基于ESP8266的智能垃圾桶

田冰新 崔珈豪 張浩浩 竇文淼

【摘 要】為了滿足現代城市發展的基本需要，且基于習總書記關于“綠水青山就是金山銀山”一些系列重要講話，由此提出基于ESP8266技術的智能垃圾桶.本項目采用WIFI的通信方式，實現手機與垃圾桶的互聯，達到人機互動的目的，同時搭配傳感器檢測技術實現其檢測垃圾種類及其桶內容量的目的。

【關鍵詞】ESP8266;傳感器;人機互動;WIFI

1 緒論

隨著中國的高速發展，人們的生活節奏也隨著提高，生活垃圾也隨之增加，在本就忙碌的生活中增加了一份灰色，隨著人們保護環境的意識愈發的強烈，垃圾分類便成為了大部分民眾保護環境的一種手段。為了方便人民的生活，提高人民的生活質量，保護我們賴以生存的環境，智能垃圾桶已經成為一個重要的研究課題，這對于更好地服務民眾且對與民眾潛移默化下形成垃圾分類的意識具有重要的現實意義。

2 總體設計

此設計依托于集成 Wi-Fi 芯片ESP8266為主要控制芯片，輔以金屬檢測模塊、語音模塊、顯示模塊、光電類傳感器模塊、電源模塊等模塊，以此來實現智能垃圾桶的各項功能。硬件設計原理圖如圖2-1所示。以下為主要模塊所代表的不同功能：

（1）ESP8266：與移動終端進行通訊，實現人機交互，同時承擔整個系統的中心控制。

（2）金屬檢測模塊：智能識別金屬類垃圾，做出判別，實現簡單的垃圾分類。

（3）光電類傳感器模塊：實時監測桶內余量狀態，反饋給顯示模塊及移動終端。

（4）顯示模塊：實時顯示垃圾桶的狀態。

（5）語音模塊：對垃圾桶內余量警戒值及金屬物的檢測做出提醒，進一步便于人們做出相對反應。

（6）電源模塊：對整個系統進行供電，具備太陽能充電的功能。

3 具體實施

本項目所設計出的智能垃圾桶如下圖所示，包括：1、ESP8266;2、紅外傳感器;3、WiFi模塊;4、太陽能電池板;5、移動終端;6、垃圾箱頂蓋;7、頂蓋的支撐柱;8、垃圾箱;9、語音模塊;10、容量檢測模塊;11、顯示模塊;12、金屬檢測模塊。

其結構設計為：太陽能電池板通過螺栓固定在垃圾箱頂蓋，垃圾箱頂蓋與頂蓋的支撐柱焊接固定，頂蓋的支撐柱與垃圾箱焊接固定.垃圾箱頂蓋通過螺栓固定有紅外傳感器、金屬檢測模塊、測距傳感器、金屬檢測模塊與ESP8266連接，整個設備通過WiFi的無線連接方式與移動終端進行交互。

其具體操作為：桶蓋的自動閉合由小型電機完成，傳感器感應到符合條件的“垃圾”，將開蓋的信號傳入ESP8266，由其發出指令啟動電機完成開蓋動作，完成投放動作后斷開電機的供電使桶蓋閉合，檢測到金屬類垃圾時則發出警告命令，將不會驅動電機打開桶蓋;移動終端則是通過WIFI信號與垃圾桶連接從而監測垃圾桶的實時狀態;其整個設備的電力系統原理為通過太陽能電池板與電源模塊的配合使用達到對蓄電池進行充放電的功能，達到可持續性使用的目的，減少電池污染，不至于違背設計初衷。

各整個系統各個模塊的選取為：控制芯片為集成 Wi-Fi 芯片ESP8266，此芯片可滿足本設計的控制及通信需求;紅外傳感器采用反射式光電傳感器ITR20001;測距傳感器采用GY-530;WiFi模塊采用ESP8266通訊模塊.

4 項目優缺點

傳統的垃圾桶需要人工的檢查是否裝滿，是否需要清理，而且在進行垃圾回收時，還需要人工區分垃圾種類，人在不經意間總會將垃圾分錯類，大大地增加了環衛工人的工作負擔，因此我們在此項目在其缺點上進行改進：加入了金屬檢測模塊，可以更好的給垃圾做分類和識別，并且增加了WiFi模塊可以更讓好了解其分類情況，比如檢測垃圾是否裝滿，金屬檢測等，對垃圾桶的后續開發奠定了很好的基礎。同時本項目具有模式創新和科技創新，可以很好的改變現有城市環衛工作方式并為未來城市規劃、領導決策提供大數據支撐。

但是本設計也具有一些不足之處，它目前只能區分金屬垃圾和非金屬垃圾，并不能更加系統的細分垃圾的種類，因此我們在設計之初就具有多個功能的擴充口，以期望在獲取了足夠的知識后不斷將此設計進行完善，最終使其成為一個全面的設計，為改善我們的生活環境、促進人們垃圾分類的認知做出貢獻。

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（作者單位：桂林電子科技大學信息科技學院）