報(bào)警壓縮垃圾處理器

1、編號： 江蘇大學(xué)學(xué)生科研項(xiàng)目申請書課題名稱： 報(bào)警壓縮垃圾處理器 申 請 者： 湯宏宇 所在學(xué)院： 能源與動力工程 年級專業(yè)： 流體1401 指導(dǎo)老師： 田錦程 申請日期： 2015.4.25 項(xiàng)目類別（在相應(yīng)的類別上打）A、自然科學(xué)類論文 B、發(fā)明制作類 C、社會科學(xué)類論文江蘇大學(xué)團(tuán)委制2015年3月說 明l.申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀說明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫。2.表內(nèi)項(xiàng)目填寫時一律打印，此申報(bào)書可復(fù)制。3.編號由學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(校團(tuán)委)統(tǒng)一填寫。 4.申請書采用A3紙雙面打印中縫裝訂，1份，（活頁部分單獨(dú)裝訂），由所在單位審查簽署意見、加蓋公章后在規(guī)定時間內(nèi)統(tǒng)一報(bào)送校團(tuán)委，團(tuán)委不接受個

2、人申報(bào)。 5.在以前批次大學(xué)生科研課題立項(xiàng)中立項(xiàng)，但沒有結(jié)題的同學(xué)，不得申報(bào)此次大學(xué)生科研課題。6.第十三批申報(bào)的重點(diǎn)項(xiàng)目不適用本申報(bào)書。7.有關(guān)其他事宜請向校團(tuán)委咨詢。8.聯(lián)系人：莊偉楠（88780040）。申請者基本情況姓 名湯宏宇性 別男出生年月1996.07.17政治面貌團(tuán)員所在學(xué)院能源與動力工程學(xué)院專業(yè)年級流體機(jī)械及其自動控制學(xué) 歷本科一年級聯(lián)系電請者曾承擔(dān)科研項(xiàng)目及完成情況課 題 名 稱批準(zhǔn)時間完成情況申請者本人近幾年以來的主要研究成果（注明刊物的年、期或出版社、出版日期）合作者情況姓 名性別年齡學(xué) 歷學(xué) 院專 業(yè) 班 級彭思文男

3、20本科一年級能源與動力工程流體機(jī)械1401張強(qiáng)男20本科一年級能源與動力工程流體機(jī)械1401指導(dǎo)教師意 見 簽字： 年 月 日申請者所在學(xué)院分管科研的領(lǐng)導(dǎo)對該項(xiàng)目的基本評價. 簽章： 年 月 日學(xué)院意見 蓋章： 年 月 日編號： 江蘇大學(xué)學(xué)生科研項(xiàng)目申請書（活 頁）課題名稱： 報(bào)警壓縮垃圾處理器 申請年度： 2015年 江蘇大學(xué)團(tuán)委制2015年3月說 明l.申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀說明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫。2.表內(nèi)項(xiàng)目填寫時一律打印，此申報(bào)書可復(fù)制。3.編號由學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(校團(tuán)委)統(tǒng)一填寫。 4.申請書（活頁）采用A3紙雙面打印中縫裝訂，3份，與申請書分開裝訂，在規(guī)定時間內(nèi)統(tǒng)一報(bào)送校

4、團(tuán)委，團(tuán)委不接受個人申報(bào)。 5.在活頁中，一律不得出現(xiàn)申報(bào)者和指導(dǎo)教師的信息，否則取消申報(bào)資格。6.第十三批申報(bào)的重點(diǎn)項(xiàng)目不適用本申報(bào)書（活頁）。7.有關(guān)其他事宜請向校團(tuán)委咨詢。8.聯(lián)系人：莊偉楠（88780040）。 研究課題名 稱 報(bào)警壓縮垃圾處理器所屬類別（ B ）、A、自然科學(xué)類論文B、發(fā)明制作C、社會科學(xué)類論文起止時間2015.4.25-2016.4.25成果形式發(fā)明專利申請經(jīng)費(fèi)總 額1400其它經(jīng)費(fèi)來源自籌一、項(xiàng)目的基本內(nèi)容，項(xiàng)目研究的目的，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢，本研究達(dá)到的科學(xué)技術(shù)水平和預(yù)期社會經(jīng)濟(jì)效益1.項(xiàng)目基本內(nèi)容： 人們的日常生活會產(chǎn)生很多生活垃圾，隨著環(huán)境衛(wèi)生越

5、來越受到人們的關(guān)注，如何監(jiān)管和及時處理垃圾成為一個值得思考的問題。那么我設(shè)計(jì)的這種垃圾桶是一種會報(bào)警的且可以充分壓縮垃圾的處理器（包括I型和II型），I型適用于室內(nèi)，II型使用于戶外場所。I型大體結(jié)構(gòu)包括桶體，太陽能供電裝置，紅外線收發(fā)裝置，報(bào)警裝置以及桶上方的垃圾壓縮裝置。II型除I型包含的所有裝置外，另含有無線發(fā)射機(jī)。桶體采用輕質(zhì)硬合金，以便倒垃圾的輕便。桶蓋部分將裝配我們產(chǎn)品的主要核心部件，質(zhì)量偏重，由壓縮裝置，供電裝置，智能控制裝置，信號收集裝置等組成。其中太陽能供電裝置采取現(xiàn)階段最先進(jìn)的裝置，配置電池，以便儲存收集的電能，將電能存儲在電池中，以均勻的電流輸出，可以使電池更加持久。它是

6、太陽能收集處理轉(zhuǎn)化中心，電源儲存中心。智能控制裝置是智能芯片進(jìn)行簡單的信息處理，對傳感器的信號，做出反應(yīng)。壓縮裝置主要是小型馬達(dá)，扭力轉(zhuǎn)化桿，中心壓縮豎桿，壓力傳感器。信號收集反饋裝置主要是紅外傳感器，蜂鳴器組成。該處理器會主動收集信息，當(dāng)垃圾進(jìn)入通體將紅外線遮擋時，鳴叫三秒后，將信號傳輸給CPU，馬達(dá)發(fā)動，帶動中心豎桿，壓縮垃圾，將垃圾充分壓縮，使垃圾桶空間得到充分利用。當(dāng)垃圾達(dá)到桶容量的最大值而無法繼續(xù)壓縮時，I型處理器會持續(xù)發(fā)出嗡鳴聲，開始報(bào)警提醒。II型處理器則通過無線發(fā)射機(jī)將信號發(fā)射城市環(huán)衛(wèi)管理中心，管理中心系統(tǒng)將已滿的垃圾桶位置以短信的形式發(fā)送給環(huán)衛(wèi)工人。從而達(dá)到及時清除垃圾，保持

7、環(huán)境清潔的目的。 2.項(xiàng)目研究目的： 人們?nèi)粘Ｉ顣a(chǎn)生許多垃圾，而且當(dāng)夏天來臨時，溫度較高，垃圾如果不及時處理則會腐爛，散發(fā)出異味。尤其是像宿舍這種空間不是很大的密閉空間內(nèi)垃圾更易產(chǎn)生細(xì)菌，影響人們的身體健康。并且，垃圾桶的空間有限，如果可以充分利用垃圾桶的儲存空間，那么會方便大家更好的處理垃圾，使得垃圾體積縮小化，便于垃圾的集中收集和處理，美化周圍環(huán)境，凈化環(huán)境空氣。 那么我設(shè)計(jì)的這種垃圾桶。一是使垃圾得到壓縮，使垃圾桶內(nèi)的空間得到充分利用，對垃圾的壓縮可以使得我們便于管理垃圾的多少，讓回收垃圾的工人也可以減少勞動力度。二是當(dāng)垃圾堆積到垃圾桶所能容納垃圾最大值時，I型處理器就會不斷地發(fā)出報(bào)

8、警聲音，不僅催促人們將垃圾倒掉，而且可以使得環(huán)境沒有多余的垃圾溢出。II型處理器可以將信號傳遞給環(huán)衛(wèi)管理中心，將垃圾已經(jīng)滿了的垃圾桶的位置以短信的形式通知給環(huán)衛(wèi)工人。以便使街道垃圾桶內(nèi)垃圾得到及時清除，以保證人們的身體健康。這樣可以就可以使人們居住的環(huán)境得到大幅度的改善。3.國內(nèi)外研究水平： 目前國內(nèi)外還沒有發(fā)明出這種垃圾桶，所以還沒得到推廣，但是這種垃圾桶所需要的技術(shù)支持都已成熟。經(jīng)過我們多方面收集資料，發(fā)現(xiàn)沒有與該產(chǎn)品相同的產(chǎn)品，我們的設(shè)計(jì)是創(chuàng)新和獨(dú)一無二的，隨著人們對健康的越來越重視，該產(chǎn)品前景十分廣闊。4.預(yù)期社會經(jīng)濟(jì)效益：我們的產(chǎn)品是非常貼近生活的。處理器的外表以及尺寸大小可以根據(jù)使

9、用場所而靈活設(shè)計(jì)，使得普通的家庭可以應(yīng)用，各種公共場所（街道，工廠工地，公司大樓等）也可以應(yīng)用。而且該處理器的成本較低，用廉價的材料做出高質(zhì)量的產(chǎn)品，價格優(yōu)勢可以吸引人們的眼球。我們的材料采取輕質(zhì)合金，不僅可以減少成本，而且很環(huán)保。我們的產(chǎn)品投入大規(guī)模的生產(chǎn)可以適應(yīng)國家對現(xiàn)代化城市建設(shè)的要求，大力推進(jìn)垃圾壓縮報(bào)警器，避免垃圾滿了溢出來造成垃圾滿大街飛的大大損毀了城市美觀的后果。避免了室內(nèi)有過多的積累垃圾，從源頭上保證了人們的身心健康。而且我們的II型報(bào)警器，利用射頻識別技術(shù)將信號傳輸?shù)江h(huán)保工人調(diào)配中心，來實(shí)現(xiàn)垃圾清除同步化。大大減小了勞動量，增大了工作效率。對于現(xiàn)階段我們世界的環(huán)境境況，垃圾越

10、來越多，如果我們可以從源頭上把垃圾進(jìn)行整理，那么對于最后的垃圾處理可以說節(jié)省了很大的時間與精力，甚至是高昂的經(jīng)濟(jì)支出，所以無論是型處理器還是II型處理器，它所帶來的社會經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的。二、項(xiàng)目的研究思路和方法，技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析（包括過去的研究工作基礎(chǔ)、現(xiàn)有條件）1.研究思路： 本產(chǎn)品的工作原理是：對于型處理器來說：當(dāng)垃圾被投入垃圾處理器時，垃圾會將紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外線擋住一段時間。紅外線接收裝置會短時間內(nèi)接不到由紅外線發(fā)射裝置發(fā)射出來的紅外線當(dāng)再次接收到紅外線發(fā)射裝置發(fā)射出的紅外線時便會引發(fā)壓縮裝置，蜂鳴器蜂鳴三秒給人們緩沖時間后。啟動馬達(dá)，帶動豎軸壓縮垃圾，豎軸的低

11、端裝有壓力傳感器，當(dāng)壓力達(dá)到固定值時，馬達(dá)反轉(zhuǎn)，帶動豎軸拉上來，恢復(fù)到原位置。壓縮裝置對垃圾進(jìn)行壓縮完畢。當(dāng)垃圾達(dá)到垃圾桶所能容納垃圾最大值時會永遠(yuǎn)擋住紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外線以至于紅外線接收裝置不會再次接收到紅外線，當(dāng)接收裝置接不到紅外線時間間隔達(dá)到3-4秒時便會引發(fā)報(bào)警裝置，蜂鳴器不斷蜂鳴，直至人們將垃圾清除后紅外線接收裝置再次接收到紅外線發(fā)射裝置所發(fā)射的紅外線時為止，以達(dá)到及時清除垃圾保持衛(wèi)生的目的。對于適用于戶外大空間使用的型處理器來說，上述過程與型一致，只是當(dāng)垃圾達(dá)到垃圾桶所容納垃圾最大值時，型不報(bào)警，而是通過無線發(fā)射裝置將信號發(fā)送到環(huán)衛(wèi)管理中心，中心系統(tǒng)自動生成短信將垃圾已滿的型

12、垃圾處理器的位置以短信的形式發(fā)送到環(huán)衛(wèi)工人移動電話上，使得垃圾得到環(huán)衛(wèi)工人及時的清除，使得垃圾清除同步化，保證了環(huán)境的清潔。型，型只需一塊太陽能電池板為處理器的各種工作供電即可，從而保證垃圾桶動力來源的充足與清潔。2.技術(shù)路線： 本產(chǎn)品采用的技術(shù)路線有：紅外感光技術(shù)，壓力傳感器技術(shù)，電機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，射頻識別技術(shù)，蜂鳴器技術(shù)，機(jī)械傳動軸技術(shù)，和材料技術(shù)。下面分別就這幾種技術(shù)進(jìn)行闡述。 紅外感光技術(shù)主要以紅外發(fā)射器和紅外接收儀為主體，紅外發(fā)射器內(nèi)部由單片機(jī)控制產(chǎn)生一定規(guī)律的波型信號，驅(qū)動紅外線射管產(chǎn)生紅外線信號。其安裝在處理器上部上，面對著紅外線接收傳感器，并與接收傳感器處在同一高度，當(dāng)

13、垃圾滿而溢出時，擋住紅外光線，安裝在其上面的紅外線發(fā)射器發(fā)出的紅外線沒有被對面的紅外線接收傳感器所接收，使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)知道垃圾滿了，啟動電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)。 壓力傳感技術(shù)由抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器微型膜片，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。傳感器將電信號傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制中心，當(dāng)信號強(qiáng)度達(dá)到一定限度，計(jì)算機(jī)給出命令電機(jī)反向轉(zhuǎn)。電機(jī)

14、技術(shù)主要是雙向旋轉(zhuǎn)，通過CPU控制，把接受的電信號轉(zhuǎn)化為正向和反向兩種模式，而這個電機(jī)的馬力根據(jù)應(yīng)用場所可以靈活設(shè)定，只需要達(dá)到壓縮效果且壓縮的最大壓力與壓力傳感器的極限值相同即可。計(jì)算機(jī)處理技術(shù)主要就是將電信號轉(zhuǎn)化為電動機(jī)命令和蜂鳴器信號，采用通用或?qū)Ｓ肈SP芯片以及其他IC構(gòu)成滿足數(shù)字信號處理任務(wù)要求的目標(biāo)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)信號的處理。將獲取的信號，通過編好的程序來執(zhí)行命令。蜂鳴器技術(shù)是一個聲音發(fā)生器主要采用電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接收命令后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地

15、振動發(fā)聲，命令的傳遞主要由電源的通斷來控制。當(dāng)紅外線信號中斷和壓力傳感器信號持續(xù)同時成立，則計(jì)算機(jī)處理啟動電源，發(fā)出蜂鳴。機(jī)械傳動軸技術(shù)主要由蝸桿或者齒輪和伸縮桿組成，扭力轉(zhuǎn)化軸將電機(jī)的力使伸縮桿打開，對垃圾進(jìn)行壓縮，把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動，利用電動機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推桿動作。通過改變杠桿力臂長度，可以增大或減小行程，但是可以縮小儲存空間。電機(jī)齒輪上的蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，使蝸輪內(nèi)的小絲桿作軸向移動，由連接板帶動限位桿相應(yīng)作軸向移動，至所需行程時，通過調(diào)節(jié)限位塊壓下行程開關(guān)斷電，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)（正反控制相同）。齒輪傳動形式：電機(jī)通過減速齒輪后帶動安裝于內(nèi)管的小絲桿，帶動與之連接一起的做軸向運(yùn)行螺母

16、，至所設(shè)定的行程時螺母觸角壓住限位開關(guān)斷開電源，電機(jī)停止運(yùn)動（反向與之相同）。材料技術(shù)主要是輕質(zhì)合金，選擇硬度高密度小的材料，還有就是太陽能電板材料選擇半導(dǎo)體二極管電板，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。還可以選擇晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，還需要 鋼化玻璃: 其作用為保護(hù)發(fā)電主體（如電池片）。三、作品的實(shí)際應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義（A、C類），作品的使用范圍及推廣前景及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)算（B類）1.使用范圍： 宿舍，辦公樓等室內(nèi)場所。公園。游樂場、

17、馬路街道等室外場所 2.推廣前景：該處理器可以催促人們將垃圾清除，直到垃圾被倒掉才會停止報(bào)警，久而久之就會使人們養(yǎng)成保持衛(wèi)生的好習(xí)慣。對于社會層面來說如果街道旁的垃圾沒有及時得到清除那么影響的將是周圍一群人的健康。那么垃圾處理器可以幫助工人及時了解垃圾桶信息，從而及時將垃圾清除，從而給人們創(chuàng)造了良好的生活工作環(huán)境，現(xiàn)在市場上關(guān)于這類產(chǎn)品沒有研發(fā)，誰先打開市場，必定可以獨(dú)占鰲頭，取得豐厚的利潤。這是一項(xiàng)全新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，盡管技術(shù)都比較平常，但是它的推廣卻是廣大的，不僅能夠使用大地方，而且小地方也能夠適用，我們可以把它大型化，也可以進(jìn)行縮小化，充分利用周圍環(huán)境的空間。由于現(xiàn)階段技術(shù)都已經(jīng)成熟，所以造

18、價不高，完全是高利潤的產(chǎn)品，不用擔(dān)心市場銷量的問題?？梢哉f是各個領(lǐng)域都會用得到的產(chǎn)品，推廣前景十分廣闊。 3.市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)算： 該產(chǎn)品有助于幫助人們保持環(huán)境衛(wèi)生，改善人們生活工作環(huán)境。一但投放到市場上必然會得到廣大人民群眾的歡迎。該產(chǎn)品與國家現(xiàn)代化生態(tài)文明建設(shè)步伐相一致。該產(chǎn)品的長期意義也是顯著的，改善環(huán)境自然會提高人們身體素質(zhì)，可以為國家醫(yī)療事業(yè)減輕負(fù)擔(dān)。同時對于環(huán)衛(wèi)作業(yè)來說，增大了環(huán)衛(wèi)作業(yè)效率從而減少了經(jīng)費(fèi)支出。預(yù)期減少經(jīng)費(fèi)支出至少30%. 4、 年度研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展最終預(yù)期研究成果，有助于理解、評審的現(xiàn)有技術(shù)和參考文獻(xiàn)檢索目錄 一.年度研究計(jì)劃： 2015.4-2015.7 調(diào)

19、研國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 2015.10-2015.11 根據(jù)目前各項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 2015.12-2016.2 制作出產(chǎn)品，并且進(jìn)行性能測驗(yàn)。2016.3-2016.4 優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，撰寫論文。二.參考文獻(xiàn)：一紅外系統(tǒng)參考文獻(xiàn)1. 張玉梅；曲仕茹；白樹林?；趩纹瑱C(jī)控制的多路紅外遙控開關(guān)（The design of the infrared remote-control multi-line switch based on simgle chip microcomputer）。西安工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)。2005/19/4 2 劉君華.智能傳感器系統(tǒng).西安電子科技大學(xué)出版社，1999 3 蔡惟錚主編.數(shù)字電子線路基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1988 4 林爭輝著.電路理論.第1卷.北京：高等教育出版社，1988 5 趙新民.智能儀器原理及設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1991 二 壓力傳感器參考文獻(xiàn) 1 郭強(qiáng); 呂浩杰; 胡國清新型接觸式電容壓力傳感器儀表技術(shù)與傳感器; 2008-03三數(shù)字信號處理器1.Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, John R. Buck : Discrete-Time Signal Processing, Prentice