太阳集团tyc官网入口智能垃圾接收箱节制编制硬件策画-机敏云

太阳集团tyc官网入口限造体系硬件局限的选型与打算是全体产物的根蒂，总共性能的杀青都要环绕其举办开辟。本章对智能垃圾接收箱限造体系的硬件举办具体打算。

智能垃圾接收箱运转时，通过扫描模块举办身份识别；身份验证后，限造器启动电机掀开接收门，延续开启 7 秒；用户投放垃圾后，接收门自愿紧闭。超声波模块检测桶内垃圾容量，超越设定值时，限造器发出整理提示。垃圾进入接收箱后，体系称重记实并上传至云端，转换为积分存入用户账户，可用于兑换平日用品。接收箱具备防火性能，烟雾传感器监测气氛质料，高浓度烟雾时发出警报并启动灭火球。

称重传感器是称重体系的环节部件，就寝正在箱体底部。其精准性和安定性是权衡它优劣的决策性成分。采选称重传感器时，要研讨其量程、精度以及输失事势。量程巨细必要研讨多方条目。

遵循体会，称重传感器日常任务正在 30%⁓70%量程周围内，若正在运用时有较猛进攻，称重必要扩充量程。本文打算的智能垃圾接收箱，紧要接收物品为纸张、金属、塑料以及织物，运用经过中不存正在大的进攻，所以选用任务正在量程周围 30%⁓70%的称重传感器即可餍足央求。归纳研讨称重周围、安置情况和经济本钱等条目，本文选用 YZC-516/50kg 传感器，具体参数见表。

超声波传感器模块用于智能垃圾接收箱容量的检测。研讨到运用的简单性和检测的实时性，本文选用非接触式的超声波测距模块对桶内垃圾容量举办丈量。超声波拥有高频率、短波长、对象性好的特质，任务时不受光彩作对太阳集团tyc官网入口，其抗作对性和定位精度较强，正在简单急切的同时精度也能餍足需求。原委调研，智能垃圾接收箱采用 HC-SR04 超声波传感器模块，具体参数如表所示

该传感器有 VCC、trig（限造端）、echo（采纳端）、GND 等引脚（见图 3.3）。VCC和 GND 端口直接贯穿正在电源正负极，限造端和采纳端与处分器的 IO 端口相连。处分器通过限造口发出 10us 以上的高电平信号，发射端发射出超声波信号，碰到方针后反射回来，经受端采纳到超声波信号后，发出低电平信号搁浅计时，读取准时器数值即为测距的时辰，结果通过式（3.2）揣测出传感器与方针物体的隔绝。

将超声波传感器安置正在垃圾桶正上方，遵循超声波撒布时辰揣测获得智能垃圾接收箱顶部与垃圾的隔绝数据，用智能垃圾接收箱顶部到桶底的隔绝减去该数值即为垃圾桶的容量。为了防范垃圾满溢，正在打算时设备阀值，若传感器检测到垃圾桶容量超越该阀值，接收门无法启动，同时上传垃圾满溢音信提示任务职员整理垃圾桶，比及箱体内部清空后，智能垃圾接收箱投放性能再次开启。

光幕传感器智能垃圾接收箱运用钢材成立，为防范用户投放垃圾时被投放门误伤，本文采用光幕传感器举办检测，避免发作安详事项。光幕传感器应用红表线扫描探测时间，让红表线正在高速扫描环境下酿成红表线光幕，当光幕被遮挡时，光幕传感器发出遮光信号，限造接收门搁浅任务，保障用户安详。本打算选用 BX87OJS25-16 安详光幕传感器，全部参数见表 。

将光幕传感器固定正在接收箱顶部，光幕的一边发射多条红表线，另一边经受红表线酿成光幕，光幕传感器的输出通过限造器驱动接收门限造体系。若是红表线发射端和采纳端中心无艰难，采纳规则在收到光信号后输出低电平，此时接收门限造体系平常运作；若是用户将手伸入光幕内（如图 3.4），采纳端收不到信号，内部电道输出高电平，此时正正在紧闭的接收门从头掀开，从而护卫用户的安详。

为了防范正在密闭情况下发作火警，智能垃圾接收箱中打算了 MQ-2 型烟雾传感器（如图 3.5 所示），该传感器属于表观离子式半导体，任务安定、智慧度高、反响疾，对付有刺激性非可燃性烟雾的作对有着杰出的屈膝性，被普遍运用于消防体系。

MQ-2 的电道图如图 3.6 所示，将其贯穿正在 5V 电源上，当箱体内部发生烟雾时，传感器与其接触会激励表观导电率的转化，烟雾越浓导电率越大，输出的信号就越大。当烟雾浓度较高输出高于预订电压时，信号为低电平，LED 亮并报警，同时灭火球装备启动举办灭火处分。

智能垃圾接收箱主限造器模块主限造器是全体硬件体系的中央，为了也许更好地杀青产物性能，选用低功耗、高机能的限造芯片至合主要。目前墟市上单片机类型繁多，正在研讨 51 单片机、PLC、AVR 单片机以及 STM 单片机后，主限造器选用 STM32 单片机。STM32 单片机接口足够，机能好、本钱低，除了拥有高度集成和易开辟的利益表，其独有的 ARM Cortex-M[48]打算也使其能更安定的任务。

此表，该款产物可能移用芯片供应商所供应的固件库，大大缩短开辟周期。正在 STM32 系列单片机中，经归纳研讨，主限造器采用 STM32F103ZET6 型号（如图 3.7），芯片采用 QFP 封装，任务电压正在 2V 至 3.6V，属于 ARM Cortex-M3 系列，该款微处分器该芯片主常常率 72MHz，有 512Kb 的 FLASH 和高达 96Kb 的 SRAM空间；拥有上电和断电复位，4-16MHz 的晶体振荡器；拥有足够的 IO 端口和片表里设，包括 2 个 I2C，3 个 12 位 ADC，4 个通用的 16 位准时器，2 个 PWM 准时器，含有 SDIO、SPI、USART、CAN 等通讯接口，首肯限造器以串行办法与种种**设置举办通讯。

（4）顺应性强：任务情况温度正在-40℃~+85℃或者-40℃~+105℃，这保障了它可能正在寒冬酷热的时节安定任务，齐全适合本打算所需央求；

基于以上利益，选用 STM32F103ZET6 举动中央限造器齐全餍足本打算所要杀青的需求。3.4 智能垃圾接收箱显示器及扫描模块3.4.1 显示模块研讨到智能垃圾接收箱用户中暮年人有必定占比，为了帮帮暮年人更好地运用本产物，并研讨到让用户正在阴雨情况下更好的操作本产物，采用触摸显示屏举动体系的显示模块。

目前墟市中常见的显示屏紧要有 LED、LCD、OLED 等三种显示屏，此中 LED显示屏因屏幕太大不正在本打算研讨周围；LCD 运用液晶资料，功耗低、像素集成度高，被普遍运用于电子设置；而 OLED 显示屏像素集成度高、更轻、反响更疾，机能最好，但研讨到经济性，正在不影响运用性能环境下采选 5 寸（800×480 像素）的 LCD电容式液晶屏举动显示器。STM32 限造器设备有 FSMC 总线可能直接贯穿 LCD，对LCD 显示屏举办处置。

用户可通过显示屏上的提示环节，采选相应的接收门举办垃圾投放，投放收场后，显示屏上会显示本次投放垃圾的重量并提示用户本次操作收场。3.4.2 扫描模块为了也许疾速验证客户身份，本文的打算采用“一户一码”计划，即每家用户通过二维码绑定身份，智能垃圾接收箱上设备一款适当的扫描头模块，正在运用时扫描二维码即可。选用兴通 XT2003C 二维码扫描模块，可能读取各式介质的一维码、二维码，如纸质、标签、手机屏幕等。

（7）内置蜂鸣器，扫描时同步发声；这些利益使得其正在种种条目下均能平常任务，用户只需出示二维码，体系通过扫描头举办身份的识别，验证得胜后，即可举办垃圾投放，淘汰操作流程，节俭用户时辰。

语音模块语音模块与显示屏互相配合辅帮用户更好的运用智能垃圾接收箱，本文打算的体系选用 DY-SV17F 模块杀青语音播报性能。该模块正在 5V 电压下任务，支撑 IO 分段触发、UART 串口限造等多种任务形式，可能直接驱动 3⁓5W 的喇叭，也支撑 UART串口限造语音播报。

STM32 限造器通过 GPIO 与该模块贯穿，通过 IO 触发的办法杀青语音播报提示，辅帮用户准确投放垃圾。3.5 智能垃圾接收箱通讯模块通讯模块的效率使得智能垃圾接收箱拥有和云端举办音信交互的才略。对设置与云端的通讯办法举办了调研，紧要办法有 WIFI 通讯、GPRS 通讯以及 4G DTU 通讯。此中，WIFI 通讯因为周围的范围性不予采用；GPRS 与 4G DTU 均采用转移搜集举办长隔绝数据传输，但 4G DTU 的传输速率更疾，兼容性更好，所以，本打算采用DTU 举动本体系的无线传输模块。

DTU，即数据传输单位，诈欺 4G 搜集，将串口数据转为 IP 数据与长途效劳器举办数据交互的设置。4G DTU 拥有搜集笼盖周围广太阳集团tyc官网入口、安详机能好、传输疾的特质。其通讯道理如图 3.8 所示，限造器对各式传感器举办数据收罗，同时通过 DTU 模块将这些数据音信举办转换并通过 4G 搜集上传到效劳器，杀青设置与云端的通讯。

本文采取 DTU 的型号为 GR515，全部参数见表 3.5。该模块正在任务时可能直接贯穿效劳器传输数据。

摄像头与 DTU 模块通过网线举办贯穿，这种办法的利益正在于获取的监控音信可能直接上传到效劳器，无需原委主控体系，节俭开辟时辰。当运用现场浮现题目时，任务职员可能第临时间移用监控通晓环境，避免浮现无意。

智能垃圾接收箱的接收门采用自愿化限造，接收门的自愿任务道理如图 3.10 所示，当用户触发感到开合时太阳集团tyc官网入口，限造器下达开/合指令给驱动装备，驱动局限动员传动机构限造门的开合。

（1）当用户采选智能垃圾接收箱举办投放时，传动机构实践号召，电机正转，来到开门限位开合地位电机搁浅；（2）接收门开启恭候 7 秒后起初紧闭，电机反转，来到合门限位开合，电机搁浅；

（3）接收门开启时辰内，若是有物品进出，体系将从头恭候，直至 7 秒内无物品感到；接收门才再次紧闭，确保用户人身安详；

（4）开合门经过中，电机速率从 0 起初加快到最高速率 v，短时辰后起初减速结果以超低速运动到搁浅位，淘汰门框碰撞。遵循体系打算央求，采用步进电机和行程开合来杀青自愿开合门性能。此中步进电机用于限造接收门的启闭，按下按键，步进电机启动动员接收门开启；行程开合，又称限位开合，本文采选滚轮式 LX19-001/111 行程开合，担任束缚接收门运动地位，确保电机限造的自愿门来到必定地位后自愿搁浅。步进电机正在采选时必要研讨其步距角以及扭矩，步距角越幼稳固性越好。

通过对电机扭矩以及转速公式的认识，采用驱动器型号为 TB6600 的 42BYGH34型步进电机（如图 3.11 贯穿），体积幼，噪音低，全部参数见表

直流电机采选为最大化诈欺智能垃圾接收箱的容积，接收箱打算了自愿压缩性能，通过直流电机驱动的压缩机构对接收物举办压缩处分，抵达升高接收箱空间诈欺率的成就。研讨到压缩机构运动时速率不宜过高，以及差别接收物品压缩时所需的压力差别，采选DT57BL54-240 型无刷直流电机。

电源模块为限造器、传感器模块、电机局限供应安定电源。差别的模块对付与电源电压的央求也不尽无别，大家半采用 3.3V 电压，局限模块采用 5V 和 12V 电压。体系采用的主限造器、超声波传感器、GPS 定位运用 3.3V 电源电压，称重传感器、烟雾传感器、显示器和扫描模块运用 5V 电压，光幕传感器、通讯模块和监控模块运用 12V 电压，电机运用 24V 电压。

因而针对差别电压需求打算电源电平转换电道。本打算采用市电举动表接电源，运用 AP24N03-Zero AC/DC 模块，将 220V 互换电转为 24V 直流电以供直流电机运转，打算图如图 3.12，此中，FUSE 是限流 1A 的保障丝。

本文紧要磋议了智能垃圾接收箱限造体系硬件，采用STM32单片机举动主限造器，并采选了实用于硬件体系的传感器。陈说了智能垃圾接收箱的性能杀青形式。正在箱门中打算了光幕传感器，与防夹手机构协同阐明效率，升高了垃圾投放的安详性。返回搜狐，查看更多