基于ESP8266的智能垃圾桶

田冰新 崔珈豪 张浩浩 窦文淼

【摘 要】为了满足现代城市发展的基本需要，且基于习总书记关于“绿水青山就是金山银山”一些系列重要讲话，由此提出基于ESP8266技术的智能垃圾桶.本项目采用WIFI的通信方式，实现手机与垃圾桶的互联，达到人机互动的目的，同时搭配传感器检测技术实现其检测垃圾种类及其桶内容量的目的。

【关键词】ESP8266;传感器;人机互动;WIFI

1 绪论

随着中国的高速发展，人们的生活节奏也随着提高，生活垃圾也随之增加，在本就忙碌的生活中增加了一份灰色，随着人们保护环境的意识愈发的强烈，垃圾分类便成为了大部分民众保护环境的一种手段。为了方便人民的生活，提高人民的生活质量，保护我们赖以生存的环境，智能垃圾桶已经成为一个重要的研究课题，这对于更好地服务民众且对与民众潜移默化下形成垃圾分类的意识具有重要的现实意义。

2 总体设计

此设计依托于集成 Wi-Fi 芯片ESP8266为主要控制芯片，辅以金属检测模块、语音模块、显示模块、光电类传感器模块、电源模块等模块，以此来实现智能垃圾桶的各项功能。硬件设计原理图如图2-1所示。以下为主要模块所代表的不同功能：

（1）ESP8266：与移动终端进行通讯，实现人机交互，同时承担整个系统的中心控制。

（2）金属检测模块：智能识别金属类垃圾，做出判别，实现简单的垃圾分类。

（3）光电类传感器模块：实时监测桶内余量状态，反馈给显示模块及移动终端。

（4）显示模块：实时显示垃圾桶的状态。

（5）语音模块：对垃圾桶内余量警戒值及金属物的检测做出提醒，进一步便于人们做出相对反应。

（6）电源模块：对整个系统进行供电，具备太阳能充电的功能。

3 具体实施

本项目所设计出的智能垃圾桶如下图所示，包括：1、ESP8266;2、红外传感器;3、WiFi模块;4、太阳能电池板;5、移动终端;6、垃圾箱顶盖;7、顶盖的支撑柱;8、垃圾箱;9、语音模块;10、容量检测模块;11、显示模块;12、金属检测模块。

其结构设计为：太阳能电池板通过螺栓固定在垃圾箱顶盖，垃圾箱顶盖与顶盖的支撑柱焊接固定，顶盖的支撑柱与垃圾箱焊接固定.垃圾箱頂盖通过螺栓固定有红外传感器、金属检测模块、测距传感器、金属检测模块与ESP8266连接，整个设备通过WiFi的无线连接方式与移动终端进行交互。

其具体操作为：桶盖的自动闭合由小型电机完成，传感器感应到符合条件的“垃圾”，将开盖的信号传入ESP8266，由其发出指令启动电机完成开盖动作，完成投放动作后断开电机的供电使桶盖闭合，检测到金属类垃圾时则发出警告命令，将不会驱动电机打开桶盖;移动终端则是通过WIFI信号与垃圾桶连接从而监测垃圾桶的实时状态;其整个设备的电力系统原理为通过太阳能电池板与电源模块的配合使用达到对蓄电池进行充放电的功能，达到可持续性使用的目的，减少电池污染，不至于违背设计初衷。

各整个系统各个模块的选取为：控制芯片为集成 Wi-Fi 芯片ESP8266，此芯片可满足本设计的控制及通信需求;红外传感器采用反射式光电传感器ITR20001;测距传感器采用GY-530;WiFi模块采用ESP8266通讯模块.

4 项目优缺点

传统的垃圾桶需要人工的检查是否装满，是否需要清理，而且在进行垃圾回收时，还需要人工区分垃圾种类，人在不经意间总会将垃圾分错类，大大地增加了环卫工人的工作负担，因此我们在此项目在其缺点上进行改进：加入了金属检测模块，可以更好的给垃圾做分类和识别，并且增加了WiFi模块可以更让好了解其分类情况，比如检测垃圾是否装满，金属检测等，对垃圾桶的后续开发奠定了很好的基础。同时本项目具有模式创新和科技创新，可以很好的改变现有城市环卫工作方式并为未来城市规划、领导决策提供大数据支撑。

但是本设计也具有一些不足之处，它目前只能区分金属垃圾和非金属垃圾，并不能更加系统的细分垃圾的种类，因此我们在设计之初就具有多个功能的扩充口，以期望在获取了足够的知识后不断将此设计进行完善，最终使其成为一个全面的设计，为改善我们的生活环境、促进人们垃圾分类的认知做出贡献。

参考文献：

[1]邱宏斌. 一种基于ESP8266模块的物联网设计思路[J]. 电子世界，2017，000（007）：157-157.

[2]曹振民，陈年生，马强，等. 基于ESP8266的无线控制电路设计[J]. 工业控制计算机，2017（01）：68-69.

[3]王坚锋. 基于WiFi技术的物联网应用系统[J]. 网友世界，2014，000（021）：62-62.

[4]雷文平，刘金. 光电传感器检测技术[J]. 全文版：工程技术，2016（7）：165-165.

（作者单位：桂林电子科技大学信息科技学院）