继电器和MX1508直流电机模块。这些模块分别用于显示垃圾桶的状态、控制红外避障模块的转向、控制垃圾桶的开关盖、与手机进行连接、进行语音播报和定时给垃圾桶进行消毒。通过这个智能垃圾桶系统的设计，可以实现对垃圾桶的自动控制和监测，提高了垃圾分类和管理的效率。该系统具有简单、可靠、实用的特点，可以广泛应用于各种场景，为人们的生活带来便利。
关键词：单片机；蓝牙模块；人体红外；红外避障；红外对管
字数：11000+
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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
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
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 电路焊接总图
5.2 人体红外检测检测开关垃圾桶实物测试
5.3 模拟垃圾桶已满实物测试
5.4 蓝牙连接实物测试
5.5 小车红外避障实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
整洁的市容是城市的竞争力，正因为有了环卫系统的辛勤劳动，使城市的这张名片更加靓丽。然而，如今中国面临着巨大的垃圾污染问题，垃圾的不恰当处理会引起环境污、水质污染以及生物污染，这些污染会使人们的健康生活遭受、生态环境受到挑战，公共垃圾污染一部分是由于人们的环保意识不够，将垃圾乱丢乱扔，还有一部分是由手垃圾桶数量不够，或者是清理人员不及时清理，导致垃圾桶满出，致使四周的环境遭受影响。
针对上述问题，智能垃圾桶就能够发挥积极作用，其主智能垃圾桶对垃圾分类工作中起到很重要的推动作用，经过垃圾分类投放、分类收集、分类运输、分类处理等环节将有回收价值的垃圾进行回收再利用，变废为宝。智能垃圾桶的使用不仅可以提高垃圾分类工作效率，还可以减少清洁工人的工作量。正确运用智能分类垃圾箱进行垃圾分类，是实现垃圾减量化和资源化的重要途径和手段，是有用处置垃圾的科学管理方法。经过大数据平台和物联网等先进手段能更好地推动垃圾分类，将垃圾分类的源头到处理尾端全流程都能有迹可循，将收集的情况数据化，监管更加便利透明，为环保等相关部分和企业提供数据，协助政府做出更好地垃圾分类决策。经过智能垃圾桶的使用，从长远来看能有效地推进城市环境的改善，促进资源实现最大化利用，完成城市垃圾减量化的目的。由此可见智能垃圾桶的发展完善是必要的。
1.2 国内外研究现状
随着电子技术的不断发展,智能家居逐渐普及，2020年黄鑫磊、谭艳、赵鑫虎、彭松青、李春亮、左静设计了一种基于MCS-51内核的STC15系列单片机的智能垃圾桶,硬件部分包括红外传感器,温度传感器,称重传感器,语音播放和电机驱动模块.该系统实现了垃圾桶自动开盖,垃圾装满提示,火灾提示等功能.可以有效避免火灾,为家庭安全提供保障[1]。
2021年张河，张桂梅，段磊鹏，王婷婷基于51单片机设计了的一种智能垃圾桶系统,具有人体检测自动开盖以及超重预警功能.本系统采用模块化设计使得该系统更加清晰直观.这两个控制功能均是以单片机为中心的控制系统,通过外接传感器把模拟量信息转换输送给所对应的AD转化芯片,由数字转换芯片将外界传感器获取的模拟量转化成一个数字转换量,然后再将其传输到单片机,通过单片机进行信息判断,从而控制蜂鸣器和步进电机工作[2]，经过多次实验测试,文章设计的系统已达到了预定要求.
在现代世界中，人们在工作和家务劳动方面变得更加忙碌。除了不同类型的机器人清洁器外，拥有一个智能机器人垃圾收集和倾倒系统将非常有用，2019年张瑞，蔡富，吕振，尹东设计系统提供随叫随到的服务，这样用户就不需要亲自起床并将垃圾放入垃圾桶。当垃圾箱达到其最大容量时，它还会自动倾倒垃圾箱，而无需用户的指示。可用的智能垃圾桶通常专注于确定垃圾是否可回收。大多数垃圾桶也没有自主移动的能力。在这项研究中，利用指纹映射进行无线室内定位，以实现带有安装垃圾桶的自动驾驶汽车。用户可以在物联网和云计算环境下通过移动应用程序对安装在垃圾桶上的车辆进行室内呼叫。车辆可以通过深度学习的智能路径规划自动避障导航将自己定位在用户面前进行垃圾收集。该系统还可以监控累积的垃圾量，并在返回起点之前将垃圾倾倒在固定位置[3]。这项关于智能垃圾收集机器人的研究可以为忙碌的人，行动不便或受限的人以及老年人提供重要的帮助。
为了通过机器人视觉技术实现移动机器人的避障控制系统，2022年方伟明开展相关研究，主要探讨机器人视觉技术的基本概念、视觉技术与避障控制的关系，进而提出避障控制系统的设计要求和设计方案， 最后测试系统。利用本文的方法，可以设计出满足要求的机器人避障控制系统[4]。该系统已经过测试并得到有效应用，避障控制效果好。
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
本设计是基于STC89C52单片机的智能垃圾桶系统，包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责接收和处理来自输入部分的数据，并控制输出部分的各个模块。输入部分包括红外避障模块、红外对管模块、人体红外模块和独立按键，用于检测障碍物、垃圾桶是否已满以及是否有人存在。输出部分包括LCD1602显示模块、舵机模块、步进电机及驱动模块、JDY-31蓝牙模块、语音输出模块、继电器和MX1508直流电机模块，用于显示垃圾桶状态、控制红外避障、控制垃圾桶开关盖、与手机连接、语音播报和定时消毒。该系统具有简单、可靠、实用的特点，能够提高垃圾分类和管理的效率，为人们的生活带来便利。通过智能控制和监测功能，实现了垃圾桶的自动化管理，减少了人力投入，提高了工作效率。总体而言，该智能垃圾桶系统的设计为垃圾分类和管理提供了一种新的解决方案，具有广泛的应用前景和市场潜力。
