基于單片機的垃圾壓縮傳感蓋

冀 衡，儲濤濤，陶彥輝，閆天生，謝德成

（安徽新華學院，安徽 合肥 230088）

1.引言

隨著生活水平的提高，人們對生活的關注不僅在于食品安全健康、交通便利，還在于自身生活環境水平的提升，但由此產生的日益增多的垃圾散亂堆積在一起，不僅占用很多的土地，而且會產生有毒有害的物質，污染空氣、水源，對人們的健康造成威脅。如何處理垃圾成為問題，本項目使用的新型垃圾桶蓋不僅可以將垃圾壓縮，還可以讓用戶通過手機了解垃圾桶內的垃圾狀況，方便用戶的清潔工作并緩解公共垃圾處理帶來的壓力，有利于美化環境，成本不高且適用范圍廣。

本項目的初衷是給人們的生活帶來舒適便利，提高人們的生活質量，產品可以廣泛應用于生活中，具有很高的實用價值。

研究還有難點和需要擬解決的關鍵問題，首先需要開發APP，設計控制系統，實現自動化監測垃圾桶的滿減情況，以及與有關部門達成合作，將壓縮好的垃圾回收。其次是關于STMS2 無線GPRS的傳輸數據等設計。對于這些情況，只能通過大量的試驗逐步完善產品。擬解決的關鍵問題有以下幾個：如何讓壓縮桿準確壓縮，App的設計與數據更新以及如何使單片機與手機結合讓使用者可以時刻了解垃圾的情況，如何讓產品適用于不同場所。

2.工作原理

圖1 單片機

圖2 紅外線的傳遞信息

壓縮桿可伸縮，自動調節出最好的壓縮方式，可以通過手機進行遠程操控，控制垃圾高度并對多個垃圾桶的情況進行了解，通過紅外線等傳感器將垃圾位置數據化收集至采集卡，傳輸到中央處理器CPU，CPU將數據傳送到GPRS模塊再將數據傳送到數據庫，實現對數據的分類和處理，便于手機APP對數據進行查詢。實現電源模塊、STM32單片機模塊、傳感器模塊、GPRS模塊、控制模塊、數據顯示模塊和APP界面顯示模塊等之間的緊密配合。傳感器模塊采用利用紅外線的物理性質來進行測量的紅外線傳感器。

通過紅外線傳感器設置高度上限，使用電腦設置遮擋時間，超出時間將判定該垃圾桶已滿，并將信息反饋到使用者的手機上。

紅外傳感器得到的信號通過變送成為一個4-20MA的電信號，經過A/D轉換后，通過總線傳送給電腦。

3.硬軟件的配置

3.1 硬件設計

通過對垃圾桶的研究，在垃圾蓋上安裝高度傳感器和紅外線傳感器，在底部安裝壓縮桿，壓縮桿連接硬化塑料盤，并在盤上開兩個小孔方便頂部發射的紅外線透過對垃圾高度進行實時測量，外部的卡勾搭配太陽能充電板，給內部電池充電，配合電動機及齒輪組對垃圾進行壓縮。在蓋內，有包含著單片機的小型電路板，單片機安裝智能數據處理系統，加入WiFi模塊，可以連接機進行遠程實況了解。

圖3 實物

圖4 裝置分布

3.2 軟件設計

打開網站注冊后創建應用，有初級版、加強版和高級版可以選擇，可以根據需要選擇版本。對比發現，三個版本都支持常見功能，接下來輸入手機網址，注意電腦版和手機版的地址域名是否一致，以手機版域名為準，配置應用信息，填寫應用名稱和說明，圖標和啟動圖可以自行選擇，圖片大小和尺寸參照說明，最后生成蘋果和安卓兩個APP，用手機掃描二維碼即可下載使用，[4]交互界面采用自然用戶界面設計原則，自然用戶界面是一種新的建筑美學,關于如何在物理空間伴隨人類感官,遷移計算到真實世界、創建沉浸式體驗。

4.運行步驟

圖5 運行步驟

使用電腦控制產品的步驟如下：關于開關控制，用戶用電腦控制需要對電腦進行設置：右擊“我的電腦”，選擇“屬性項”。點擊“高級系統屬性”進入，勾選“允許運程協助連接這臺計算機”，并點擊“高級”選項卡，在“遠程控制屬性”窗口中，勾選“允許這臺計算機被遠程控制”，點擊“確定”。實現遠程控制的方法：點擊“開始”→“附件”→“遠程桌面連接”。在“遠程桌面連接”窗口中，輸入計算機IP地址或名稱，點擊“連接”進行遠程連接，這些操作可以讓數據更快的收集整理，讓用戶時刻了解情況。

程序運行時，向垃圾桶倒入垃圾，當達到指定高度，信號開始傳遞，程序執行，信號如下：

圖6 信號接收

可以看到垃圾被壓縮的情況，方便垃圾清理。

5.結語

希望本產品可以在垃圾處理中發揮作用，可以為廣大的工人減輕工作量，每一步對于我們來說，都是一種嘗試與創新。對此我們只能通過嘗試，修改錯誤，完善產品，讓其使用更加方便。