最新智能垃圾桶系统的设计--毕业论文

智能垃圾桶系统的设计摘要本篇文章针对目前我国国内目前垃圾箱发展缺陷设计了一种智能垃圾箱，这种垃圾箱的控制系统是基于STC89C52RC的。这种以单片机、RPR220光电传感器和超声波传感器为核心控制系统主要是由电机驱动模块、语音报警模块、光电感应模块、超声波测距电路等功能模块组成，并且该系统通过传感器来采集相关的距离信息后再由A/D转换让单片机发出指令，垃圾箱会在设定人与垃圾箱的距离，倘若超声波传感器检测到实际距离小于设定距离时自动翻盖。并且该控制系统会在RPR220光电检测到垃圾箱已满的情形下进行语音提示。通过理论与实践的结合，可知，本垃圾箱控制系统具有成本低、结构简单、智能化、操作简洁、性能稳定等优点，一定程度上弥补了我国智能垃圾箱系统的缺陷，对进一步隔开人与垃圾并防止细菌感染人类问题提供了一个可行性途径。关键词：单片机，超声波传感器，RPR220光电传感器，垃圾箱AProjectofIntelligentBinSystemABSTRACTThisarticleinviewofthepresentdefectsatpresentdesignsakindofintelligentbinbasedonSTC89C52RC.Thesystemiswiththesinglechipprocessor,RPR220photoelectricsensorandultrasonicsensorsasthecorecontrolsystem.Itconsistsofpowercircuit,sensorcircuit,clockcircuitandvoicealarmmodule,etc.Usingthesensortocollectdistanceinformation,thentheinformationiscontrolledbyA/Dconversiontoissuecommands.,causestheSCMissuesaninstruction.Iftheultrasonicsensortodetecttheactualdistanceislessthanthesettingdistance,dustbinlidwouldopenautomatically.ThesystemwouldissueavoicemessageifRPR220photoelectricdetectsthatdustbinischock-full.Throughthecombinationoftheoryandpractice,weknowthatthissystemhasadvantagesoflowcost,simplestructure,intelligent,simpleoperationandstableperformance.Inaway,itmakesupdefectsoftheintelligentbincontrolsysteminChina.Itisafeasiblemethodtocompletelyisolatepeopleandrubbish,andpreventpeoplefrominfectingwiththebacteriaongarbage.KEYWORDS:singlechipmicrocomputer,Ultrasonicsensors,RPR220photoelectricsensors,dustbin目录摘要.......................................................IABSTRACT...................................................III1.绪论.....................................................11.1选题的意义............................................11.2研究现状及发展趋势....................................11.2.1研究现状...................................................11.2.2发展趋势...................................................31.3课题研究的目标及内容..................................31.3.1研究目标..................................................31.3.2研究内容..................................................31.4本章小结..............................................42.系统硬件电路..............................................52.1系统总体框架..........................................52.2单片机最小系统........................................52.2.1STC89C52RC单片机简介......................................52.2.2复位电路..................................................72.2.3晶振电路..................................................82.3光电感应模块..........................................82.4电机驱动模块..........................................92.5超声波测距模块.......................................112.6语音模块.............................................112.7电源模块.............................................122.8本章小结.............................................123.系统软件设计.............................................133.1系统程序总体流程图...................................133.2超声波测距模块的程序设计.............................133.3控制电机正反转的程序设计.............................153.4本章小结.............................................174.系统调试.................................................184.1软件调试.............................................184.2硬件调试.............................................184.3整体调试.............................................185.实验结果及设计总结.......................................205.1实验结果.............................................205.2设计总结.............................................22参考文献....................................................24致谢......................................................25附录........................................................261.绪论1.1选题的意义众所周知，在日常的生活中,我们是大量垃圾的制造者，但同时，我们也深受其害。倘若我们对于垃圾不作出正确的处理，任由相关负面影响滋生，那么，逐渐的垃圾所造成的危害将远远超出我们的预料。在我们现在的社会中，垃圾同样的也成为我们社会的严重问题，是我们当下社会急需解决的艰难任务。因此，到底如何正确的处理垃圾问题，阻断其与人们的直接接触并以此防止垃圾上附着的细菌危害人类健康是我们国家一直难以解决并在努力攻克的课题。“垃圾箱”作为一种隔离人类与垃圾的容器，已经伴随着人们走过了一个又一个时代，在现实生活中，它被广泛地运用在酒店用品和家居用品市场，可以说它已经是一种无法代替的物品存在于我们的生活当中。在最早，垃圾箱只是简单的“坑洞式”，而随着人类社会的不断进步与发展，垃圾箱的构造也在不断进步，到现在它的构造已经变成一个独立的个体。但就现实情况来看，我们生活中的垃圾箱并没有实现彻底将人与垃圾隔离开来的效果，甚至说当我们有时在投放垃圾的过程中还可能与垃圾有“亲密接触”，特别是像在医院这样的病菌多的公共场所，更需要垃圾箱能够起到将垃圾中的病菌与人类相隔离的作用，但是实际当中医院中还是普通的半开放式垃圾箱或是手动翻盖式垃圾箱，根本不能严格意义上的达到隔离的作用，所以如何研究和发展多功能垃圾箱控制系统就显得至关重要。1.2研究现状及发展趋势1.2.1研究现状在国外，对于垃圾箱的重要性被早早的认知，以此对于垃圾箱控制系统的设计和研究就比我国国内要早很多，因此到目前为止，世界上很多国家都已经实现了对垃圾的分类回收，更有一些通常被称为太阳能垃圾箱的垃圾箱广泛地运用太阳能设备的控制系统。在2006年08月美国纽约出现最早的拥有太阳能设备控制系统的垃圾箱，这种太阳能垃圾箱因其比传统垃圾箱可多装8倍的垃圾量而被大家称为“大胃王”。[1]但是，“大胃王”拥有自己的学名，即太阳能压缩机，这是根据其系统具体的工作原理所起的名称，它的控制系统是运用阳光作为运作系统的能量来源，并且能够把垃圾的体积通过自动压缩处理减少到原先的八分之一，在这种的功能支撑下，这类垃圾箱就可以塞下1362升的垃圾。环卫工人的收集垃圾的次数由于“大胃王”容量大的优点被大大减少了，但有利即有弊，“大胃王”同时也存在着缺点。首先，它的造价非常高，再者，在“大胃王”内部由于其系统高科技部分比重占有较大，故而损坏后很难维修。在太阳能压缩机出现之后，英国剑桥大学结合英国本土环境，并在美国对智能垃圾箱控制系统研究的基础上研发出了另一种更符合其实际需求的太阳能垃圾箱控制系统[2]。和“大胃王”一样，箱内垃圾会被这种垃圾箱的控制系统所压缩，但是这种压缩并不需要大量的阳光供给，由于英国所建造的这类垃圾箱控制系统的动力是从一组太阳能电池里获得，使得它只需从外界得到少量的阳光便可以满足自身机器运作。在英格兰，多雾的天气往往是家常便饭，而这样的设计使这类垃圾箱只需要少量阳光供给便能工作的工作性质恰恰满足了这样的环境要求。此外，环卫工人可以通过手机智能地了解到垃圾箱的垃圾储存量问题，环卫工人可以提前设置垃圾预设范围，当手机的收到无线发射器发送的提醒清理垃圾箱的讯息时就说明箱内的垃圾超过预设的范围，这都是因为这种垃圾箱的控制系统中安设了一个无线发射器和智能传感器所做到的。并且，垃圾箱被简单的编号为1或2，这样，当收到信息时，环卫工人根据数字就知道需要前往哪只垃圾箱进行清理。而在剑桥，这种即时将信息提供给环卫工人的功能使得这类垃圾箱当地进行试验的结果令人满意。而智能垃圾箱在我国目前来说多数