智能废物回收分类系统的设计与实现.docx

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1、摘要由于现在人家的生活水平越来越好，科学技术不断发展，大家对生活的要求越来越高，大家都向往更好的生活质量，更好重视生活品质，所以在这种形势下，出现了很多关于环境卫生的产品。在任何场所，垃圾无疑是最领人头疼的事情，大量堆积在外的垃圾还会发出刺鼻的异味，既污染了环境也增加了人与细菌接触的几率，废物的分类回收对促进环境保护也具有非常重要的作用，废物的有效回收能够防止垃圾肆意丢弃，并且对许多可再次利用的资源也方便集中处理和再次加工。所以对于废物回收分类的管理是非常重要的，有必要设计一款智能废物回收分类产品。系统主要包括报警、垃圾桶状态检测、人体检测、指示灯、废物分类控制等。用户通过按键选择要投放的废物

2、，由系统判断所选废物的分类情况，利用超声波传感器，可以对垃圾桶状态进行检测，垃圾桶是否装满，并且通过报警提示。该系统的实现，大大提高了垃圾分类效率，改善了目前使用人工分类的手段，对以后的垃圾分类推广，具有十分重要的价值。关键词：废物回收分类系统传感器AbstractAspeop1es1ivingstandardsaregettingbetterandbetter,scienceandtechno1ogycontinuetodeve1op,peop1ehavehigherandhigherrequirementsfor1ife,peop1eyearnforabetterqua1ityof1ife

3、,betterattentiontothequa1ityof1ife,sointhissituation,therearea1otofproductsaboutenvironmenta1hea1th.Inanyp1ace,thegarbageisundoubted1ythemostgetheadache,wi11beissueda1argenumberofgarbageoutsidetheaccumu1ationofpungentodor,po11utetheenvironmentandincreasesthechanceofcontactwiththebacteria,thec1assifi

4、cationofwasterecyc1inga1sohasaveryimportantro1etopromoteenvironmenta1protection,theeffectiverecyc1ingofwastetopreventgarbagearbitrari1ydiscarded,andthemanyresourceswecanuseagainconvenientcentra1izedprocessingandprocessingagain.Therefore,itisveryimportantforthemanagementofwasterecoveryandc1assificati

5、on.Itisnecessarytodesignaninte11igentwasterecoveryandc1assificationproduct.Thesystemmain1yinc1udesa1arm,dustbinstatusdetection,humanbodydetection,indicator1ight,wastec1assificationcontro1,etc.Theuserse1ectsthewastetobeputthroughthebutton,andthesystemdeterminesthec1assificationofthese1ectedwaste.Theu

6、1trasonicsensorcanbeusedtodetectthestatusofthegarbagecan,whetherthegarbagecanisfu11,andgiveana1arm.Therea1izationofthissystemhasgreat1yimprovedtheefficiencyofgarbagec1assificationandimprovedthemeansofartificia1c1assificationatpresent.Itisofgreatva1uetothepromotionofgarbagec1assificationinthefuture.K

7、eywords：WasteRecyc1ingc1assificationSystemThesensor摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景11.2 目的和意义11.3 国内外发展现状21.4 课题主要研究内容3第2章系统方案设计42.1 系统总体需求42.2 主控制器方案52.3 显示单元方案72.4 回收桶满溢检测方案82.5 输入单元方案92.6 回收桶盖开关方案10本章小结11第3章系统硬件设计123.1 主控制器硬件设计123.2 显示模块硬件设计143.3 超声波模块硬件设计153.4 输入模块硬件设计173.5 存储模块硬件设计18本章小结20第4章系统软件设计2

8、14.1 系统开发环境214.2 系统主程序流程224.3 输入模块程序流程234.4 显示模块程序流程244.5 超声波模块程序流程25本章小结26第5章系统测试275.1 实物焊接275.2 实物组装275.3 硬件调试285.4 软件调试29本章小结31结论32致谢33参考文献34附录1译文36附录2英文参考文献38附录3硬件原理图40附录4程序源代码41第1章绪论1.1 课题背景由于现在人家的生活水平越来越好，科学技术不断发展，大家对生活的要求越来越高，大家都向往更好的生活质量，更好重视生活品质，尤其是对于居家生活更加重视，所以在这种形势下，出现了很多关于环境卫生的产品。在任何场所，垃

9、圾无疑是最领人头疼的事情，所以对于废物的回收管理是非常重要的，有必要设计一款智能废物回收分类系统。现在，很多领域对工作、制作、加工等环境卫生都有要求。比如养殖、渔业、牧业、食品行业等众多领域都对环境卫生有要求。还有一些领域对环境卫生的要求更加严格，比如铸造行业、制造行业、汽车行业等。温度的高低直接会影响产品的质量，影响产品的寿命，不仅仅是对产品，环境卫生的变化对人体也有一定的影响。1.2 目的和意义在公共空间或家庭等场所，废物的收集和储存往往是一个不容轻视的问题。例如炎热天气下的餐厅不及时处理残渣，留在垃圾桶中就会发霉发臭；而公共空间流动人员很多，垃圾更需要及时清理。虽然国家长期以来一直在建议

10、保护环境，不乱抛垃圾，加强回收和循环利用废物资源，但仍然屡屡发生。主要还是因为垃圾桶不够干净，一般人都想离脏东西远远地，所以有些人就会随手将垃圾扔在垃圾桶盖上或垃圾桶附近，甚至造成垃圾桶内没有垃圾桶外却垃圾满地的现象，这就加重了保洁人员的负担以及回收再利用资源的难度。垃圾是细菌和各种虫子的温床，为了生活健康，就要避免垃圾聚集不及时清理的情况发生。但现在销售的大多数有桶盖的垃圾桶，打开盖子时要么需要手动要么需要脚踏的操作方式，这种传统垃圾桶工作方式正是造成上述情况的原因。废物的回收可以节省资源，促进资源的循环利用。现代生活中，废纸可谓无处不在。然而，当我们随手丢弃一页页废纸的时候，我国每年正从国

11、外进口再生纸达IoOo多万吨，花费着大量的外汇！为此，国内许多专家认为，废物的回收和利用是一篇大文章，不仅节约资源保护生态环境，还有不少商机在里面。绿色造纸潜力大回收一吨废纸能生产0.8吨好纸，可节约三立方米木材（相当于少砍17棵成年大树）、一吨标准煤、200立方米的水、600度电，此外，还可以减少三立方米的垃圾填埋空间和约IOO立方米污水和大量废气。这笔经济账和产生的社会效益在造纸行业几乎人人皆知。为了适应科技时代的潮流，并解决上述问题，本设计力求于实现凭借传感器检测自行打开垃圾桶盖且具有报警提示功能的智能废物回收分类系统。该设计的实现，可以给国内的废物回收、垃圾分类方面带来实质性的进展，对

12、可持续发展具有十分重要的意义。1.3 国内外发展现状国外对于垃圾分类很重视，如日本，美国，巴西，在大多数外国家庭里，普遍会放置三个垃圾箱，但缺点是分类粗、体积大，且需要人工判断投放哪个垃圾箱，容易投放错误。国外也研究出会自动分拣的智能机器人，如“机器人帮你分拣垃圾,但成本过高不适合于家庭用。随着环境污染压力的进一步加大，我国对环保的要求将越来越严格，垃圾分类投放必将成为强制性的规定，届时，家用垃圾自动分拣器将派更大的用处。目前在国内的市场上各种类垃圾桶很多，令人目不暇接，使用上却只不外乎是用脚踩或没有盖的开放式垃圾回收桶。在这个传感器技术快速更新的时代，各式智能仪器仪表、自动化装置迅速融入大众

13、的生活当中。各种智能设备节省了大量人力，财力，在可见的将来，智能化和自动化技术必将得到更为广泛的应用，所以智能废物回收分类系统也将会是是一个发展的趋势。除了传统的废物回收装置，现今市面上还有不同类型的智能垃圾桶。现在市面上已经出现了用红外线等感应装置的解决方案的智能回收系统，通过集成电路处理传感器的信号并控制垃圾箱的盖开合，以此达到智能的目标。垃圾桶作为人类社会不可缺少的一部分，必定会伴随着时代发展和需求向着小巧和智能的方向发展。虽然目前的废物回收分类系统在智能化方向已经初见端倪，但距离理想的形态还具有很长一段距离。近年来还出现桶身为透明以便于辨识桶内是否遭放置爆裂物或有毒物质的垃圾桶，也被叫

14、做“反恐垃圾桶经过调研，目前生产的废物回收装置主要有下列有待改进的地方：1、封闭性不佳或直接没有盖，既会向四周散发味道，又容易滋长蚊虫，对环境和人的影响都不好。2、不能处理废物已装满的情况，即缺少报警的功能，不及时清理废物就会掉落在桶外，既不美观也不卫生。3、无任何智能化功能，只能靠人们的自觉性进行分类处理。1.4课题主要研究内容本设计主要使用STM32F103单片机为基础设计并开发一个智能废物回收分类系统。该系统实现智能开盖，废物装满报警提示的功能。设计主要以STM32为控制中心。通过超声波传感器模块，检测垃圾桶内的垃圾高度超过限定高度与否，如果装满，单片机发出提示，系统最重要的功能就是研究

15、废物分类，智能感应。在分类方面，可以区分有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾、其他垃圾等，系统采用后台数据库的方式，预先将垃圾分类科目预置到系统中，在垃圾投放时，由用户手动选择垃圾名称，在系统的液晶屏上将提示用户将垃圾分派到对应类别，自动打开对应类别的桶盖，该系统大大保护了环境和解决废料废物分类。第2章系统方案设计本章主要介绍系统功能的总体设计和数据库的设计，从结构设计和系统模块方案选择两部分进行介绍，首先是系统的总体方案，系统主要功能是垃圾的分类，分为有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾、其他垃圾。还介绍了各个模块的主要应用的传感器等设备的选择。2.1 系统总体需求本文设计的智能废物回收分类系统主要研究垃圾分类，智能感应，继电器驱动。其主要功能包括有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾、其他垃圾等进行分类，利用三极管放大电流驱动继电器来引导进行投放废物，通过超声波测距，显示当前废物回收桶满溢状态，通过单片机进行处理数据，把采集到的数据通过1CD液晶显示，垃圾分类大大保护了环境并解决废料垃圾分类回收处理和再利用的问题。同时系统还可以进行输入查询分类，选择要投放的废物名称，系统会提示用户分类到哪个回收桶。系统硬件框图如图2-1所示。超声传感器显示模块数据库存储图2-1系统硬件框图2.2 主控制器方案方案一STC89C52单片机。单片机内部有存储模块，内部的存储模块具有超长时间的存储能力，单片机软件设