基于Arduino的智能垃圾桶.doc

2021-2022学年第1学期 《物联网技术与应用》 作品设计方案 作品名称： 基于Arduino的智能垃圾桶 学 号： 姓 名： 班 级： 填写说明 1. 所有作品必须为一个基本完整的设计。作品报告书旨在能够清晰准确地阐述（或图示）选题的意义及实现方案。 2. 设计方案采用A4纸撰写。除标题外，所有内容必需为宋体、小四号字、1.5倍行距。 3. 设计方案中各项目说明文字部分仅供参考，作品设计方案撰写完毕后，请删除所有说明文字。(本页不删除) 4. 设计方案模板里已经列的内容仅供参考，作者可以在此基础上增加内容或对文档结构进行微调。 目 录 TOC \o "1-3" \h \z \u 摘要 1 第一章 作品概述 2 第二章 作品设计与实现 3 第三章 作品测试与分析 5 第四章 创新性说明 9 第五章 总结 10 参考文献 11 第 PAGE 7 页 共11页 摘要 （请简要说明创作本作品之动机、功能、特性、创新处以及实用性说明） 本文提出一种基于Arduino的智能垃圾桶的设计。系统主要由超声波测量距离模块、电机模块组成，以单片机为控制器，通过超声波传感器来获取距离数据，在通过数模转换及单片机处理后发出相应的命令，外围电路执行相应的动作，假设当超声波传感器检测到人距离垃圾桶的距离小于设定距离时，电机将会被驱动，垃圾桶将会打开。本设计与传统垃圾桶相比不仅结构简单、性能稳定，切具有操作方便、低成本、智能化的优点，能够有效提高垃圾分类的效率，是减少环境污染的一个可行方案。 关键词：Arduino 超声波传感器模块 电机模块 智能 第一章 作品概述 背景分析 为了彻底解决了传统垃圾桶对使用者存在卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，本项目致力于设计出一种通过检测并自动打开垃圾桶盖的一种智能系统。当人的手或物体接近投物口约1米时圾桶盖便会自动开启等垃圾投入完毕，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭，人、物不需接触垃圾桶，在长时间不使用的情况下会自动进入休眠模式以便节能。这种卫生、自动、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人类进入小康社会取代传统垃圾桶的更新换代产品。 相关工作 自动翻盖 由于现行的垃圾桶投放口多在桶身侧面，有些还带有盖门，人们投放垃圾时需要走近或用手开门，这样易对人体造成污染。设计超声波感应自动开门装置，可实现当人走近垃圾桶时，桶门自动打开，投入垃圾后桶门自动关闭，不仅清洁卫生，而且避免垃圾腐烂的恶臭气味逸散到空气中污染环境。 语音功能 在垃圾桶的集成电路上安装语音模块系统，当人接近垃圾桶投放垃圾时，语音系统会提示对垃圾进行分类投放。在国外已经出现了会说话、唱歌的垃圾桶。在垃圾桶桶身设置1个感应器，当人投入垃圾后，桶体内的语音装置便发出“谢谢您”的声音。 第二章 作品设计 2.1概述 本系统是一个物联网下智能化控制系统，它运用了传感器、通信技术、无线传输技术、及自动控制技术等，交叉了多种学科技术。主要研究内容如下： （1）桶身外部主体及桶盖以HDPE（高密度聚乙烯）为基底附加金属烤漆工艺，内部为不锈钢双色桶胆，绿色为可回收，红色为不可回收。桶身后侧置有扶手，将扶手旋开，内部桶胆向后倾斜约60度用于回收垃圾袋，将新的回收袋固定在卡槽上将桶胆推回并关闭扶手。 （2）桶盖开启：采用红外传感器和舵机实现，红外传感器感应到人手接近时，把信息传给开发板，开发板同时将开启命令传给舵机，舵机工作，开启桶盖，延迟4至5秒后关闭。 （3）语音提示：考虑到人们垃圾分类做的并不是很理想，桶盖开启同时通过语音提示人们按类别丢放垃圾。垃圾桶集满状态时，向人们提示垃圾桶已满。 （4）垃圾状态信息检测：在垃圾桶底部到顶部5/6处安装传感器，两侧桶壁各有一个传感装置。当垃圾集到此处时，传感器将信息传给开发板，开发板将信息通过WiFi上传云端，环卫工人手机从云端接收信息。 （5）物联网及手机APP设计，环卫工人使用手机APP从云端接收垃圾桶状态信息，了解已装满垃圾桶的位置信息，指导环卫工人工作。 2.2主控系统 智能垃圾桶的主控系统是通过红外模块将识别到的数据，传送给MCU进行处理，然后MCU将数据数据传送给舵机模块控制舵机的运动。同时将数据通过A9G模块传送到机智云平台，然后再由机智云平台传送到手机APP。智能垃圾桶上电后开始初始化，检测各个设备是否正常，然