基于51單片機(jī)的智能分類垃圾桶的設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的智能分類垃圾桶的設(shè)計(jì)【摘要】社會(huì)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，科技水平更加發(fā)達(dá)，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(shí)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(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的一個(gè)智能垃圾桶。垃圾桶具有自動(dòng)感應(yīng)的功能和自動(dòng)打開和關(guān)閉箱蓋的功能，使垃圾自己歸納。當(dāng)有人扔垃圾時(shí)可以給出可回收垃圾和不可回收垃圾的語音提示,響應(yīng)還能根據(jù)回答執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)箱蓋的打開和關(guān)閉。利用電渦流傳感器將金屬和非金屬進(jìn)行一些快速的分類。經(jīng)過試用，這個(gè)設(shè)備運(yùn)行簡(jiǎn)單，方便我們?cè)谏钪械睦M(jìn)行處理?！娟P(guān)鍵詞】單片機(jī)；垃圾箱；語音播報(bào)隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，科技越來越加發(fā)達(dá)，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(chǎn)品和設(shè)備也在歷史時(shí)刻出現(xiàn)。在公司、辦公室或家里，垃圾存儲(chǔ)和分類常常會(huì)困擾我們一個(gè)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(huì)散發(fā)出刺鼻的氣味。而醫(yī)院的廢棄物也會(huì)滋生病毒，傳播疾病。與此同時(shí)，垃圾回收廢金屬材料的價(jià)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(fèi)力又不健康，現(xiàn)在很少有人在這個(gè)方面去浪費(fèi)時(shí)間，所以用垃圾桶自動(dòng)開關(guān)垃圾蓋和金屬回收的實(shí)現(xiàn)變得尤為重要。系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)含有單片機(jī)、紅外感應(yīng)裝置，語音接收回復(fù)裝置，電渦流感應(yīng)裝置、電機(jī)設(shè)備、電源電壓等。紅外感應(yīng)裝置、渦流感應(yīng)裝置、語音識(shí)別回應(yīng)裝置都是與單片機(jī)相連接的，都發(fā)送信號(hào)到單片機(jī)。然后單片機(jī)根據(jù)接收的信號(hào)處理后傳給電機(jī)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行過程為：首先紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到是否有人扔垃圾，然后發(fā)送信息到單片機(jī)，單片機(jī)接收到信息后讓語言裝置進(jìn)行語音提醒，然后收到語音回應(yīng)在反送到單片機(jī)，最后單片機(jī)根據(jù)收到的信息使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)框圖硬件方案設(shè)計(jì)感應(yīng)裝置感應(yīng)裝置使用紅外感應(yīng)器hs-sr501。它是使用紅外線進(jìn)行控制的，靈敏高，低電壓工作，用于很多低電壓工作的自動(dòng)控制裝置。語音模塊語音模塊則有語音提醒和語音回復(fù)兩個(gè)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(shí)間是14，聲音清晰，運(yùn)用于很多通訊設(shè)備中。并且里面的信息存放在內(nèi)存器中，可以在沒電的情況下保存很長(zhǎng)時(shí)間。語音回應(yīng)則是用的ld3320模塊。它是一個(gè)有著自動(dòng)語音識(shí)別技術(shù)的芯片。不需要用戶進(jìn)行錄音訓(xùn)練。它能自己動(dòng)態(tài)的識(shí)別語音詞語：就是把一些用到的詞語轉(zhuǎn)化成字符串通過程序輸入芯片里面，然后就可以使用了。內(nèi)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(fēng)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(jìn)行語音識(shí)別和回應(yīng)。電機(jī)部分及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分對(duì)于電機(jī)它的旋轉(zhuǎn)的角度有蠻高的需求，雖然電機(jī)控制簡(jiǎn)單但是控制它的旋轉(zhuǎn)角度還是比較難的，但是使用步進(jìn)電機(jī)就可以滿足本次設(shè)計(jì)的需求。所以本次設(shè)計(jì)就使用步進(jìn)電機(jī)來作為裝置的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。軟件方案設(shè)計(jì)軟件則是用c語言來進(jìn)行編寫程序，紅外感應(yīng)裝置發(fā)現(xiàn)有人扔垃圾時(shí)控制垃圾桶蓋打開，然后通過語言提醒回應(yīng)判斷是否為可回收垃圾，如果是的話就進(jìn)行分類，通過渦流感應(yīng)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(yīng)沒有信號(hào)后，控制垃圾桶蓋關(guān)閉。程序流程如圖1-2所示。圖1-2軟件流程圖熱釋電感應(yīng)子程序設(shè)計(jì)在使用熱電感應(yīng)程序之前應(yīng)該先對(duì)其進(jìn)行初始化處理，就是把感應(yīng)器它的信號(hào)輸出引腳放置為低電平的位置。然后在有人靠近垃圾箱時(shí)，熱釋電傳感器信號(hào)輸出引腳置高電平，否則熱釋電傳感器信號(hào)輸出引腳置低電平。熱釋電感應(yīng)流程如圖1-3所示：圖1-3熱釋電感應(yīng)子程序流程圖語音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)語音識(shí)別模塊先進(jìn)行對(duì)端口和聲音識(shí)別的初始化，完成后開始進(jìn)行檢測(cè)。通過52單片機(jī)它給聲音識(shí)別的模塊的使能信號(hào)為1，不是1的話就一直檢測(cè)使能信號(hào)，不然就判斷有沒有人的聲音傳入進(jìn)模塊，如果有就對(duì)這個(gè)聲音和預(yù)設(shè)的聲音進(jìn)行對(duì)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(shí)別模塊流程圖語音播報(bào)子程序設(shè)計(jì)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(jìn)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(bào)子程序流程圖結(jié)論本文中采用單片機(jī)STC89C52作為主控系統(tǒng)，控制各個(gè)模塊協(xié)調(diào)配合共同完成可自動(dòng)感應(yīng)，給出語音提示并根據(jù)提示自動(dòng)操作分類的智能垃圾箱設(shè)計(jì)。由于時(shí)間問題，本次設(shè)計(jì)略顯倉促，本設(shè)計(jì)雖然已不用手動(dòng)開蓋，并且具備了一些語音功能及簡(jiǎn)單的分類，但離實(shí)現(xiàn)真正智能化還有些距離?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2020(15