智能环保垃圾桶控制系统设计2.docxVIP

西安文理学院本科毕业论文（设计）

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1绪论

1.1研究背景

在现今社会中，人类生产的垃圾逐渐多样化、复杂化，许多垃圾含有化学物质或有害成分，如若垃圾没有妥善处理，许多垃圾混杂在一起有可能会产生化学反应，产生出有害物质影响环境从而危机人类的身体健康[1]。而若对垃圾进行不针对的焚烧或掩埋，将会影响环境，浪费资源，所以尽早的进行垃圾分类是处理垃圾利用垃圾的有效解决方式。垃圾分类要长期、科学，如果光靠相关工作人员进行处理是不可行的，要靠社会中的每一位公民形成垃圾分类的意识与习惯[2]。垃圾分类的特点是回收、处理、利用具有高效性，最大限度降低二次污染的可能性。分类后的垃圾可以将有价值的垃圾进行二次利用，从而使资源可持续利用。总之，垃圾的分类与处理对经济可持续发展和保护环境具有重大意义。

垃圾箱控制系统的设计和研究，在国外是比较早的。到目前为止，垃圾分类回收已在多个国家实现，一些国家还在垃圾箱控制系统中广泛应用，并配有太阳能设备。具有这种控制系统的垃圾桶通常被称为太阳能垃圾桶[3]。采用太阳能装置控制系统的垃圾箱最早出现在2006年8月的美国纽约。有“大胃王”之称，因为它可以装8倍于传统垃圾箱的垃圾。但它的实际称谓应该是太阳能压缩机，这要根据它的系统的特定工作原理来制定。其控制系统利用太阳光作为操作系统的能源来源，将垃圾体积通过自动压缩处理缩小至原来的1/8。这款垃圾桶凭借这一特性，容量达到了1362升。由于容量大，环卫工的垃圾收集量也大大减少，但同时它的控制系统也存在缺陷。首先，它的价格非常昂贵，其次，由于内部系统中高科技部件的比例很高，损坏后很难修复。

英国剑桥大学在“胃王”出现后，基于对美国智能垃圾桶控制系统的研究，又开发出一种更符合英国本土环境的太阳能垃圾桶控制系统。同理，这类垃圾箱的控制系统也会将内部的垃圾压缩，但由于这类垃圾箱控制系统的动力来自于一组太阳能电池，因此只需从外部接收少量阳光，就能实现对垃圾的压缩。这样的设计让英国多雾天气下，这一类型的垃圾桶也能正常发挥作用[4]。

此外，在该垃圾桶的控制系统中还安装了智能传感器和无线发射器。当环卫工的手机收到提醒他清理垃圾箱的无线发射器发来的信息时，说明这个集装箱里的垃圾超出了事先设定好的范围。接收到的信息是代表垃圾箱编号的1或2等简单数字，以便环卫工人清楚自己应该到哪个垃圾箱打扫卫生。这款垃圾桶在剑桥市进行了测试，结果令人满意，因为该系统具有向环卫工人提供即时信息的功能。

现如今垃圾桶是生活中不可或缺的产品，随着人们逐渐增加的环保意识，垃圾桶的款式与功能越来越多样化。垃圾桶根据使用场合的不同，分为公共式、家庭式、医用式；根据盛放形式的不同，分为独立式、分类式；根据开启方式有揭盖式、踩踏式等。随着垃圾桶的跟新换代，智能垃圾桶逐渐走进人们的生活中，智能垃圾桶则可以通过自动分类和回收利用，减轻人力负担，提高垃圾处理效率和准确率。本文旨在研究基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统，探索智能垃圾分类技术的应用，为城市垃圾处理提供一种新的解决方案[5]。

1.2研究目的和意义

本文的研究目的是设计和开发基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统，该系统能够实现自动语音识别和分类，为城市垃圾处理提供一种新的智能化解决方案。具体来说，本研究的目标包括以下方面：

设计并实现基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统，该系统能够自动识别语音指令，控制垃圾桶盖的开合，并对垃圾进行分类。考虑到垃圾桶所处的环境和使用场景，系统需要具备较高的可靠性和稳定性，能够在复杂的环境下正常工作。研究智能垃圾分类技术的应用和实现，探索如何通过智能化的方式提高垃圾处理的效率和准确率。

本文的研究意义在于探索智能化垃圾分类技术的应用，为解决城市垃圾处理难题提供一种新的思路和方案。本研究开发的智能语音分类垃圾桶系统具有实际应用价值，可以有效减轻人工操作的负担，提高垃圾处理的效率和准确率，具有较高的社会和经济效益。同时，本研究也为智能化垃圾处理技术的研究和应用提供了一定的参考和借鉴价值。

1.3研究内容和结构

本文的研究内容主要包括以下三个部分：系统实现：本部分将介绍基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统的具体实现过程，包括硬件组装和软件编程两个方面。此外，本部分还将介绍系统的测试和性能评估结果。系统应用：本部分将介绍基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统的实际应用情况，包括在城市垃圾处理中的应用和效果评估。此外，本部分还将探讨智能化垃圾处理技术在未来的发展方向和应用前景。

本文的结构如下：第一章：绪论。介绍研究背景、意义和目的，概述论文的研究内容和结构。第二章：相关技术和理论。介绍基于Arduino的智能语音分类垃圾桶系统的设计方案，包括硬件设计和软件设计两个方面并且介绍与本研究