基于物聯(lián)網(wǎng)的消防垃圾桶的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、 基于物聯(lián)網(wǎng)的消防垃圾桶的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們的生活越來(lái)越豐富多彩，因此也產(chǎn)生了大量的垃圾。垃圾桶越來(lái)越成為我們生活中比不缺少的一部分，而火災(zāi)，更是危害人類(lèi)社會(huì)的災(zāi)難。垃圾桶的著火問(wèn)題也頗為嚴(yán)重，垃圾桶的消防問(wèn)題更是沒(méi)有得出完善的解決方案。我們基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)的這款垃圾桶，它由倉(cāng)儲(chǔ)模塊、供電模塊、控制模塊和消防模塊四部分組成。它的cpu以一塊12stc89c52單片機(jī)作為控制芯片，實(shí)現(xiàn)垃圾桶各方面模塊的正常工作。以太陽(yáng)能電池作為電源，節(jié)能環(huán)保。這款垃圾桶主要的滅火措施是滅火劑（水）。它的消防模塊由數(shù)據(jù)收集子模塊，對(duì)火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并且由wifi模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)庫(kù)

2、等系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警，這讓火災(zāi)造成的社會(huì)危害和人員傷害降低到最低點(diǎn)，同時(shí)有效降低了成本。關(guān)鍵詞：12stc89c52 wifi 滅火劑0引言在日常生活中，垃圾桶隨處可見(jiàn)。垃圾桶在我們?nèi)粘Ｉ钪杏兄匾淖饔?。通過(guò)調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，目前可燃垃圾的數(shù)量在上升。這一現(xiàn)狀增添了產(chǎn)生火災(zāi)的條件，讓垃圾桶發(fā)生火災(zāi)事件越來(lái)越多。市面上也出現(xiàn)了很多防火材質(zhì)制作的垃圾桶，還有許多防火滅火裝備，比如給垃圾桶配備滅火器。但是，市面上許多垃圾桶的滅火裝置有局限性大，成本較高等缺點(diǎn)，這也導(dǎo)致了大部分垃圾桶并未配備合理有效的消防裝置，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防人員滅火不及時(shí)，這會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。本文設(shè)計(jì)的垃圾桶是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研

3、發(fā)的。它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，將火災(zāi)消滅在萌芽階段，并且將火情數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)；后臺(tái)根據(jù)數(shù)據(jù)分析，判斷火情的嚴(yán)重程度，并向有關(guān)工作人員發(fā)出不同層次的警報(bào)。1.消防垃圾桶的系統(tǒng)組成及其功能1.1 消防模塊消防垃圾桶最重要的模塊是消防模塊。消防模塊有蜂鳴器，熱傳感器，煙霧傳感器，儲(chǔ)液罐，出液水頭和滅火劑等組成要素。這些要素通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，組成了最重要的消防模塊。偵探到火苗，消滅火情，將火災(zāi)造成的損失降低到最低點(diǎn)是本設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。消防模塊的工作原理是各類(lèi)傳感器檢測(cè)垃圾桶內(nèi)部環(huán)境，并且將信號(hào)發(fā)送到中央控制系統(tǒng)和wifi模塊。當(dāng)遇到溫度和煙霧濃度升高，傳感器會(huì)將異常信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，控制系統(tǒng)給予反饋

4、，并且控制滅火部件進(jìn)行滅火，讓蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，讓周?chē)罕娫砘馂?zāi)發(fā)生地，避免群眾受到傷害。滅火后，垃圾桶的異常數(shù)據(jù)通過(guò)wifi模塊傳送火情信號(hào)和垃圾桶地理位置，并且通過(guò)服務(wù)器傳入數(shù)據(jù)庫(kù)；后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)可視化后，發(fā)起初級(jí)警報(bào)，通知附近工作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次檢測(cè)。與此同時(shí)，傳感器繼續(xù)檢測(cè)垃圾桶內(nèi)部環(huán)境，如果發(fā)現(xiàn)火情有復(fù)燃的跡象，甚至并未完全熄滅，數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸信號(hào)后，后臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理發(fā)起緊急警報(bào)，通知附近工作人員立刻趕往垃圾桶的位置，進(jìn)行人工滅火。消防模塊有沙子，水等常用滅火劑。儲(chǔ)藏滅火劑的儲(chǔ)液罐分布在垃圾桶空間內(nèi)部的兩側(cè)，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出滅火指令，儲(chǔ)液罐水頭的電子閥門(mén)開(kāi)啟，

5、滅火劑全部倒出，進(jìn)行滅火。1.2 倉(cāng)儲(chǔ)模塊倉(cāng)儲(chǔ)模塊儲(chǔ)存垃圾，占據(jù)垃圾桶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一半空間。本設(shè)計(jì)垃圾桶的垃圾儲(chǔ)存內(nèi)膽的材料采用市面上耐腐蝕耐高溫，不易燃燒的材料。根據(jù)室內(nèi)外不同環(huán)境，垃圾桶的內(nèi)膽儲(chǔ)存容量也有不同的設(shè)計(jì)。在室內(nèi)，垃圾桶的容量較小，而室外，垃圾桶的容量較大。工作人員清理垃圾的時(shí)候，只需要將艙門(mén)打開(kāi)，更換垃圾桶內(nèi)膽即可。1.3 中央控制系統(tǒng)模塊中央控制系統(tǒng)是消防垃圾桶的大腦，它控制著垃圾桶本體的各種模塊。消防垃圾桶的cup是型號(hào)為12stc89c52電壓為5v的單片機(jī)。單片機(jī)在接收到消防模塊的特殊信號(hào)后發(fā)出指令，打開(kāi)儲(chǔ)液罐水頭的電磁閥門(mén)，放出滅火劑，并且將異常信號(hào)發(fā)送到wifi模塊，

6、wifi模塊遠(yuǎn)距離發(fā)送數(shù)據(jù)。中央控制系統(tǒng)還控制供電模塊的供電量，讓各種模塊能夠在各種不同的情況下工作。1.4 供電模塊消防垃圾桶的供電模塊根據(jù)垃圾桶本體所處位置不同，有不同的方案。本文設(shè)計(jì)了三種方案。第一種是采用md-hsm-no1的太陽(yáng)能電池板和20000（mah）容量的鋰電池，這種方案適合垃圾桶在室外并且離民用供電位置遠(yuǎn)的情況。第二種方案是太陽(yáng)能電池板，鋰電池和外接有線電接口，能夠接受外部電能，這種方法適合太陽(yáng)日照量不足或者垃圾桶位置處于方便接收外部電量的位置。第三種方案是鋰電池和外部電量接口，適用于室內(nèi)，垃圾桶可以直接使用民用電。供電模塊配備太陽(yáng)能電池板，節(jié)能環(huán)保，還能夠降低成本。2 垃

7、圾桶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 數(shù)據(jù)收集傳輸模塊數(shù)據(jù)收集傳輸模塊根據(jù)實(shí)地條件不同選用wifi或gprs模塊。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將布置在公共場(chǎng)合的消防垃圾桶和后臺(tái)服務(wù)器連接起來(lái)，能夠讓垃圾桶的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)。垃圾桶如果在較密集的地方，本設(shè)計(jì)初步選用esp8266的wifi模塊，如果在室內(nèi)各個(gè)樓層，本設(shè)計(jì)選擇了無(wú)線組網(wǎng)。而當(dāng)垃圾桶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，本設(shè)計(jì)選用gprs模塊。2.2 后臺(tái)服務(wù)器服務(wù)器，在本設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，有很重要的地位。它的作用是接收客戶端的請(qǐng)求，處理和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。服務(wù)器端接收客戶端的數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理和對(duì)客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且將計(jì)算處理后的結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，能夠

8、讓工作人員查看日常數(shù)據(jù)方便垃圾桶維護(hù)。本設(shè)計(jì)的消防垃圾桶在整個(gè)系統(tǒng)中充當(dāng)?shù)氖强蛻舳四K。當(dāng)消防垃圾桶內(nèi)有火情出現(xiàn)，垃圾桶內(nèi)的wifi模塊會(huì)向服務(wù)器發(fā)送異常數(shù)據(jù)，服務(wù)器處理后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給警報(bào)系統(tǒng)，通知工作人員趕往現(xiàn)場(chǎng)。2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用搭建數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)后續(xù)開(kāi)發(fā)和研究有重大意義。服務(wù)器搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存。數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)后，這方便了工作人員查詢數(shù)據(jù)，對(duì)不同時(shí)期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比等工作，更好的避免了火災(zāi)的發(fā)生。數(shù)據(jù)庫(kù)可以讓有關(guān)研究人員方便獲取火災(zāi)數(shù)據(jù)，還可以為后續(xù)設(shè)備的更新和完善提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.結(jié)語(yǔ)目前垃圾桶的消防問(wèn)題并未得到更好的解決方案。本設(shè)計(jì)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控垃圾桶，對(duì)垃圾桶內(nèi)各種條件進(jìn)行分析，這可以減少火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)垃圾桶發(fā)生火災(zāi)，垃圾桶會(huì)將火災(zāi)的數(shù)據(jù)快速傳入服務(wù)器，服務(wù)器通知工作人員趕往現(xiàn)場(chǎng)，能夠及時(shí)減少火災(zāi)造成的損失。同時(shí)，本