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。