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基于单片机智能语音垃圾桶识别设计

南京工程学院贾成宇范从勉张渝颜思瑞冯月芹

在中国，垃圾分类正在逐步推广。但由于垃圾种类繁多，分

辨垃圾类别对于普通民众来说不是一件易事，因此提出智能语音识

别垃圾桶来便于大众投放垃圾。该垃圾桶可通过用户说出垃圾名称

进而实现分类、垃圾溢满提醒、自动投放的功能。其中语音垃圾

识别功能主要通过LD3320语音芯片识别信息完成，垃圾溢满通过

GP2D12测距模块实现，自动投放功能利用L9110芯片控制电机实

现。整体模块利用STC11L08XE单片机进行控制。

1整体设计

智能语音垃圾桶依靠LD3320语音识别芯片将语音信息录入并

识别分析其类别，同时单片机根据识别信息对相应L9110芯片发出

脉冲信号，控制电机转动。工作状态中位于垃圾桶上方的GP2D12

红外线测距传感器实时返回测量数据至单片机，当数值低于一定值

（垃圾桶溢满）发出信号。

整体思路如图1所示。

2硬件设计

2.1LD3320语音识别模块

LD3320芯片是一款可对语音音频数据信号进行识别和存储的芯片。

如图2示LD3320芯片正常工作时由MICP、MICN连接咪口两端接收语音信图1方案整体图

号，LD_P0～P7八个接口为信号输

出口并与单片机P1口分别相连。

单片机对输入信号进行分析做出

分类识别，输出四个接口分别对

应可回收垃圾、有害垃圾、厨余

垃圾、其他垃圾。LD_IRQ为中断

口，一次指令发出后单片机产生

下降沿，信号运行中断。LD_WR

和LD_RD为写读口，与CH34O模

块连接录入程序代码。

2.2L9110电机控制模块

L9110是一款为了控制和驱

动电机的芯片。如图3，单片机

对语音识别的垃圾种类信息转

化为对应I/O口（P1.0和P1.1）

的电信号。P1.1首先发出一定

时长电信号，电机M正转，对

应垃圾桶门打开。置空一定时图2LD3320电路图

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图3L9110电路图

为减少语音垃圾桶语音误触发，在每次使用前，用户需发出一

级语音指令（如“垃圾识别”）再开始操作。智能垃圾桶动态口令

输入关键程序如下：

图4测距模块电路图

长，垃圾进入对应垃圾桶。P1.0发出同样时长信号，电机反转，垃

圾桶门关闭。4物理外观设计

2.3GP2D12红外线测距模块如图5，垃圾桶1板可右移，2、3、4板可往右下方移动，5、

GP2D12是一款利用光的反射强度探测距离的传感器，它可将6、7、8区域投放四种类别垃圾。当垃圾放置1板上方，用户发出语

距离值转换为电压值显示，因此采用ADC0809数模转换器输出具体音指令说明垃圾名称。若垃圾应进入6箱，板3先向右下方移动至板

距离值。如图4，GP2D12模块于IN0口输入信号，ADC0809数模转4下方，板1再右移，垃圾受重力

换器分析电压值后于2.1-2.8端口输出具体数值至单片机，当输入值滑入6箱中，随后板1、板3复位。

过低将点亮信号灯发出提示。若垃圾应进入8箱，发出语音信息

2.4单片机模块