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        基于單片機(jī)的垃圾壓縮傳感蓋

        2021-02-01 08:30:16儲(chǔ)濤濤陶彥輝閆天生謝德成
        科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊 2021年2期
        關(guān)鍵詞:單片機(jī)

        冀 衡,儲(chǔ)濤濤,陶彥輝,閆天生,謝德成

        (安徽新華學(xué)院,安徽 合肥 230088)

        1.引言

        隨著生活水平的提高,人們對生活的關(guān)注不僅在于食品安全健康、交通便利,還在于自身生活環(huán)境水平的提升,但由此產(chǎn)生的日益增多的垃圾散亂堆積在一起,不僅占用很多的土地,而且會(huì)產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì),污染空氣、水源,對人們的健康造成威脅。如何處理垃圾成為問題,本項(xiàng)目使用的新型垃圾桶蓋不僅可以將垃圾壓縮,還可以讓用戶通過手機(jī)了解垃圾桶內(nèi)的垃圾狀況,方便用戶的清潔工作并緩解公共垃圾處理帶來的壓力,有利于美化環(huán)境,成本不高且適用范圍廣。

        本項(xiàng)目的初衷是給人們的生活帶來舒適便利,提高人們的生活質(zhì)量,產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于生活中,具有很高的實(shí)用價(jià)值。

        研究還有難點(diǎn)和需要擬解決的關(guān)鍵問題,首先需要開發(fā)APP,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測垃圾桶的滿減情況,以及與有關(guān)部門達(dá)成合作,將壓縮好的垃圾回收。其次是關(guān)于STMS2 無線GPRS的傳輸數(shù)據(jù)等設(shè)計(jì)。對于這些情況,只能通過大量的試驗(yàn)逐步完善產(chǎn)品。擬解決的關(guān)鍵問題有以下幾個(gè):如何讓壓縮桿準(zhǔn)確壓縮,App的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)更新以及如何使單片機(jī)與手機(jī)結(jié)合讓使用者可以時(shí)刻了解垃圾的情況,如何讓產(chǎn)品適用于不同場所。

        2.工作原理

        圖1 單片機(jī)

        圖2 紅外線的傳遞信息

        壓縮桿可伸縮,自動(dòng)調(diào)節(jié)出最好的壓縮方式,可以通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,控制垃圾高度并對多個(gè)垃圾桶的情況進(jìn)行了解,通過紅外線等傳感器將垃圾位置數(shù)據(jù)化收集至采集卡,傳輸?shù)街醒胩幚砥鰿PU,CPU將數(shù)據(jù)傳送到GPRS模塊再將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分類和處理,便于手機(jī)APP對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。實(shí)現(xiàn)電源模塊、STM32單片機(jī)模塊、傳感器模塊、GPRS模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和APP界面顯示模塊等之間的緊密配合。傳感器模塊采用利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的紅外線傳感器。

        通過紅外線傳感器設(shè)置高度上限,使用電腦設(shè)置遮擋時(shí)間,超出時(shí)間將判定該垃圾桶已滿,并將信息反饋到使用者的手機(jī)上。

        紅外傳感器得到的信號通過變送成為一個(gè)4-20MA的電信號,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后,通過總線傳送給電腦。

        3.硬軟件的配置

        3.1 硬件設(shè)計(jì)

        通過對垃圾桶的研究,在垃圾蓋上安裝高度傳感器和紅外線傳感器,在底部安裝壓縮桿,壓縮桿連接硬化塑料盤,并在盤上開兩個(gè)小孔方便頂部發(fā)射的紅外線透過對垃圾高度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,外部的卡勾搭配太陽能充電板,給內(nèi)部電池充電,配合電動(dòng)機(jī)及齒輪組對垃圾進(jìn)行壓縮。在蓋內(nèi),有包含著單片機(jī)的小型電路板,單片機(jī)安裝智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),加入WiFi模塊,可以連接機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)況了解。

        圖3 實(shí)物

        圖4 裝置分布

        3.2 軟件設(shè)計(jì)

        打開網(wǎng)站注冊后創(chuàng)建應(yīng)用,有初級版、加強(qiáng)版和高級版可以選擇,可以根據(jù)需要選擇版本。對比發(fā)現(xiàn),三個(gè)版本都支持常見功能,接下來輸入手機(jī)網(wǎng)址,注意電腦版和手機(jī)版的地址域名是否一致,以手機(jī)版域名為準(zhǔn),配置應(yīng)用信息,填寫應(yīng)用名稱和說明,圖標(biāo)和啟動(dòng)圖可以自行選擇,圖片大小和尺寸參照說明,最后生成蘋果和安卓兩個(gè)APP,用手機(jī)掃描二維碼即可下載使用,[4]交互界面采用自然用戶界面設(shè)計(jì)原則,自然用戶界面是一種新的建筑美學(xué),關(guān)于如何在物理空間伴隨人類感官,遷移計(jì)算到真實(shí)世界、創(chuàng)建沉浸式體驗(yàn)。

        4.運(yùn)行步驟

        圖5 運(yùn)行步驟

        使用電腦控制產(chǎn)品的步驟如下:關(guān)于開關(guān)控制,用戶用電腦控制需要對電腦進(jìn)行設(shè)置:右擊“我的電腦”,選擇“屬性項(xiàng)”。點(diǎn)擊“高級系統(tǒng)屬性”進(jìn)入,勾選“允許運(yùn)程協(xié)助連接這臺(tái)計(jì)算機(jī)”,并點(diǎn)擊“高級”選項(xiàng)卡,在“遠(yuǎn)程控制屬性”窗口中,勾選“允許這臺(tái)計(jì)算機(jī)被遠(yuǎn)程控制”,點(diǎn)擊“確定”。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的方法:點(diǎn)擊“開始”→“附件”→“遠(yuǎn)程桌面連接”。在“遠(yuǎn)程桌面連接”窗口中,輸入計(jì)算機(jī)IP地址或名稱,點(diǎn)擊“連接”進(jìn)行遠(yuǎn)程連接,這些操作可以讓數(shù)據(jù)更快的收集整理,讓用戶時(shí)刻了解情況。

        程序運(yùn)行時(shí),向垃圾桶倒入垃圾,當(dāng)達(dá)到指定高度,信號開始傳遞,程序執(zhí)行,信號如下:

        圖6 信號接收

        可以看到垃圾被壓縮的情況,方便垃圾清理。

        5.結(jié)語

        希望本產(chǎn)品可以在垃圾處理中發(fā)揮作用,可以為廣大的工人減輕工作量,每一步對于我們來說,都是一種嘗試與創(chuàng)新。對此我們只能通過嘗試,修改錯(cuò)誤,完善產(chǎn)品,讓其使用更加方便。

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