基于51單片機的智能分類垃圾桶的設計

基于51單片機的智能分類垃圾桶的設計【摘要】社會現(xiàn)代化的不斷推進，科技水平更加發(fā)達，我們生活水平也顯著提高了，而且城市化水平也增高了，同時也給我們帶來了很多麻煩，日常垃圾越來越多而且處理垃圾卻不是很理想。本論文主要是使用單片機進行設計和制作的一個智能垃圾桶。垃圾桶具有自動感應的功能和自動打開和關閉箱蓋的功能，使垃圾自己歸納。當有人扔垃圾時可以給出可回收垃圾和不可回收垃圾的語音提示,響應還能根據回答執(zhí)行動作，實現(xiàn)箱蓋的打開和關閉。利用電渦流傳感器將金屬和非金屬進行一些快速的分類。經過試用，這個設備運行簡單，方便我們在生活中的垃圾進行處理?！娟P鍵詞】單片機；垃圾箱；語音播報隨著社會現(xiàn)代化進程的發(fā)展，科技越來越加發(fā)達，我們的生活水平也跟著提高了，也開始追求健康、和諧的生活方式，重視我們周邊的生活衛(wèi)生。因此，環(huán)保產品和設備也在歷史時刻出現(xiàn)。在公司、辦公室或家里，垃圾存儲和分類常常會困擾我們一個問題。公共廚房和家庭廚房的垃圾大多都沒有蓋或蓋子，但需要用手打開，比如夏天的家廚房沒能清理垃圾桶里的垃圾，會散發(fā)出刺鼻的氣味。而醫(yī)院的廢棄物也會滋生病毒，傳播疾病。與此同時，垃圾回收廢金屬材料的價值也很高。但目前，回收廢金屬材料主要是采用人工分類。由于許多材料如廢金屬和廢料混合在一起使其回收工作既費力又不健康，現(xiàn)在很少有人在這個方面去浪費時間，所以用垃圾桶自動開關垃圾蓋和金屬回收的實現(xiàn)變得尤為重要。系統(tǒng)總體分析與設計總體方案設計方案設計含有單片機、紅外感應裝置，語音接收回復裝置，電渦流感應裝置、電機設備、電源電壓等。紅外感應裝置、渦流感應裝置、語音識別回應裝置都是與單片機相連接的，都發(fā)送信號到單片機。然后單片機根據接收的信號處理后傳給電機使其轉動。運行過程為：首先紅外感應裝置感應到是否有人扔垃圾，然后發(fā)送信息到單片機，單片機接收到信息后讓語言裝置進行語音提醒，然后收到語音回應在反送到單片機，最后單片機根據收到的信息使電機轉動。結構框圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)框圖硬件方案設計感應裝置感應裝置使用紅外感應器hs-sr501。它是使用紅外線進行控制的，靈敏高，低電壓工作，用于很多低電壓工作的自動控制裝置。語音模塊語音模塊則有語音提醒和語音回復兩個方面組成。語音提醒使用的是isd4004模塊。它的工作電壓是3v，錄音時間是14，聲音清晰，運用于很多通訊設備中。并且里面的信息存放在內存器中，可以在沒電的情況下保存很長時間。語音回應則是用的ld3320模塊。它是一個有著自動語音識別技術的芯片。不需要用戶進行錄音訓練。它能自己動態(tài)的識別語音詞語：就是把一些用到的詞語轉化成字符串通過程序輸入芯片里面，然后就可以使用了。內置高精度A/D和D/A通道：不用再加上ad芯片，在芯片上接入麥克風就行了；這樣就能播放聲音，里面還有500mv的放大器，可以很好的進行語音識別和回應。電機部分及其驅動電機部分對于電機它的旋轉的角度有蠻高的需求，雖然電機控制簡單但是控制它的旋轉角度還是比較難的，但是使用步進電機就可以滿足本次設計的需求。所以本次設計就使用步進電機來作為裝置的動力驅動。軟件方案設計軟件則是用c語言來進行編寫程序，紅外感應裝置發(fā)現(xiàn)有人扔垃圾時控制垃圾桶蓋打開，然后通過語言提醒回應判斷是否為可回收垃圾，如果是的話就進行分類，通過渦流感應裝置判斷是否為金屬。否則就把它放入不可回收的垃圾位置。然后紅外感應沒有信號后，控制垃圾桶蓋關閉。程序流程如圖1-2所示。圖1-2軟件流程圖熱釋電感應子程序設計在使用熱電感應程序之前應該先對其進行初始化處理，就是把感應器它的信號輸出引腳放置為低電平的位置。然后在有人靠近垃圾箱時，熱釋電傳感器信號輸出引腳置高電平，否則熱釋電傳感器信號輸出引腳置低電平。熱釋電感應流程如圖1-3所示：圖1-3熱釋電感應子程序流程圖語音識別模塊設計語音識別模塊先進行對端口和聲音識別的初始化，完成后開始進行檢測。通過52單片機它給聲音識別的模塊的使能信號為1，不是1的話就一直檢測使能信號，不然就判斷有沒有人的聲音傳入進模塊，如果有就對這個聲音和預設的聲音進行對比分析，通過分析得出是可回收垃圾聲音的話，可回收垃圾的引腳就置為1，否則不可回收引腳置1。圖1-4語音識別模塊流程圖語音播報子程序設計先向語音模塊1X發(fā)送上電（powervp）的qp0x20命令，然后在等待50ms后，在繼續(xù)發(fā)送播放地址的setplay的命令，之后發(fā)送PLAY命令即0XE0，這樣語音模塊開始從放音地址來進行聲音播放。語音播放的流程如圖1-5所示：圖1-5語音播報子程序流程圖結論本文中采用單片機STC89C52作為主控系統(tǒng)，控制各個模塊協(xié)調配合共同完成可自動感應，給出語音提示并根據提示自動操作分類的智能垃圾箱設計。由于時間問題，本次設計略顯倉促，本設計雖然已不用手動開蓋，并且具備了一些語音功能及簡單的分類，但離實現(xiàn)真正智能化還有些距離?！緟⒖嘉墨I】[1]吳杭,趙川東,吳成玉,林欽陽,楊嘉琦,王曉平.語音控制智能分類垃圾桶的設計與實現(xiàn)[J].安徽電子信息職業(yè)技術學院學報,2020,19(06):20-23.[2]趙彪,趙驥,劉天奇,王楠.基于Arduino智能分類垃圾桶的設計與實現(xiàn)[J].電子世界,2020(15