智能垃圾回收裝置

摘 要：隨著環(huán)境問題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國的發(fā)展主題。近年來，全世界垃圾年均增長速度約為8%，而中國垃圾增長率達到10%以上。如果垃圾不能及時處理或處理不當，就會污染環(huán)境，影響環(huán)境衛(wèi)生，與國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背道而馳。在如此巨大的垃圾壓力下，居民生活垃圾、工業(yè)建設垃圾已成為制約我們經濟可持續(xù)發(fā)展的一大問題。這要求我們高效率的完成垃圾處理工作，但在具體操作中僅垃圾收集這一環(huán)節(jié)就需要大量環(huán)衛(wèi)工人，這樣的模式將耗費許多的人力物力。為了跟上時代的步伐，提高垃圾處理效率，營造一個更加清潔舒適的生活環(huán)境，減少環(huán)衛(wèi)工人的工作負擔，我們將設計一款可以在一定范圍內自動回收垃圾的智能垃圾箱。

關鍵詞：環(huán)保；智能；回收裝置

1 項目設計、發(fā)明的目的

隨著環(huán)境問題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國的發(fā)展主題。近年來，全世界垃圾年均增長速度約為8%，而中國垃圾增長率達到10%以上。如果垃圾不能及時處理或處理不當，就會污染環(huán)境，影響環(huán)境衛(wèi)生。在如此巨大的垃圾壓力下，居民生活垃圾、工業(yè)建設垃圾已成為制約我們經濟可持續(xù)發(fā)展的一大問題。這要求我們高效率的完成垃圾處理工作，但在具體操作中僅垃圾收集這一環(huán)節(jié)就需要大量環(huán)衛(wèi)工人，這樣的模式將耗費許多的人力物力。為了跟上時代的步伐，提高垃圾處理效率，營造一個更加清潔舒適的生活環(huán)境，減少環(huán)衛(wèi)工人的工作負擔，我們將設計一款可以在一定范圍內自動回收垃圾的智能垃圾箱。

2 項目基本思路

按照設計功能的要求確定本系統(tǒng)由6個模塊構成：（1）太陽能蓄電池供電模塊、（2）人體紅外感應及超聲波測距模塊、（3）單片機控制模塊、（4）傳感器及系統(tǒng)自啟動模塊、（5）自動堆放模塊、（6）數(shù)據庫存儲搜索模塊。

其總體電路的結構圖如下：

（MSP430）單片機作為控制器，完成所有的控制功能，包括：

（1）自啟動條件設置裝置；（2）路線識別及規(guī)劃；（3）紅外感應人體與語音提示，超聲波躲避障礙物；（4）兩點間距離測定；（5）對放置垃圾過程進行設定。

2.1 太陽能蓄電池供電模塊

太陽能電池方陣產生的能量輸送到控制器中，再由控制器通過控制太陽能方陣的投入和撤出產生所需要的電壓和電流給蓄電池充電，同時通過蓄電池給負載供電，而在晚上或者陰雨天則完全由蓄電池給負載供電。

2.2 人體紅外感應及超聲波測距模塊

采用專用紅外傳感器探測到人體紅外線光譜的變化，并加載語音提示功能。

向外發(fā)射超聲波，超聲波在介質中傳播，遇到障礙物后反射，產生回波，接收換能器接收回波。時間差t，求出目標障礙物距信號發(fā)射源的距離d，計算公式為：d=vt/2其中，v為超聲波波速（m/s）得到與障礙物之間距離。

2.3 傳感器及系統(tǒng)自啟動模塊

運用光電門及壓力傳感器得到自啟動條件，單片機控制垃圾回收裝置。

2.4 自動堆放模塊

電機驅動回收裝置傾倒垃圾。

2.5 數(shù)據庫存儲搜索模塊

首先將一定區(qū)域道路圖、垃圾回收裝置點輸入數(shù)據庫形成模擬電子地圖，再將點與點之間路線信息存儲于電子地圖中，運用于回收裝置能自行搜索及規(guī)劃路線。

2.6 自動運送垃圾的主要優(yōu)點

（1）安裝即可實現(xiàn)，一天24小時自動控制，節(jié)約人力；（2）運送途中能檢測障礙物位置及智能避障；（3）自動傾倒垃圾及路線往返。

2.7 創(chuàng)新點

（1）實現(xiàn)垃圾箱在一定范圍內自動尋找路線將垃圾運往垃圾回收站；（2）充分利用單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環(huán)境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點；（3）太陽能蓄電池提供動

力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.8 技術關鍵

（1）基于數(shù)據庫自動循跡系統(tǒng)中數(shù)據處理技術；（2）太陽能蓄電池供電模塊帶動電機運轉；（3）邏輯電路對功率的控制達到電機正

反轉產生速度差異現(xiàn)更順利的運輸）；（4）人體熱感應系統(tǒng)觸發(fā)語音提示系統(tǒng)（警報）；（5）倒垃圾采用電機抽底板垃圾自動下落方式；（6）運用模塊化設計，降低系統(tǒng)復雜度，使系統(tǒng)設計、調試和維護等操作簡單化。

3 結束語

本產品利用單片機控制使整個系統(tǒng)智能化，通過滿足啟動條件，使垃圾回收裝置能進行自行回收垃圾，與現(xiàn)在社會普及的固定垃圾箱相比較，此產品減少垃圾回收所消耗人力及時間。且產品使用的太陽能蓄電池綠色環(huán)保，節(jié)約能源，同時為大眾服務。

參考文獻

[1]王瑤瑤.淺談新型自動分類及存儲垃圾裝置[J].市場與經濟，2013（08）：11-12.

[2]王豫煒.城市垃圾回收嵌入式車載系統(tǒng)設計[D].北京化工大學，2013（05）：34-35.

[3]劉暢.南寧交警TETRA數(shù)字集群管理和信息發(fā)布系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京交通大學，2015.

[4]劉福才，劉豐，劉立偉.AVR單片機在太陽能熱水器智能控制器中的應用[J].微計算機信息，1999，4.

作者簡介：阮鑫（1993-），男，漢族，四川省成都市人，西華師范大學計算機學院2013級本科生在讀，研究方向：通信工程。