基于單片機的智能垃圾桶設計研究

寧琳淋 鄧詩禮

摘 要：智能垃圾桶以單片機機作為控制芯片，實現垃圾桶滿裝并自動關閉，能以遙控的形式控制智能垃圾桶移動到指定的區域自動進行桶內垃圾的清空。并同時傳送信息給后臺，以便相關部門按需按時派人清理，避免某些時段某些場所垃圾滿溢無人清理，減輕環衛工人負擔，保持環境時刻整潔，且為可為環衛部門提供準確的數據庫，以便環衛部門對下一階段工作的提前計劃做準備。

關鍵詞：單片機;自動清空

一、引言

“垃圾桶”作為人類生活中不可或缺的必需品，它伴隨著人類走過了每一個時代。尤其是在當今的居家用品、酒店用品市場更是必不可少。隨著人們環保意識和審美水平的普遍提高，垃圾桶的種類和數量也在不斷翻新和增加，人們更加注重它的美觀和實用性，而產品也向著“小巧”和“智能化”方向發展。而且對于處理垃圾來說，很多人不愿意去承擔這樣一個又臟又累，而且吃力不討好的工作，這種形勢相對于我們所提出的智能垃圾桶來說，是非常有優勢的。我們所研究的智能垃圾桶正是為了減少回收垃圾的人力，對于運送垃圾的過程進行優化，從而減輕人們四處收集垃圾所需要的勞動力，因此智能垃圾桶上市，一定會獲得消費者的歡迎，因市場需求大，投資小，也具有備受中小投資者青睞的前景。未來的垃圾桶必定是集自動處理，智能能分類，自動收集等功能于一身的，能結合智能家電系統更好為人類生活服務的。

二、國內外研究現狀

國外：國外在功能上創新之處有以下幾種：①垃圾桶的可伸縮性，即可以根據需要在一定范圍內調整垃圾桶的尺寸容積，從而使得垃圾桶可以便捷攜帶②廚衛垃圾防異味逸出，采用密封圈密封垃圾桶，這樣會降低機械結構的使用壽命;乃至用低溫保鮮垃圾，又產生大量的電力消耗。③垃圾的回收分類，對垃圾進行人工智能分類是一個技術含量很高的課采用密封圈密封垃圾桶，這樣會降低機械結構的使用壽命;乃至用低溫保鮮垃圾，又產生大量的電力消耗。③垃圾的回收分類，對垃圾進行人工智能分類是一個技術含量很高的課題，現如今沒有哪一款機器能夠僅憑產品而不依靠人力來完成垃圾的分類回收工作。況且家用垃圾桶容量很小，沒有開展垃圾回收分類的必要。

國內：國內目前的市場上較多出現的是自動開蓋垃圾桶，比較先進的大致就有①按鈕電動式②紅外傳感翻蓋式③紅外傳感側拉式，這些都是以紅外傳感技術對垃圾桶的自動開蓋去發展，比較偏向于美觀便捷，但缺少更多的實用性。總的來說，對于智能垃圾桶，國內外已經有許多發明專利，但其專利多為外觀設計專利，在實用性上大打折扣。

另外，在進行分析時我們做了一個前期小調查，一層宿舍樓有60個宿舍，一個宿舍有1個垃圾桶，一天大概有兩袋垃圾一層宿舍樓有4個樓梯口，假如60個宿舍都往樓梯口放垃圾，則一個樓梯口就會堆著15袋垃圾，所以清理每個樓梯的阿姨一層樓就要搬運15袋垃圾，而一棟宿舍樓就有好幾層，這樣就會急劇加大清潔阿姨的工作，實用性的必要就更加凸顯出來。

三、單片機

單片機（Single-Chip Microcomputer）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，另外，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。在工業控制領域廣泛應用。

單片機還有的特點：集成度高;存儲容量大;外部擴展能力強;控制功能強。

四、自動清理

我們所研究的智能垃圾桶以觸發接觸器的形式來使得垃圾桶自動鎖上桶蓋，以免超容量裝載垃圾。以單片機數碼管的形式提示人們該垃圾桶已裝滿，并能夠發送信號將垃圾桶已滿的信息反饋給相關部門。還能以軌道或者遙控的形式控制智能垃圾桶行動到指定的區域自動進行桶內垃圾的清空。

智能垃圾桶具體的運行框圖如下：

另外，對于各項功能的實施我們做了一下擬解決的途徑：

（1）為解決垃圾桶對于垃圾裝滿設定容積后的能識別出的問題，可以裝上傳感器、接觸器來實現，當達到預設值，就可以觸發傳感器、接觸器，傳感器就會發出信號。

（2）為解決智能垃圾桶所需的編程問題，可以利用單片機或C語言這中編程軟件來實現。

（3）為解決垃圾桶被識別裝滿之后的移動問題，可以利用無線數傳模塊對垃圾桶進行遙控、監控。以及可以使用無線網絡接收器作為數據傳送的媒介。

五、結論

本次項目以實現智能垃圾桶為免超容量裝載垃圾，垃圾滿就立刻提示，并自動關閉桶蓋，同時發送信息給后臺提示，并可以遙控垃圾桶移動至相關位置進行垃圾清理，提供實時數據，實現實時環境整潔，有針對性的進行垃圾清理，為環衛部門提供實時可靠數據，可作為環衛工人人力調度提供可靠依據。以便相關部門按需按時派人清理，避免某些時段某些場所垃圾滿溢無人清理，減輕環衛工人負擔，保持環境時刻整潔，且為可為環衛部門提供準確的數據庫，以便環衛部門對下一階段工作的提前計劃做準備。對于人民生活水平日漸提高的現狀來說，實用性更是作為智能家居的重要之處。

作者簡介：

寧琳淋（1997），男，廣西欽州人，廣西大學行健文理學院本科生在讀，研究方向：電氣工程及其自動化學方向;鄧詩禮（1998-），男，廣西桂林人，廣西大學行健文理學院本科生在讀，研究方向：電氣工程及其自動化學方向;

項目信息：廣西高校大學生創新創業計劃項目，項目編號：201913638028，項目名稱：智能垃圾桶。