智能垃圾桶系统的设计毕业论文Word文档格式.docx

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摘要

本文设计了一种基于STC89C52RC的多功能垃圾箱控制系统。

该系统主要由超声波测距电路、光电感应模块、电机驱动模块和语音报警模块等功能模块组成，以超声波传感器、RPR220光电传感器和单片机为核心，通过传感器采集距离信息，再经过AD转换让单片机发出指令，如果超声波传感器检测到人与垃圾箱的距离小于设定距离，则垃圾箱自动翻盖，如果RPR220光电检测到垃圾箱已满，系统就会进行语音提示。

本系统具有结构简单、性能稳定、操作方便、低成本、智能化等优点，为进一步隔离人与垃圾，防止人感染细菌找到了一个可行的解决方法。

关键词:

单片机，超声波传感器，RPR220光电传感器，垃圾箱

TitleAMultifunctionalBinControlSystem

Abstract:

ThispaperdesignsamultifunctionalbincontrolsystembasedonSTC89C52RC.Thecoresofthissystemareultrasonicsensor,RPR220photoelectricsensorandsinglechipmicrocomputer（SCM）.Itconsistsofpowercircuit,sensorcircuit,clockcircuitandvoicealarmmodule,etc.Usingthesensortocollectdistanceinformation,thentheinformationistobeconversedbyAD,causestheSCMissuesaninstruction.Iftheultrasonicsensordetectsthatthedistancebetweenpeopleanddustbinissmallerthansetdistance,dustbinlidwouldopenautomatically.IfRPR220photoelectricdetectsthatdustbinischock-full,thesystemwouldissueavoicemessage.Thissystem,lowcostandintelligentization.Andwouldrealizeautomaticflipofdustbin,voicepromptofdustbinbeingchock-fullandregularsprayingdisinfectant.Thusitisafeasiblemethodtocompletelyisolatepeopleandrubbish,andpreventpeoplefrominfectingwiththebacteriaongarbage.

Keyterms:

singlechipmicrocomputer,Ultrasonicsensors,RPR220photoelectricsensors,dustbin

1引言

社区即是公共场所，又不同于一般的公共场所，它是人们饮食起居的一个大的家庭。

一般的公共场所，垃圾桶所收容的垃圾多半为饮料瓶和一些纸类等固体物品，比较容易分类和回收。

但在有的小区中，社区垃圾桶设计显然没有考虑到地域性的特点，在社区内安放的是一般公共场所所用的垃圾桶。

由于生活垃圾种类的多样性，以及如何分类，除臭除蚊蝇等问题的欠缺，就容易产生诸多的问题。

秉承以人为本的理念，方便人们的生活，同时又要环保节能，需要设计新型垃圾箱。

1.1选题的依据及意义

目前，随着我国人口的不断增长和人民生活水平的提高，城市生活垃圾每年以5%～10%的速度增长，这对城市的发展和人们的生活环境造成了很大的影响[1]。

据报道，我国历年垃圾的堆积量达60多亿吨，占用的土地面积超过5亿平方米[2]，仅城市垃圾的年产量约1.5亿吨，近200座城市无适合场所堆放垃圾。

虽然垃圾卫生填埋、垃圾发电、垃圾制沼气等技术为垃圾处理开辟了新途径，但在垃圾无害化处理之前，首要解决的问题是垃圾的分类收集和回收再利用，以及初步的杀菌消毒[3]。

目前作为存放垃圾的垃圾桶往往留出专门的投物口，这样很容易污染周边环境。

此外，工作人员往往需要逐个检查并清理垃圾桶，以防止垃圾溢出。

此管理模式效率很低。

目前，垃圾桶样式和结构单一化，不能较好地发挥分类回收，蚊蝇滋生、污水四溢、异味难耐等弊端暴露无异，因此设计集多种功能于一身的环保垃桶具有重要意义。

垃圾桶是城市不可分割的一部分,是城市形象的一个重要组成部分,设想如果一个城市中的垃圾桶设计不好,直接影响到一个城市的形象，垃圾桶的作用是回收垃圾,清洁环境。

与周围环境不协调、外观设计粗俗、简陋的垃圾桶,本身就是一个视觉垃圾。

垃圾桶虽小,却能折射出一个城市对细节的重视程度。

比较而言,很多发达国家垃圾桶的设计,多采用流线型的外观,设计新颖,功能合理,并注重与周围环境的融合,对一个城市形象的提升颇有益处。

而在国内,垃圾桶内的垃圾多数成为拾荒者的目标,拾荒者捡走可以卖钱的垃圾后,随之也使垃圾桶周围一片狼藉。

有些垃圾桶设计与城市形象、周围环境割裂,垃圾桶成为城市建设中不和的音符,垃圾桶外观设计效果差完全是丑陋的工业产品,缺乏艺术气息,缺乏视觉美感,垃圾桶旁边成为了城市中最需要清理的卫生死角,城市环境的整体提高受到阻碍,影响了城市的整体形象。

垃圾桶应该与周围环境融为一体,不应当是简单、机械地摆放到每个角落,至少在视觉上应该让人感觉是舒服的,在心理上是愉悦的。

垃圾桶外观设计应有一定的艺术欣赏性，同时要与周围环境相协调，在垃圾桶的表面设计宣传保护环境卫生的标语和口号，倡导人们爱护环境、保护环境，同时可以充分利用垃圾桶外壳的广告功能，设计一些广告宣传画等[3]。

通过查资料,我们获悉，全国约60%以上的城市陷入垃圾围城的困境。

仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨，这些垃圾绝大部分都处于露天堆放的状况。

它不仅影响城市景观，同时也污染大气、水和土壤，对人民健康构成严重威胁。

实际上，如果你手上拿着香蕉皮想扔，但一想到脏兮兮的垃圾桶，还要用手打开桶盖，实在是不想靠近的。

那么怎么解决这一问题，让垃圾桶变得更具亲和力，就是首先要考虑的问题之一。

对于解决垃圾桶这个问题的设计，可以从分类上加以研究。

其实，垃圾桶的设计很大程度上是向着垃圾分类化发展的。

当今世界，控制人口，节约资源，保护环境，实现经济、社会与人口、资源、环境协调发展，已成共识。

像我们这样一个人口众多、能源资源匮乏的国家来说，垃圾真是太宝贵了。

垃圾回收再利用可以消灭污染，保护市民健康，创造财富，节约一大批人的就业问题等等。

所以说，垃圾是放错了地方的财富。

1.2我国垃圾处理现状

目前，我国城市生活垃圾最主要的处理方式仍然是采用集中堆放填埋，约占全国垃圾处理量的70%以上；

其次是高温堆肥，这是我国早期采用的方法，如今约占20%以上；

我国垃圾焚烧处理方式史于80年代中期，采用焚烧法处理城市生活垃圾的数量还很少。

近年来，我国进行了大量的城市生活垃圾处理研究，并陆续兴建了一批大、中型的城市垃圾处理设施，城市垃圾处理率得到迅速的提高，在一些垃圾热值较高的地区，已经开始采用垃圾余热发电[4]。

但是，由于资金原因，国内仍然有许多城市采用集中堆放或简易填埋方式处置城市垃圾。

并且在填埋时，由于没有很好的压实机械，这些填埋场未达使用年限就填满封场。

沿海的许多城市垃圾填埋很难找到合适的场地。

另有许多城市因为缺乏资金，无法按标准要求建造填埋场或焚烧设施。

有些城市或地区，虽然一次性的建设投资解决了，但长期运行的费用也难以维持，因而也很难达到无害化处理的目标。

可堆腐的有机垃圾是我国城市垃圾中的主要成分之一。

将垃圾中的可堆腐有机物进行堆肥处理是提高垃圾再生利用水平的主要途径。

通过垃圾的堆肥处理，可显著提高垃圾资源化水平。

促使垃圾堆肥处理发展的重要因素是实行垃圾分类收集。

例如，厨余垃圾、园林修剪物、果品蔬菜加工残渣、养殖场、屠宰场废弃物等，单独分类收集后用于堆肥，既简化堆肥工艺，降低堆肥成本，又可提高堆肥质量，为打开堆肥市场开创有利条件。

在焚烧方面，我国发展较慢，目前只有少数经济水平较高的城市引进国外设备或部分引进国外设备建设了一些垃圾焚烧厂，并开发了一些小型焚烧炉，但同国外引进的大型炉排炉相比，技术上仍有差距。

我国城市垃圾回收仍然以混合回收为主，采用定点垃圾箱回收，然后集中运至中转站，最后转运至处理厂。

可回收的物资和有毒物质混合一起，加大了回收的难度。

造成垃圾具有有机物含量高、水分高、热值低和成分复杂。

我国垃圾连年产量增加其实是未能从源头上处理好垃圾的减量化，近年来，商品的包装越来越趋于种类多样化和数量剧增。

包装物约占城市垃圾的30%，垃圾中的废纸、废塑料，很大一部分来源于包装。

一次性的筷子，一次性水杯，一次性拖鞋更多的消耗了资源，增加了垃圾的产量。

1.3垃圾处理建议

实行分类收集，加强废品回收。

动员居民在垃圾的源头进行垃圾分类，提高居民环保意识的同时，还保护了环境，降低了回收的成本。

建立一个健全的分类回收系统和运输系统，做好回收和利用相结合。

针对我国国情，研究适合我国发展的垃圾处理方式。

我国垃圾中含水高，热值低，生活垃圾多的特点，设计更加清洁的生产，减少有毒物质的产生。

提高我国焚烧技术水平。

借鉴国外技术的同时实现中小焚烧设备的国产化。

针对不同的地区，因地制宜对垃圾进行处理。

具备卫生填埋条件的地区，以填埋为主。

缺乏卫生填埋，但垃圾热值高，主要以焚烧为主，余热用于发电供暖等。

在条件适宜的地区，可以采用堆肥处理，产生沼气和高温堆肥[5]。

加强居民的环保意识。

目前我国居民的环保意识大大提高，但是不可避免的，还有一些环保意识比较差。

环卫部门的信息证实：

分类回收上来的垃圾仍然需要重新分拣。

居民的垃圾分类意识薄弱，是推进我国卫生事业的主要障碍。

据调查，垃圾箱虽贴有“可回收”、“不可回收”和“有毒物质”字样，但是人们仍然视而不见，胡乱扔进去再说。

一位青年女子坦言：

“垃圾都是一扔了之，没想到还要分类。

”一位错扔垃圾的先生说：

“分类标志看是看到了，但扔的时候没去多想。

因为平时在家垃圾都是混在一块儿扔，早就习惯了！

”一位中年妇女说，她所理解的垃圾分类，就是把能够卖钱的废品挑出来，比如废旧报纸、杂志、易拉罐等。

不知道为何要分类，哪些垃圾可回收，哪些不可回收。

因此，提高居民的环保意识显得尤为重要。

2系统整体实现

2.1系统整体实现

此多功能垃圾箱控制系统所要实现的功能包括：

垃圾箱的自动翻盖、箱满自动报警、定时喷洒等。

实现以上这些功能可以使用户方便投放垃圾，将两者初步隔离，且防止垃圾箱内细菌滋生。

设计使用STC89C52RC单片机为核心元件。

系统整体框图

2.2单片机最小系统

2.2.1STC89C52RC单片机简介

如图2为STC89C51单片机的管脚图。

图2STC89C52RC管脚图

本设计采用的是STC89C52RC单片机[10]，其功能特性概述：

4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个可编程IO口线；

，2个16位定时器计数器，1个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器以及时