20 | 电子制作 2021年04月
得相当严峻。中国是世界上最大的垃圾生产国之一，城市已经被垃圾所包围。根据住建部调查表明：中国三分之二以上城市被垃圾包围，四分之一城市已无合适场所堆放垃圾。减少垃圾最有效的方法就是推广垃圾分类。根据目前推广的垃圾分类标准，设计了一种能够带有语音提示，可升降式的智能垃圾桶，能够告知人们垃圾的属性，从垃圾的源头进行控制。 置组成。通过红外感应和距离检测模块，由微处理器控制，实现桶盖的自动开合。桶盖上端装有OleD 屏，通过超声 波距离检测、物品类别和重量检测、GPS 传感器模块，把桶内物品的类别和重量、桶内垃圾高度、垃圾桶位置数据，传送到微处理器，再通过语言模块播报和OleD 显示，可
以随时反映垃圾桶内部剩余量，让投放者了解垃圾分类的类别，让保洁人员直观了解到桶内情况。
蚀刻工艺地下：由四个大的垃圾储存箱和一个升降装置组成。由
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智能应用
家居智能系统
圾桶满时，通过处理器控制，自动打开地上垃圾桶的下盖，使垃圾全部倒入地下垃圾箱进行储存。可以控制升降系统，使相应的垃圾箱上升至地面来清理垃圾。太阳能发电系统装置，通过降压模块为单片机控制模块提供5v 电压，同时为升降装置提供24v 电压。系统总体原理框图，如图1 所示。
2 控制系统硬件设计
■2.1 单片机控制模块
单片机采用SKea128芯片，SKea128的内核基于32位aRM Cortex-M0+，功能强大，稳定性好，具有
高度可扩展性。该芯片有64个引脚，为各个传感器提供有足够的引脚且低功耗，2.7~5.5v 供电及优异的eMC/eSD，功能满足
项目需求。 ■2.2 红外检测模块
红外测距传感器模块：具有一对红外信号发射与接收二
极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当遇到障碍物时，反射回来被接收管接收，通过传感器接口返回到主机，垃圾桶可利用返回信号来识别
■2.3 超声波测距模块
超声波测距采用HC-SR04模块。工作原理是：当微控
制器向超声波模块的输入端发送10μs 高脉冲时，微控制器定时器清零。当输出端子 eCHO 为高电平时，定时器开始工作，eCHO 变低时，定时器停止工作。读取定时器的时间，
可以计算出桶内的距离。 ■2.4 GPS 模块和GPRS 模块
GPS 模块可以定位垃圾桶的位置，采用SkyTra 公司的
GPS+北斗双模定位模块S1216，外接有源天线，30秒内即可定位，模块自带后备电池，可保存星历数据，掉电后半小时以内重新上电，可在几秒内实现定位。
GPRS 模块负责数据传输。采用SiM800C 模块，含有-
组TTl 串口，兼容2.85v、 3.3v、 5v 系统；通过USb-TTl 模块。GPRS 模块供电特点是电压低、峰值电流大。模块TTl 带电平转换电路，兼容各种单片机串口，不需要转换直接连接。 ■2.5 语音模块
语音模块采用wT588D 语音模块。wT588D 语音芯片
涂布纸
智能应用
控制语音播放、停止、循环和音量的大小。
■2.6 电源模块
由太阳能发电装置和备用电源组成，太阳能发电装置由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池组组成。阴雨天或者没有太阳时使用备用电源，而备用电源是可以更换充电的。其中太阳能发电为主，备用电源为辅。
pcb柔性连接器■2.7 降压模块
太阳能发电系统输出电压为24v，需降压才能给单片机使用，7805是线性稳压器，用于输入电压和输出电压差比较大的场合。对比发现采用稳压器lM2596，输入电压3.2v~46v，输出电压1.25v~35v，更能满足性能要求。■2.8 驱动模块
电机控制采用lR7843MOS管搭建的 H桥电路，由 4 个 N 型 MOS 管构成。4 个 MOS管相当于 4 个开关，采用半桥芯片 iR2104 驱动，iR2104 通过 HO 输出，分别控制全桥驱动电路的上半桥的第一个与第三MOS管 的导通与关断，而iR2104 的 lO 输出分别控制全桥驱动电路的下半桥第二个与第四个MOS 管的导通与关断，从而达到控制电机转速与正反转的目的。控制系统硬件电路原理图，如图2所
示。
3 控制系统软件设计
控制系统软件程序为C语
言，在Keil5软件上进行编写
和调试。在整个软件中主要对
时钟、串口、i/O口、PwM电
压、中断进行设置。
软件设计流程：（1）对
Kea128芯片i/O口进行配置，
连接各种传感器，能够实现各
种信息的检测；（2）配置定时器。
初始化定时器1数据，编写定
时器中断并配置其参数。（3）
配置串口，设置对应的波特率，
配对好通信协议。将配置好的
串口连接HC-05模块先与串口
调试助手进行连接，测试通信
的连通性，观察收发数据是否
正常。（4）设置电机连接i/O
口的PwM波。设定PwM周
期20kHz，调节高低电平分布
时间，通过改变占空比，实现
对地下垃圾储存箱的自动升降速度控制。（5）设置OleD显示界面，编写控制功能及其指令，对应到程序中的相关参数显示。（6）测试各个传感器的功能，并观察垃圾桶对应功能实现的状态。
软件程序流程框图，如图3所示。
功率变送器原理4 总结
油田水处理
本设计围绕着垃圾智能分类、处理和投放方面，提出一套可应用于各城市的对于垃圾分类处理难题的解决方案。应用本项目的设计，通过垃圾分类投放管理，可以促进市民对垃圾分类的了解和提高垃圾分类的意识。该方案适用于各大中小城市的垃圾分类系统，可以减少环境污染，节省土地资源，有较好的应用前景。
参考文献
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＊ [3]罗查格.全自动智能垃圾桶设计浅谈[J].科技风，2016,(18): 288-291.
＊ [4]叶广源，能正烨，李铭士等.物联监控智能垃圾分类桶的设计[J]数字技术与应用，2017,(01):136-138.
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