摘 要：隨著環(huán)境問(wèn)題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國(guó)的發(fā)展主題。近年來(lái)，全世界垃圾年均增長(zhǎng)速度約為8%，而中國(guó)垃圾增長(zhǎng)率達(dá)到10%以上。如果垃圾不能及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就會(huì)污染環(huán)境，影響環(huán)境衛(wèi)生，與國(guó)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(shè)垃圾已成為制約我們經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一大問(wèn)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(fèi)許多的人力物力。為了跟上時(shí)代的步伐，提高垃圾處理效率，營(yíng)造一個(gè)更加清潔舒適的生活環(huán)境，減少環(huán)衛(wèi)工人的工作負(fù)擔(dān)，我們將設(shè)計(jì)一款可以在一定范圍內(nèi)自動(dòng)回收垃圾的智能垃圾箱。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；智能；回收裝置

1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的

隨著環(huán)境問(wèn)題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國(guó)的發(fā)展主題。近年來(lái)，全世界垃圾年均增長(zhǎng)速度約為8%，而中國(guó)垃圾增長(zhǎng)率達(dá)到10%以上。如果垃圾不能及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就會(huì)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(shè)垃圾已成為制約我們經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一大問(wèn)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(fèi)許多的人力物力。為了跟上時(shí)代的步伐，提高垃圾處理效率，營(yíng)造一個(gè)更加清潔舒適的生活環(huán)境，減少環(huán)衛(wèi)工人的工作負(fù)擔(dān)，我們將設(shè)計(jì)一款可以在一定范圍內(nèi)自動(dòng)回收垃圾的智能垃圾箱。

2 項(xiàng)目基本思路

按照設(shè)計(jì)功能的要求確定本系統(tǒng)由6個(gè)模塊構(gòu)成：（1）太陽(yáng)能蓄電池供電模塊、（2）人體紅外感應(yīng)及超聲波測(cè)距模塊、（3）單片機(jī)控制模塊、（4）傳感器及系統(tǒng)自啟動(dòng)模塊、（5）自動(dòng)堆放模塊、（6）數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)搜索模塊。

其總體電路的結(jié)構(gòu)圖如下：

（MSP430）單片機(jī)作為控制器，完成所有的控制功能，包括：

（1）自啟動(dòng)條件設(shè)置裝置；（2）路線識(shí)別及規(guī)劃；（3）紅外感應(yīng)人體與語(yǔ)音提示，超聲波躲避障礙物；（4）兩點(diǎn)間距離測(cè)定；（5）對(duì)放置垃圾過(guò)程進(jìn)行設(shè)定。

2.1 太陽(yáng)能蓄電池供電模塊

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

2.2 人體紅外感應(yīng)及超聲波測(cè)距模塊

采用專用紅外傳感器探測(cè)到人體紅外線光譜的變化，并加載語(yǔ)音提示功能。

向外發(fā)射超聲波，超聲波在介質(zhì)中傳播，遇到障礙物后反射，產(chǎn)生回波，接收換能器接收回波。時(shí)間差t，求出目標(biāo)障礙物距信號(hào)發(fā)射源的距離d，計(jì)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(dòng)模塊

運(yùn)用光電門(mén)及壓力傳感器得到自啟動(dòng)條件，單片機(jī)控制垃圾回收裝置。

2.4 自動(dòng)堆放模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)回收裝置傾倒垃圾。

2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)搜索模塊

首先將一定區(qū)域道路圖、垃圾回收裝置點(diǎn)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)形成模擬電子地圖，再將點(diǎn)與點(diǎn)之間路線信息存儲(chǔ)于電子地圖中，運(yùn)用于回收裝置能自行搜索及規(guī)劃路線。

2.6 自動(dòng)運(yùn)送垃圾的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）安裝即可實(shí)現(xiàn)，一天24小時(shí)自動(dòng)控制，節(jié)約人力；（2）運(yùn)送途中能檢測(cè)障礙物位置及智能避障；（3）自動(dòng)傾倒垃圾及路線往返。

2.7 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)垃圾箱在一定范圍內(nèi)自動(dòng)尋找路線將垃圾運(yùn)往垃圾回收站；（2）充分利用單片機(jī)具有體積小、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)；（3）太陽(yáng)能蓄電池提供動(dòng)

力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.8 技術(shù)關(guān)鍵

（1）基于數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)循跡系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理技術(shù)；（2）太陽(yáng)能蓄電池供電模塊帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；（3）邏輯電路對(duì)功率的控制達(dá)到電機(jī)正

反轉(zhuǎn)產(chǎn)生速度差異現(xiàn)更順利的運(yùn)輸）；（4）人體熱感應(yīng)系統(tǒng)觸發(fā)語(yǔ)音提示系統(tǒng)（警報(bào)）；（5）倒垃圾采用電機(jī)抽底板垃圾自動(dòng)下落方式；（6）運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)等操作簡(jiǎn)單化。

3 結(jié)束語(yǔ)

本產(chǎn)品利用單片機(jī)控制使整個(gè)系統(tǒng)智能化，通過(guò)滿足啟動(dòng)條件，使垃圾回收裝置能進(jìn)行自行回收垃圾，與現(xiàn)在社會(huì)普及的固定垃圾箱相比較，此產(chǎn)品減少垃圾回收所消耗人力及時(shí)間。且產(chǎn)品使用的太陽(yáng)能蓄電池綠色環(huán)保，節(jié)約能源，同時(shí)為大眾服務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：阮鑫（1993-），男，漢族，四川省成都市人，西華師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2013級(jí)本科生在讀，研究方向：通信工程。