基于STM32的無線傳輸控制自動感應垃圾箱

譚耀楊+張薇

【摘要】 隨著智慧校園的提出，各種圍繞智慧校園建設的軟硬件設施正如火如荼地開展，本文設計的是基于STM32ARM芯片智慧校園垃圾管理系統，此系統由三部分組成：智能垃圾箱部分，無線傳輸部分，報警監控部分。解決收集垃圾箱儲藏情況的難題，避免手腳和垃圾桶的接觸，遠離細菌。新型的智能垃圾桶給人們的生活帶來了很多的方便，與社會提出的營造“綠色生活”相適應。

【關鍵詞】 STM32 zigbee 上位機報警

一、前言

本系統創新點含有檢測人體與垃圾箱的距離，自動打開關閉垃圾箱，zigbee網絡的設計，自行調試的上位機軟件的報警處理處理，充分發揮stm32的優勢，對于傳統51設計的智能垃圾桶，系統穩定性有很強的提高。發揮語音播放的宣傳效果特別是對于中小學校園在環保宣傳上的作用，沒有一味的利用別人的語音報警。使用不同顏色的LED顯示垃圾桶的存儲狀態。

二、設計方案

2.1系統總體框架

智能垃圾桶：stm32主控 紅外感應，超聲波測距，正負離子發生器和紫光燈殺菌除臭， zigbee實時監控窗口，太陽能電池板供電 從機 主機

2.2紅外模塊

紅外模塊是由紅外線技術作支撐的產品，靈活性高，功耗低，工作電壓低，在各類自動感應電器設備中有較大應用，并且在電池供電的自動控制產品方面也得到較大認可。

控制方法：本次控制采用可重復觸發，當紅外感應到人體靠近時，輸出口out輸出高電平，控制電機正轉，打開垃圾桶，若附近一直有人體移動，則一直輸出高電平。當附近沒有人體移動時，高電平延時5秒鐘，然后輸出低電平，控制電機反轉，關閉垃圾桶。

2.3超聲波模塊

超聲波主要通過超聲波模塊發出信號，當遇到障礙物會反射回來，從而判斷有無障礙物， 程序運行時，超聲波一直檢測桶內垃圾高度。當外部中斷啟動時（紅外感應到人體靠近），停止測量。當人扔完垃圾后垃圾箱關上后又開始測量。檢測到垃圾桶內垃圾已經滿時，垃圾桶不能再打開，并通過無線發射信號給總部，提醒回收垃圾。若垃圾桶內垃圾未滿，則下次有人靠近時垃圾桶可自動打開。當垃圾桶內垃圾清理完畢，電機恢復運轉。

2.4語音模塊

本系統采用時ISD公司的ISD4004語音芯片。

ISD4004芯片介紹：ISD4004芯片采用CMOS技術，里面含有振蕩器，濾波器，放大器等，芯片的所有操作都由微控制器完成，操作命令可以通過串口通信接口送入。工作原理：ISD4004工作于SPI串行接口，本系統的ISD4004芯片與STM32的SPI2相接，

2.5 zigbee模塊

意義：利用穩定性還有價格都比較理想的zigbee芯片去完成，取代傳統的鋪設線路。從而能夠在當前基礎上搭建智慧校園節約很大成本，系統做大的時候利用zigbee組成無線的局域網，完成低成本高穩定性的效果。此協議是一種短距離，低功耗的無線通信技術，主要特色有低成本，低功耗，低電量，穿墻性能好，通信距離可達4km，支持大量網絡節點，支持自組網通信，主要適合用于自動控制領域比如：工業自動化和遠程控制如：智能家居方面，可以嵌入各種機械設備。該技術在物聯網產業如：移動POS端、智能建材，交通，智能家居，工業自動化、智能化建筑、等領域。

三、系統特色

1、無觸摸式開啟：紅外感應，自動控制開關，一方面可以避免人的身體直接接觸，衛生清潔，另一方面可以隔絕異味和細菌。

2、無線傳輸，實時監控：隨時掌握各個垃圾桶的儲藏情況，到時打掃，省時省力。

3、利用太陽能電池板供電： 避免因為斷電而產生不能給系統供電的麻煩。

4、語音提示，溫馨相伴：放入垃圾后有相應的語音提示，垃圾入箱一小步，健康生活一大步，保護環境我們在路上。人性化服務，對提高環保意識很有幫助。

5、功能明確，意義非凡：通過LED不同顏色（紅黃綠）顯示垃圾箱不同存儲狀態

6、含有ZigBee網絡的設計，上位機報警處理，充分發揮stm32的優勢，對于傳統51設計的智能垃圾桶，系統穩定性有很大的提高。

四、結語

經過分析感應垃圾桶的市場規模、感應智能垃圾箱的競爭狀況、產品的供需求狀況以及智能感應垃圾箱主要企業經營情況、智能感應垃圾箱相關主要企業的市場占有率，同時對智能感應垃圾箱的未來發展做出科學的預測。通過多年的追蹤調查發現，國內外目前暫時還尚未出現達到類似功能的智能垃圾箱。

盡管智能垃圾箱這個概念很早就有提出，但真正達到要求滿足生活需要的很少，并且隨著生活節奏的加快，很多人都不愿花時間隨時監控垃圾桶的存儲情況，不能從根本上解決這一問題。次垃圾管理系統，在培養人們的垃圾入箱的意識，有著極大促進作用。同時在智慧校園，智慧城市建設方面有著巨大市場潛力。