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公共场所智能垃圾桶系统的设计

鞠海翔;樊东燕

【摘要】本设计针对公共场所垃圾桶影响周围环境的问题而设计.系统应用红外传

感器、人体检测装置、单片机、语音装置、舵机驱动设计实现垃圾桶的智能化,使

得垃圾桶能通过感应实现自动打开与关闭,以及夜晚的照明和语音提示功能,提升公

共场所的环境质量,实现洁净、环保的目的.

【期刊名称】《山西电子技术》

【年(卷),期】2017(000)006

【总页数】4页(P28-31)

【关键词】智能垃圾桶;人体感应;单片机

【作者】鞠海翔;樊东燕

【作者单位】江苏省南京市第九中学,江苏南京210014;山西大学商务学院,山西太

原030031

【正文语种】中文

【中图分类】TP273.5

近年来，中国经济发展态势迅猛，人们的生活品质得到了极大的提升，公共环境问

题变成了人们所关注的焦点，而影响公共环境的关键因素之一就是垃圾问题。垃圾

是人们生活的废弃物，是人们生活中无法避免的。目前在公共环境中随处可见的垃

圾桶要么是敞开式的，垃圾桶里散发着各种刺鼻的味道；要么是关闭的，但人们大

都不愿意用手碰垃圾桶盖子，垃圾就会堆满垃圾桶周边，这样垃圾桶就会严重影响

公共环境的卫生状况，因此研究设计一款人性化的智能垃圾桶(IntelligentTrash)

非常必要[1]。通过设计使智能垃圾桶可以实现自动开启和关闭，夜晚的时候提供

照明功能，解决公共卫生治理的死角，提升公共场所环境的舒适度，提高人们的生

活质量。

通过观察和调研，智能垃圾桶主要设计以下功能：

1)在一定距离内感应人体，垃圾桶盖子会自动实现打开功能；

2)若将垃圾放入垃圾桶中，垃圾桶盖子会自动关闭；

3)语音提示垃圾桶装满的信息；

4)夜晚垃圾桶自动提供照明功能[2]。

通过上述功能的设计，实现美化环境、方便人们生活、环保和健康的理念。

根据功能分析，智能垃圾桶主要由人体检测传感器、舵机、指示灯和电池系统装置

等组成。系统电路主要由单片机主控模块及外围电路组成，如图1所示。

其中：STC89C52单片机作为主控制芯片；电源电压提供的是+5V，为传感器、

人体检测、舵机驱动、单片机提供动力；人体检测模块用来检测人体的距离，接收

信号；舵机驱动用来打开和关闭垃圾桶盖子；红外传感器用来检测垃圾桶是否装满。

系统的硬件设计将主控芯片作为电路的核心单元，由它将各个接口连接起来，运用

KeilC根据相应的功能进行代码编写，实现对硬件元器件的控制，实现相应的功能

模块。

因此系统的功能模块主要由四个部分组成：主控模块、人体感应模块、舵机驱动模

块及电源电路模块。

根据智能垃圾桶的功能设计，系统选用STC89C52单片机作为电路的核心元件，

由其控制整个系统的逻辑结构[3]。

1)总体控制电路设计

主控模块的总体控制电路设计如图2所示。总控制电路控制着电路的运行，它的

VCC端连接着电源且电源电压为+5V，它的RST端连接着10μf的电容C5和10

k的电阻R1构成的按键复位电路。它的引脚P18与P19共同连接着X1震荡晶体，

并分别外接着电容C3和C4，构成晶振电路。

人体感应系统主要是红外测距传感器。在进行系统设计的过程中，要求垃圾桶对人

体有所反应，红外测距传感器通过发射红外线进行检测。

2.2.1人体感应控制电路的设计

本设计使用TCRT5000红外反射式对管作为检测元件，它的引脚2与单片机的引

脚P22相连，引脚P22控制着红外系统的角度，构成红外感应模块。其功能设计

为：

1)当前方有障碍物时，电路板上绿色指示灯点亮电平，同时OUT端口持续输出低

电平信号,该模块检测距离2～30cm，检测角度35°，检测距离可以通过电位器进

行调节，顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器，检测距离减少。

2)传感器主动红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中

黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。

3)传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可，也可以直接驱动一

个5V继电器；连接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO。

4)比较器采用LM393，工作稳定；

5)可采用3V～5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时，红色电源指示灯点

亮。

2.2.2语音模块的设计

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