智能垃圾桶實現方案

周華春

摘 要：智能垃圾桶選用Kinect體感手勢識別傳感器，其能夠捕捉、跟蹤以及解密人體的動作和手勢，它通過對深度圖像和骨骼圖像的分析實現動態手勢識別。在骨骼圖像的20個骨點中選取至少2個有效骨骼點，通過追蹤這些骨骼點的位置來實現對手部的追蹤；再通過對手部深度圖像的分析來實現動態手勢識別。

1 智能垃圾桶功能和特點

a、智能喚醒——家里或辦公室沒有人時，垃圾桶將處于停止工作狀態，等家里或辦公室有人吸煙或丟垃圾時，雖然有一段時間垃圾桶處于停止工作狀態，但這時垃圾桶同樣能自己識別判斷你是否需要服務而開始投入工作；

b、隨意控制移動——當你想讓垃圾桶到某個地點去，可以用手勢隨意的控制垃圾桶向左向右，向前向后移動，然后移動到你想到達的位置；

c、隨意控制桶蓋開關——當你丟垃圾時可以用一個手勢就能讓桶蓋打開；不使用時，則可以用一個手勢命令桶蓋關閉；

d、定點清理——地面某個地方特別臟時，可以控制垃圾桶的吸塵功能定點在特別臟的地方清理，達到你滿意為止；

e、異味檢測——當垃圾桶內的垃圾不多但存放時間過長而發生惡臭等異味的時候，提醒主人清理；

f、防碰撞——當垃圾桶碰到障礙物和遇到過不了的坑時，自動繞道躲避。

2 體感手勢識別智能垃圾桶方案

基于體感手勢控制智能移動平臺基礎上所開發的智能垃圾桶是由Kinect傳感器采集人的各種手勢，該傳感器能有效地管理音頻和視頻信息，將數據處理后通過USB2.0接口傳送給上位機，由上位機分析處理數據后經Zigbee通訊模塊傳送到智能垃圾桶，智能垃圾桶接收到指令后，根據之前人的姿態執行相應的作業，實現響應的智能垃圾桶功能。方案結構圖

如圖2-1所示。這款產品操作簡單，只需要一些很普通、簡單的手勢即可完成對體感手勢控制智能移動平臺的操作。

圖2-1智能垃圾桶方案圖

圖3-1智能垃圾桶框架（紅線為供電）

3 硬件設計

智能垃圾桶硬件電路框架如圖3-1所示，Zigbee無線接收控制命令，CC2530控制電機、吸塵器、垃圾桶開關蓋。超聲波傳感器檢測前方障礙物、下方懸崖，智能躲避，異味傳感器檢測垃圾桶內有害氣體，如果有異味報警提醒。考慮到節約電能和傳感器及電機等用電設備不一樣，電源也分為LDO、開關電源兩種，LDO電源負責傳感器、報警提示供電，開關電源給MCU、電機等其他設備供電。

3.5.1 CC2530最小系統及Zigbee無線通訊

CC2530集成了51單片機內核，網絡節點最多可以連接255個，每個的通信距離在60-100米左右。Zigbee協調器通過USB接口連接電腦，電腦發送控制命令控制網絡里的節點工作。CC2530既是單片機也是Zigbee無線通訊芯片，如圖3-2所示。圖3-3所示CC2530是有倆個晶振為它提供時鐘信號，CC2530的系統時鐘system clock可選擇外部32MHz crystal oscillator，或者內部自帶的16MHz RC oscillator，但是RF工作時必須選擇32MHz crystal oscillator。如圖3-4所示CC2530復位只需把RESET接負極。

圖3-2 CC2530典型電路（包含天線電路）

圖3-3 CC2530最小系統晶振電路

圖3-4 CC2530最小系統復位電路

參考文獻

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