董龍龍，楊　帆，韓　彬，丁成水

(德州學(xué)院 機電工程學(xué)院，山東 德州 253023)

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垃圾箱綜合管理系統(tǒng)

董龍龍，楊帆，韓彬，丁成水

(德州學(xué)院 機電工程學(xué)院，山東 德州 253023)

可檢測垃圾箱內(nèi)垃圾是否已滿，識別垃圾箱箱內(nèi)溫濕度和氣體狀況，能將所監(jiān)測的信息上傳到電腦上位機顯示的垃圾箱管理系統(tǒng)。漫反射光電傳感器結(jié)合超聲波測距傳感器檢測垃圾是否已滿，溫濕度傳感器檢測溫濕度，MQ-2氣體傳感器檢測垃圾箱內(nèi)的刺激性的氣體或煙霧氣體，USR-C322WiFi傳輸模塊將STC89C52單片機與上位機之間建立數(shù)據(jù)連接。通過上位機軟件，工作人員可以直觀的看到安裝了檢測裝置的垃圾箱是否已滿，以及垃圾箱周圍的溫濕度及氣體狀況，從而制定最合理的清掃路線，最大可能減少垃圾處理方面的人力物力。

垃圾箱；超聲波；太陽能；WiFi傳輸

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，垃圾處理問題越來越成為世界各國最為關(guān)注的問題。節(jié)能減排，節(jié)約資源，保護環(huán)境，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會是時代所趨。有關(guān)資料顯示，中國是垃圾制造大國，我國城市人均垃圾年產(chǎn)量達至440公斤，到2000年，我國生活垃圾年產(chǎn)量已達到1.5億噸，而且每年以8%～10%的速度增長。垃圾箱作為必不可少的城市設(shè)施，如果能實現(xiàn)智能化處理，將節(jié)省大量的人力物力。

1　設(shè)計方案

垃圾箱綜合管理系統(tǒng)在軟硬件設(shè)計上由五部分組成，分別是垃圾檢測模塊，溫濕度檢測模塊，氣體檢測模塊，WiFi傳輸模塊，上位機。上位機應(yīng)用于電腦端，其余四個模塊集成于一體，可安裝在垃圾箱內(nèi)部，用以采集各項數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至上位機。

圖1　設(shè)計方案示意圖

1.1垃圾檢測模塊

由三個漫反射光電傳感器和一個超聲波測距傳感器組成，三個漫反射光電傳感器呈三角形位置排列，分別檢測垃圾箱底部，中部，頂部的垃圾高度，配合超聲波測距傳感器，使測量距離更加準確，當(dāng)垃圾高度達到垃圾箱頂部時，單片機將會通過WiFi傳輸模塊發(fā)送箱滿指令，相關(guān)工作人員可根據(jù)箱滿情況對處于監(jiān)控范圍內(nèi)的垃圾箱清掃路線進行合理安排，避開不需要打掃的垃圾箱，減少行駛距離，從而減少垃圾車的燃油排放。

1.2溫濕度檢測模塊

天氣溫度過高，這時垃圾箱內(nèi)垃圾會有自燃的危險，所以加入了溫濕度檢測模塊，溫度過高，則溫度傳感器報警至上位機，通知工作人員及時處理；濕度過高，說明當(dāng)時環(huán)境不適合裝置運行，裝置將會自動關(guān)機，避免損壞。

1.3氣體檢測模塊

氣體檢測模塊通過傳感器MQ-2檢測垃圾箱內(nèi)的氣體，當(dāng)垃圾箱內(nèi)檢測到刺激性的氣體或煙霧，說明此時垃圾箱內(nèi)已經(jīng)有異味或已有易燃物體燃燒，則通知上位機，環(huán)衛(wèi)工人可以根據(jù)情況及時處理。

1.4WiFi傳輸模塊

WiFi傳輸模塊主要將垃圾檢測模塊，溫濕度檢測模塊，氣體檢測模塊所檢測到的信息經(jīng)過單片機的算法處理后上傳到電腦端上位機顯示。

1.5上位機

上位機可以將從WiFi模塊接收到的信號進行圖像化顯示，相關(guān)工作人員可以根據(jù)上位機所顯示的信息采取有效處理措施。

圖2　上位機軟件

2　應(yīng)用前景

傳統(tǒng)智能垃圾箱多使用電纜供電，無形中造成了電線電力的浪費。使用太陽能供電系統(tǒng)有效地避免了這種弊端。

有效減少垃圾車的出勤頻率，從而降低碳排放、燃油消耗，并緩解環(huán)衛(wèi)工人惡劣的工作環(huán)境。使垃圾打掃更及時，并且可以根據(jù)垃圾箱滿情況對垃圾車進行路線規(guī)劃，使垃圾車行駛里程更短，節(jié)省更多燃油，使垃圾車對環(huán)境的污染降

到最小。

實現(xiàn)了環(huán)衛(wèi)部門對轄區(qū)所有垃圾箱的智能化監(jiān)控，可以統(tǒng)籌安排、綜合策劃垃圾車的運行方案，從多個方面提升城市的節(jié)能減排效果。

檢測裝置體積小，重量輕，外部結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，可在原有的普通垃圾箱基礎(chǔ)上安裝使用。

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Integrated Management System for Garbage Bin

Dong Longlong, Yang Fan, Han Bin, Ding Chengshui

(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,DezhouUniversity,DezhouShandong253023,China)

The system can make detection on whether the garbage bin is full or not, identify the temperature, humidity and gas status of the garbage box. The detected information can be uploaded to the garbage box management system displayed in host computer. Diffuse reflection photoelectric sensor combines with the ultrasonic distance sensor to detect whether the garbage is full or not, the temperature and humidity sensors detects temperature and humidity, the MQ-2 gas sensor detects the stimulus gas or smoke gas, and the USR-C322WiFi transmission module establish a data connection between the STC89C52 MCU and host computer. Through the host computer software, the staff can see whether the garbage bin is full or not which is installed with detection device, know the temperature and humidity around the garbage box and gas conditions so as to make the most reasonable cleaning line and reduce the manpower and resources of waste disposal in maximum possible.

rubbish bin; ultrasonic wave; solar energy; WiFi transmission

2016-04-05

董龍龍(1996- )，男，山東青島人，本科在讀，研究方向：機械電子。

1674- 4578(2016)04- 0016- 01

TP273.5

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