基于单片机的智能垃圾桶设计研究

宁琳淋 邓诗礼

摘 要：智能垃圾桶以单片机机作为控制芯片，实现垃圾桶满装并自动关闭，能以遥控的形式控制智能垃圾桶移动到指定的区域自动进行桶内垃圾的清空。并同时传送信息给后台，以便相关部门按需按时派人清理，避免某些时段某些场所垃圾满溢无人清理，减轻环卫工人负担，保持环境时刻整洁，且为可为环卫部门提供准确的数据库，以便环卫部门对下一阶段工作的提前计划做准备。

关键词：单片机;自动清空

一、引言

“垃圾桶”作为人类生活中不可或缺的必需品，它伴随着人类走过了每一个时代。尤其是在当今的居家用品、酒店用品市场更是必不可少。随着人们环保意识和审美水平的普遍提高，垃圾桶的种类和数量也在不断翻新和增加，人们更加注重它的美观和实用性，而产品也向着“小巧”和“智能化”方向发展。而且对于处理垃圾来说，很多人不愿意去承担这样一个又脏又累，而且吃力不讨好的工作，这种形势相对于我们所提出的智能垃圾桶来说，是非常有优势的。我们所研究的智能垃圾桶正是为了减少回收垃圾的人力，对于运送垃圾的过程进行优化，从而减轻人们四处收集垃圾所需要的劳动力，因此智能垃圾桶上市，一定会获得消费者的欢迎，因市场需求大，投资小，也具有备受中小投资者青睐的前景。未来的垃圾桶必定是集自动处理，智能能分类，自动收集等功能于一身的，能结合智能家电系统更好为人类生活服务的。

二、国内外研究现状

国外：国外在功能上创新之处有以下几种：①垃圾桶的可伸缩性，即可以根据需要在一定范围内调整垃圾桶的尺寸容积，从而使得垃圾桶可以便捷携带②厨卫垃圾防异味逸出，采用密封圈密封垃圾桶，这样会降低机械结构的使用寿命;乃至用低温保鲜垃圾，又产生大量的电力消耗。③垃圾的回收分类，对垃圾进行人工智能分类是一个技术含量很高的课采用密封圈密封垃圾桶，这样会降低机械结构的使用寿命;乃至用低温保鲜垃圾，又产生大量的电力消耗。③垃圾的回收分类，对垃圾进行人工智能分类是一个技术含量很高的课题，现如今没有哪一款机器能够仅凭产品而不依靠人力来完成垃圾的分类回收工作。况且家用垃圾桶容量很小，没有开展垃圾回收分类的必要。

国内：国内目前的市场上较多出现的是自动开盖垃圾桶，比较先进的大致就有①按钮电动式②红外传感翻盖式③红外传感侧拉式，这些都是以红外传感技术对垃圾桶的自动开盖去发展，比较偏向于美观便捷，但缺少更多的实用性。总的来说，对于智能垃圾桶，国内外已经有許多发明专利，但其专利多为外观设计专利，在实用性上大打折扣。

另外，在进行分析时我们做了一个前期小调查，一层宿舍楼有60个宿舍，一个宿舍有1个垃圾桶，一天大概有两袋垃圾一层宿舍楼有4个楼梯口，假如60个宿舍都往楼梯口放垃圾，则一个楼梯口就会堆着15袋垃圾，所以清理每个楼梯的阿姨一层楼就要搬运15袋垃圾，而一栋宿舍楼就有好几层，这样就会急剧加大清洁阿姨的工作，实用性的必要就更加凸显出来。

三、单片机

单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，另外，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。在工业控制领域广泛应用。

单片机还有的特点：集成度高;存储容量大;外部扩展能力强;控制功能强。

四、自动清理

我们所研究的智能垃圾桶以触发接触器的形式来使得垃圾桶自动锁上桶盖，以免超容量装载垃圾。以单片机数码管的形式提示人们该垃圾桶已装满，并能够发送信号将垃圾桶已满的信息反馈给相关部门。还能以轨道或者遥控的形式控制智能垃圾桶行动到指定的区域自动进行桶内垃圾的清空。

智能垃圾桶具体的运行框图如下：

另外，对于各项功能的实施我们做了一下拟解决的途径：

（1）为解决垃圾桶对于垃圾装满设定容积后的能识别出的问题，可以装上传感器、接触器来实现，当达到预设值，就可以触发传感器、接触器，传感器就会发出信号。

（2）为解决智能垃圾桶所需的编程问题，可以利用单片机或C语言这中编程软件来实现。

（3）为解决垃圾桶被识别装满之后的移动问题，可以利用无线数传模块对垃圾桶进行遥控、监控。以及可以使用无线网络接收器作为数据传送的媒介。

五、结论

本次项目以实现智能垃圾桶为免超容量装载垃圾，垃圾满就立刻提示，并自动关闭桶盖，同时发送信息给后台提示，并可以遥控垃圾桶移动至相关位置进行垃圾清理，提供实时数据，实现实时环境整洁，有针对性的进行垃圾清理，为环卫部门提供实时可靠数据，可作为环卫工人人力调度提供可靠依据。以便相关部门按需按时派人清理，避免某些时段某些场所垃圾满溢无人清理，减轻环卫工人负担，保持环境时刻整洁，且为可为环卫部门提供准确的数据库，以便环卫部门对下一阶段工作的提前计划做准备。对于人民生活水平日渐提高的现状来说，实用性更是作为智能家居的重要之处。

作者简介：

宁琳淋（1997），男，广西钦州人，广西大学行健文理学院本科生在读，研究方向：电气工程及其自动化学方向;邓诗礼（1998-），男，广西桂林人，广西大学行健文理学院本科生在读，研究方向：电气工程及其自动化学方向;

项目信息：广西高校大学生创新创业计划项目，项目编号：201913638028，项目名称：智能垃圾桶。