向兵 王森

摘要：隨著科技進(jìn)步和時(shí)代發(fā)展，現(xiàn)代人越來越注重個(gè)人體驗(yàn)，彰顯個(gè)性的各種智能生活裝置已經(jīng)逐漸成為居家必備品?，F(xiàn)代科技在推動(dòng)時(shí)代發(fā)展的同時(shí)，也在一定程度上改變著人們的生活和消費(fèi)的習(xí)慣，家居生活現(xiàn)代化是個(gè)必然趨勢(shì)。垃圾桶作為日常生活必不可缺的裝置，也是應(yīng)該隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，越來越智能化，使人們的生活也越來越方便，簡(jiǎn)單。

關(guān)鍵詞：智能：家居生活現(xiàn)代化：垃圾桶

第一章發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年來，隨著科技的發(fā)展越來越多的智能化產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的日常生活中，尤其是2017年至2018年，各種智能化產(chǎn)品層出不窮，正是這樣科技飛速發(fā)展的社會(huì)，使人們的生活變得更加的智能化。由于科技的飛速發(fā)展，家庭必備的垃圾桶也逐漸的變智能化，同時(shí)智能化的垃圾桶也在逐漸替代傳統(tǒng)垃圾桶，出現(xiàn)在小部分人的家中，因此智能化控制的垃圾桶也是智能家居設(shè)備未來發(fā)展的趨勢(shì)之一，其市場(chǎng)價(jià)值，發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?/p>

第二章研究目的

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能化技術(shù)在不斷的深化，智能家居行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也在進(jìn)一步擴(kuò)大，人們更加注重對(duì)設(shè)計(jì)理念、智能創(chuàng)新、交互體驗(yàn)等各方面追求，智能化趨勢(shì)也已經(jīng)開始向各種家居蔓延。通過研究采用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)的智能化垃圾桶產(chǎn)品，使其能夠自動(dòng)感知工作環(huán)境空間狀態(tài)、產(chǎn)品自身狀態(tài)，能夠自動(dòng)控制及接收用戶在手機(jī)上的操控指令。智能垃圾桶作為家庭不可或缺的家居，與住宅內(nèi)其它家電和家居、設(shè)施互聯(lián)組成系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)智能家居功能。

第三章研究意義

1）、促進(jìn)垃圾桶普通化向智能化轉(zhuǎn)型

隨著人們生活水平的提高，科技的飛速發(fā)展及電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)式的垃圾桶無法滿足當(dāng)代年輕人對(duì)生活品質(zhì)的需求，因?yàn)槲覀兯幍臅r(shí)代本身就是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，所以傳統(tǒng)家居已經(jīng)無法滿足當(dāng)代年輕人對(duì)生活品質(zhì)的需求，因此追求智能化、方便、個(gè)性化的家居是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

2）、實(shí)現(xiàn)更環(huán)保、方便、有趣的家居生活

現(xiàn)代家庭離不開垃圾桶，而傳統(tǒng)式的垃圾桶它所放的位置在某些時(shí)候總是不方便的，特別現(xiàn)在大多數(shù)的年輕人在坐著或者躺下后就不愿意再起來將垃圾放入垃圾桶，所以智能垃圾桶橫空出世，在給人們帶來方便的時(shí)候，同時(shí)也給人們帶來了一絲樂趣，使人們有一個(gè)更方便、環(huán)保、有趣的家居生活。

第四章系統(tǒng)功能

1方案設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)思路）

采用STM32為核心處理器，外接紅外感應(yīng)模塊、超聲波模塊、蜂鳴器、電機(jī)、WiFi模塊、液晶顯示、dsl8b20模塊、壓力傳感器。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

采用STM32F103單片機(jī)為主控MCU，通過手機(jī)連接WiFi模塊，使垃圾桶開始移動(dòng)，當(dāng)垃圾桶運(yùn)動(dòng)到人體位置時(shí)，通過紅外感應(yīng)傳送數(shù)據(jù)給MCU，MCU發(fā)出指令給電機(jī)從而使垃圾桶蓋打開，用Risym US-100超聲波測(cè)距模塊對(duì)垃圾桶容量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過ADC0832（A/D轉(zhuǎn)換芯片）對(duì)壓力傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并通過單片機(jī)I/0口將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，從而來判斷是否關(guān)閉垃圾桶蓋，通過超聲波實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而來判斷垃圾桶容量是否超過設(shè)定的容量值，如果超過設(shè)定值，蜂鳴器開始報(bào)警，同時(shí)LCDl2864顯示容量的一行開始閃爍，當(dāng)報(bào)警時(shí)間超過1分鐘時(shí)，蜂鳴器停止報(bào)警。

3、硬件設(shè)計(jì)：

1）、主控CPU：STM32F103屬于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片是意法半導(dǎo)體（sT）公司出品，其內(nèi)核是Cortex M3。該系列芯片按片內(nèi)Flash的大小可分為三大類：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）、最大64K字節(jié)的SRAM。芯片集成定時(shí)器，CAN，ADC，SPI，12C，USB，UART，等多種功能。

2）、超聲波模塊：采用US 100超聲波測(cè)距模塊，可實(shí)現(xiàn)2cm 4.5m的非接觸測(cè)距功能，擁有2.4～5.5v的寬電壓輸入范圍，靜態(tài)功耗低于2mA，自帶溫度傳感器對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行校正，同時(shí)具有GPIO，串口等多種通信方式，內(nèi)帶看門狗，工作穩(wěn)定可靠。

3）、溫控模塊：采用DSl8820這種常用的數(shù)字溫度傳感器，它的接線方便，只占用單片機(jī)的一根I/0口，但時(shí)序要求嚴(yán)格。

4）、A/D轉(zhuǎn)換模塊：采用ADC0832這種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。它能分別對(duì)兩路模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)模一數(shù)轉(zhuǎn)換，可以用在單端輸入方式和差分方式下工作，采用串行通信方式，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。

5）、顯示模塊：采用LCDl2864液晶顯示屏，該顯示控制簡(jiǎn)單，操作方便。

6）、報(bào)警模塊：利用蜂鳴器聲音報(bào)警，可選用HMBl206，5V這種有源蜂鳴器，當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到氣體濃度達(dá)到閾值上限時(shí)，則觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。

7）、壓力傳感器：有兩種傳輸方式，第一種是輸出為HX711自己的數(shù)字信號(hào)，類似于12C通訊，是連接單片機(jī)IO口讀取數(shù)據(jù)的。第二種是串口TTL輸出，可以連接設(shè)備的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可通過USB轉(zhuǎn)TTL數(shù)據(jù)線連接電腦或者其他上位機(jī)通訊。

8）、WiFi模塊：采用ATK EAP8266串口WiFi模塊，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議線，能夠?qū)崿F(xiàn)串口與WiFi之間的轉(zhuǎn)換。

9）、人體紅外感應(yīng)模塊：采用HC-SR501人體傳感器，使用方便，價(jià)格實(shí)惠。