智能飲料瓶回收機(jī)設(shè)計(jì)6頁(yè)

1、智能飲料瓶回收機(jī)設(shè)計(jì)作者：付深圳孫運(yùn)強(qiáng)來(lái)源：科技創(chuàng)新與應(yīng)用2015年第36期        摘 要：本系統(tǒng)采用ARM平臺(tái)的C/OS-II系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶(hù)投放的飲料瓶進(jìn)行有償?shù)幕厥?。系統(tǒng)采用基于CAN總線(xiàn)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了主控與被控之間的協(xié)調(diào)工作，采用RFID技術(shù)對(duì)用戶(hù)身份信息的識(shí)別。用戶(hù)在插入身份ID卡后，智能飲料瓶回收機(jī)開(kāi)始工作，對(duì)用戶(hù)投放的飲料瓶進(jìn)行大小的判斷并判斷重量是否在所需范圍之內(nèi)，如果用戶(hù)投放的飲料瓶符合回收的標(biāo)準(zhǔn)，智能回收機(jī)就順時(shí)針?lè)D(zhuǎn)將飲料瓶倒入并計(jì)數(shù)存儲(chǔ)信息，如果不符合回收的標(biāo)準(zhǔn)就逆時(shí)針?lè)D(zhuǎn)倒出，用

2、戶(hù)投放完飲料瓶拔卡時(shí)，智能飲料瓶回收機(jī)把用戶(hù)的信息、所投放飲料瓶的大小跟個(gè)數(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)上傳。        關(guān)鍵詞：ARM；C/OS-II系統(tǒng)；CAN總線(xiàn)；RFID技術(shù)        1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)        圖1給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖，主機(jī)是通過(guò)CAN總線(xiàn)與各個(gè)從機(jī)進(jìn)行信息傳遞的，從機(jī)只跟主機(jī)相互傳遞信息，從機(jī)與從機(jī)之間沒(méi)有任何聯(lián)系，系統(tǒng)的運(yùn)行是以

3、主機(jī)為中心        2 硬件設(shè)計(jì)        （1）CPU：主機(jī)與從機(jī)采用高性能、低成本、低功耗的STM32F10        3系列，STM32是嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核1。        （2）電機(jī)：本系統(tǒng)選擇的是57BYG型兩相混合式步進(jìn)

4、電機(jī)。電流3A，步距角1.8°采用24V電壓供電，軸徑6.35mm，靜力矩1.8NM。        （3）超聲波陣列：本系統(tǒng)采用HY-SRF05超聲波陣列對(duì)飲料瓶的形狀進(jìn)行判斷，本模塊性能穩(wěn)定，測(cè)量精確，使用DC5V供電，感應(yīng)角度小于15°，探測(cè)距離2cm-450cm，精度可達(dá)0.3cm。系統(tǒng)物資識(shí)別采用基于超聲波探測(cè)和稱(chēng)重結(jié)合從而識(shí)別物資（飲料瓶、易拉罐等）形狀的物資識(shí)別裝置，超聲波測(cè)距模塊和稱(chēng)重模塊與處理模塊連接，超聲波測(cè)距模塊識(shí)別飲料瓶長(zhǎng)度和直徑，稱(chēng)重模塊識(shí)別其重量，處理模塊根據(jù)超聲波測(cè)

5、距模塊和稱(chēng)重模塊決定是否是要收取2。系統(tǒng)工作原理框圖如圖2所示。        （4）無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸：采用沈陽(yáng)維恩科技生產(chǎn)的JASK-AVR-NRF        905無(wú)線(xiàn)模塊，此無(wú)線(xiàn)模塊搭載的無(wú)線(xiàn)傳輸芯片是nRF905，它是挪威Nordic公司推出的一款單片機(jī)射頻發(fā)射器芯片，工作于433、868、915MHz3個(gè)ISM頻道，其中國(guó)內(nèi)433頻段可以免費(fèi)使用。在最大發(fā)射功率10dbm的條件下，配置外置鞭狀天線(xiàn)通信距離在300米左右3。無(wú)線(xiàn)

6、傳輸框圖如圖3所示。        （5）用戶(hù)身份ID卡：用戶(hù)身份ID卡采用125KHz的串口讀取R        FID讀卡模塊，讀卡距離最大5cm，靈敏度高，采用嵌入式微控制器先進(jìn)的射頻接收線(xiàn)路，嵌入式微控制器設(shè)計(jì)。        （6）CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)：CAN總線(xiàn)是本系統(tǒng)的靈魂，是主機(jī)與各個(gè)從機(jī)之間進(jìn)行指令、數(shù)據(jù)傳遞的橋梁。本系統(tǒng)用的是STM32自帶的b

7、xCAN，即擴(kuò)展CAN。它支持CAN協(xié)議2.0A和2.0B。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是，以最小的CPU負(fù)荷來(lái)高效處理大量收到的報(bào)文。它也支持報(bào)文發(fā)送的優(yōu)先級(jí)要求（優(yōu)先級(jí)特性可軟件配置）。對(duì)于安全緊要的應(yīng)用，bxCAN提供所有支持時(shí)間觸發(fā)通信模式所需的硬件功能。        3 系統(tǒng)工作流程        用戶(hù)插入卡之后，智能回收機(jī)對(duì)用戶(hù)插入的身份ID卡進(jìn)行有效判斷，如果是有效卡播放語(yǔ)音提示開(kāi)門(mén)，如果不是有效的身份ID卡，則提示無(wú)效；在用戶(hù)投放飲料

8、瓶后對(duì)飲料瓶的形狀大小、重量進(jìn)行判斷，并記錄存儲(chǔ)，如果飲料瓶的重量超出所回收范圍則倒出，在所回收范圍則回收，這樣一直循環(huán)等待用戶(hù)拔出身份ID卡，用戶(hù)拔出身份ID卡之后，智能飲料瓶回收機(jī)會(huì)對(duì)用戶(hù)投放的飲料瓶個(gè)數(shù)與大小信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳到上位機(jī)，智能飲料瓶回收機(jī)關(guān)門(mén)。后臺(tái)管理人員通過(guò)后臺(tái)對(duì)其進(jìn)行結(jié)算。工作流程圖如圖4所示。        4 結(jié)束語(yǔ)        在物資回收過(guò)程中，回收物的識(shí)別主要依靠條碼識(shí)別，如條碼不清楚或已損壞，則會(huì)漏掉

9、一些可回收物，為了改善此種情況，項(xiàng)目組提出基于超聲波探測(cè)的物資識(shí)別裝置的解決辦法，下一步擬采用圖像識(shí)別的方法，利用雙目視覺(jué)原理，識(shí)別回收物的大小、尺寸等，進(jìn)一步提高識(shí)別速度、降低識(shí)別誤判率。        參考文獻(xiàn)        1STM32F103_數(shù)據(jù)手冊(cè)（中文）.信息與通信工程科技專(zhuān)業(yè)資料EB/OL.http：/        ew/f2f7c71c561252d380eb6e91.ht        ml.        2單愛(ài)斌.智能飲料瓶回收機(jī)的設(shè)想及應(yīng)用J.科技資訊，2011，9：36.