一種基于STM32單片機的無人垃圾清理船

朱林　汪武剛　楊帆　齊福年　薛凱峰

【摘 要】在如今現有的水面垃圾清理船對于一些懸浮于水中的垃圾的清理存在效果差，清理效率低等問題，同時現有的垃圾清理船對于垃圾的儲存有限，需要反復到岸邊進行卸料，操作繁瑣費時費力，并且現有的垃圾清理船清理上來的垃圾沒有與操作人員分隔開，影響人員的操作，造成操作人員的不適。

為此，本文介紹了一種基于STM32單片機的無人垃圾清理船，包括船體、控制裝置、打撈裝置、傳送裝置、粉碎裝置、壓縮裝置、圖傳裝置、電能儲存裝置和輔助裝置幾大部分。完全可以解決現實中清理水面垃圾和水草所存在的問題和困難。

【關鍵詞】水面垃圾;清理船;粉碎壓縮;STM32單片機

中圖分類號： TP242 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）29-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.013

0 前言

目前所采用的水面漂浮垃圾打撈裝置設計不夠合理，結構笨重，對水面垃圾漂浮物的打撈效率比較低。現有技術主要依靠人工打撈，采用這種方法垃圾打撈效率比較低，同時耗費工作人員較多時間，增加了工作人員的工作量，人工打撈作業很難保證工作人員的人身安全，打撈的范圍受限嚴重。現存打撈船的自動化程度比較低，而且打撈到的垃圾量比較少，因此在水面垃圾打撈船方面的技術方面還需要進一步改進。

為解決上述問題，本文介紹了一種基于STM32單片機的無人垃圾清理船。

1 無人垃圾清理船的主要結構

本文介紹了一種基于STM32單片機的無人垃圾清理船，主要包括船體、控制裝置、打撈裝置、傳送裝置、粉碎裝置、壓縮裝置、圖傳裝置、電能儲存裝置和輔助裝置幾大部分。

船體部分：以蝦艇為主體搭載各種裝置，具有速度快，效率高，船身穩等優點。

控制裝置：使用的是STM32單片機，處理速度快，功能更多，可設計程序完成規定區域內自動打撈工作;單片機連接的GPS模塊具有定位功能，隨時監測船體位置，防止丟失;單片機連接的無線wifi模塊可實現無人船的遠程遙控。

打撈裝置：由撥草輪和分草器組成。撥草輪旋轉將垃圾和水草從水面自下而上的撈起，然后在分草器的作用下將垃圾和水草從撥草輪上取下并掉入傳送裝置上，類似于聯合收割機前端的割臺。

傳送裝置：主要由傳送帶組成，承接來自打撈裝置打撈上來的垃圾和水草傳遞給后方的粉碎裝置。

粉碎裝置：主要由一臺小型粉碎機組成，將來自傳送裝置的垃圾和水草粉碎成小塊固體供給壓縮機壓縮。

壓縮裝置：主要由一臺小型壓縮機和儲存箱構成，壓縮機將來自粉碎機的被粉碎后的垃圾和水草壓縮，并儲存與儲存箱內。

圖傳裝置：船體前方還安裝了高清攝像頭，可以使工作人員通過高清攝像頭遠程監控周圍壞境，配合無線wifi模塊使用可實現遠程手動操控;高清攝像頭下安裝有兩個360度舵機，可使高清攝像頭上下左右旋轉觀察。

電能儲存裝置：裝備有多塊聚合物鋰電池，為整個無人船供電。

輔助裝置：如燈光等輔助設備。

2 無人垃圾清理船的主要功能

船體為蝦艇，特點是速度快，船身穩。垃圾和水草被船身前端的打撈裝置打撈上來后，被位于船身中間部分的傳送裝置傳送到位于船身后半部分的粉碎裝置中，經過粉碎機的粉碎，大塊垃圾與水草被粉碎成小塊固體，最終進入壓縮裝置被壓縮。本清理船搭載圖傳系統，配合無線wifi模塊可實現無人駕駛遙控，控制裝置中的GPS模塊對船體進行定位。電能儲存裝置里裝備的是聚合物鋰電池，續航時間長。完全可以解決現實中清理水面垃圾和水草所存在的問題和困難。

3 結論

圖1 單片機STM32電路圖

本文介紹的無人垃圾清理船主要有以下幾個優點：首先，蝦艇結構大大提升了垃圾清理船的速度，進而大大提升了清理垃圾的效率;船體可設計程序在一定區域內按照指定路線自動清理垃圾，脫離人工控制，且GPS模塊隨時為船體定位，防止船體丟失;類似割臺的打撈裝置實現了垃圾與環境的高效分離;粉碎與壓縮裝置將垃圾體積最小化，更加充分地利用了船上的空余空間，并且大大減輕了垃圾的重量，不會出現反復到岸邊進行卸料，操作繁瑣費時費力的情況;圖傳裝置與無線wifi模塊配合，讓工作人員根據攝像頭傳回來的圖像可以對無人船的遠程控制清理水面垃圾;電池采用聚合物鋰電池，安全性能好，重量輕，內阻小，容量大，續航能力強;真正實現人機分離，減少了工作人員的工作量，保證了工作人員的安全，改善了工作人員的工作環境，使工作更加智能化，自動化，人性化。

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