基于STM32的校園內智能垃圾桶測滿系統

李 琳，胡方圓，鄒青龍，劉淑妍，鄒 欣

(渤海大學信息科學與技術學院，遼寧 錦州 121000)

ZigBee技術發展十分迅速，已被廣泛應用于家庭控制、電器遙控、智能能源管理和工業自動化等領域。ZigBee網絡是一種新興的短距離無線通信網絡，是由多達65 000個無線傳輸模塊組成的網絡平臺，在整個網絡范圍內，各個模塊之間可以相互通信，每個網絡節點間的距離可以從64 m擴展到幾百米，甚至幾公里。應用此傳輸技術，可實現垃圾桶滿溢狀態的及時反饋。

隨著城市化和工業化的不斷推進，垃圾產量也不斷增加。垃圾分類能夠有效提高資源利用率和末端處置的安全性，是垃圾進行“三化”處理的前提。改進的基于STM32的校園內智能垃圾桶測滿系統具有低功耗、集成度高、續航持久、維護方便等特點，如圖1。

圖1 系統組成框圖Fig.1 System composition

1 測滿系統的硬件構成

1.1 主控模塊

STM32 集成了非常豐富的內核和外設資源、簡易方便使用的架構及低功耗低成本的特性。STM32 能夠滿足本設計的需求，故采用該芯片作為主控制模塊。

1.2 傳感器模塊

電子測距儀要求測量范圍在0.10～5.00 m，測量精度1 cm，測量時與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩定地呈現測量結果。超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，常用于距離的測量，如汽車倒車、建筑施工工地及一些工業現場的位置監控，也可用于液位、井深、管道長度的測量等，故而將超聲波測距應用于該裝置中。

1.3 通信模塊

為了將測量數據傳送到PC或手機端，便于人們監測，出現了很多無線數據傳輸方式，如BT、ZigBee、WiFi無線數據傳輸方式。為了更直觀地展現出應用ZigBee通信模塊的綜合優勢，通過歸類比較法來分析這3種無線通信技術的應用優勢，如表1。

表1 無線通信技術參數對比表Fig.1 Compariso of parameters of wireless communication technique

1.4 電路供電模塊

在各種電子設備中，電源是必不可少的組成部分，它是電子設備唯一的能量來源。該系統選用鋰電池，具有良好的環境相容性和密封性，便于安裝，可降低裝置后期的維護成本。系統的實現需要具備低功耗、布局簡單、操作方便、便于安裝等特點。

2 手機終端的實現及組成

2.1 連接功能

軟件通過搭建接口與物聯網模塊連接，以獲得網絡信號。確認物聯網模塊運行成功并發出信號時，打開APP，輸入連接區域的IP地址和端口號，Java中的接口設置類與接口的關系為實現關系且是多實現關系，一個類可以實現多個接口，所以連接信號端口時要確認好端口的位置連接是否正確。當軟件與物聯網模塊相連時，芯片將所檢測到的垃圾桶滿余狀態、空氣中濕度情況和提示音控制以數據形式發送信號，程序辨別信號并在控制面板反饋信息，從而令使用者及時發現物聯網端的信息。

2.2 面板預設控制功能

現如今，大多數軟件的文字控制技術操作復雜，可能導致出現操作問題，因此，提前預設解決并轉跳結果，可為清潔人員節省搜索時間，達到節省人力、節約時間的目的。

2.3 地圖功能

軟件通過物聯網端反饋的數據進行信息轉化，顯示本產品使用區域的縮略圖，并顯示產品的具體所在位置及滿余狀況。軟件設置空閑額定值會自動提示滿余狀況，幫助使用者掌握滿余情況，為其提供小范圍內的最優規劃路徑，如圖2所示。

圖2 地圖界面Fig.2 Map interface

2.4 統計功能

合理的數據統計和分析可以完整、全面、正確地反映客觀情況。后臺設計模擬最短優化路徑，記錄并統計每天、每周、每月、每季度的垃圾桶滿余情況，根據具體的垃圾桶平均使用情況，設置清潔人員，合理優化清潔人員的工作范圍和工作內容。統計數據能夠更集中、更系統、更清楚地反映客觀實際，便于閱讀、理解和利用，發揮統計數據的信息、咨詢、監督功能。從后臺獲得大量的統計分析結果，可以實現對垃圾桶清潔情況的監督，了解清潔人員的工作情況。根據統計分析，將結果以數據占比形式表達出來，使清潔人員的工作更有目的性，從而提高工作效率。

3 討論

在硬件端制作及軟件端編寫過程中出現了用戶名及信息紊亂情況，如何避免此類情況還需進一步研究。基于STM32芯片的垃圾桶測滿系統的廣泛應用有助于環境保護，未來應深入挖掘最優路徑與預設路徑，掌握垃圾桶滿余情況，提升工作效率。