自動化學院智能壓縮垃圾桶

2017年大學生科技立（B類科技作品的設計與創(chuàng)作作品項目名稱：《智能壓縮桶》項目：項目成員（除外）：陳和學院、班級：自動化學院、自動1502201711桶，就是裝放的地方，是人們生活中“藏污納垢”的本項目旨在設計一款智能壓縮桶通過超聲波傳感器檢測垃圾桶內(nèi)的高度來驅動舵機并帶動連桿結構運動實時壓縮桶內(nèi)垃圾，并在壓縮后的達到一定量時，提醒環(huán)衛(wèi)工人及時處理，桶是用能供電，其動力來源于一個12伏特的能電池只需少量，桶長還裝有簡易的蓄電池，可晴天吸收的能，令桶在陰雨天也能正常運行的陽光就可以實現(xiàn)壓縮壓縮后桶內(nèi)密度增大造成不易倒出的狀況所以為防止不易出桶。解決現(xiàn)有智能壓縮桶因產(chǎn)品成本高導致價格遠遠超出一般的垃人們不知道怎么運行和使用出現(xiàn)問題時專門的維修人員又太少造成難以推廣的問題。：傳感器電動推 能智能壓Trashcan,theplacewheregarbageisinstalled,isacontainerof"filth"inpeople'slifeandareflectionofsocialculture.Manygarbagebinsareclassified,recyclableandnon-recyclable,publicand-public,independentandclassifiedThisprojectisdesignedtodesignaninligentcompressedgarbagebin.Theheightofthegarbageinthegarbagecanbedetectedbyultrasonicsensortodrivethesteeringgearanddrivetheconnectingrodstructuretocompressthegarbageinrealtimeandthegarbageaftercompressionreachesacertainamounttoremindsanitationworkerstodealwithrubbishintime.Thetrashcanispoweredbysolarpower,itspowercomesfroma12-voltsolarcellonlyasmallamount,thegarbagecanalsohaveasimplebattery,canstorethesolarenergyabsorbedonaclearday,sothatthegarbagecaninthewetweathercanalsorunthesuncanachievegarbagecompression.Afterthedensityofthegarbagecanbeincreased,thegarbagecannotbepouredout.therefore,inordertopreventthegarbagefrompouring,theinnerbucketissettotheleftandrightandthebackmovablebaffletofacilitatethedumofcompressedgarbageofthegarbageInaddition,becauseofthelowcostofthepartsused,simplestructure,easytouse,cansolvetheexistinginligentcompressionbecauseofthehighcostofproductsresultinginthepricefartheordinarygarbagecan,morethanthecitycanaffordthepriceline,andasanewtypeofinligentmachine,peopledonotknowhowtorunanduseproblemswhenthespecialmaintenance nelaretoolittletopromoteproblems.:sensorlinkstructure,solarenergy第一 緒 研究背 研究目的及意 第二章系統(tǒng)總體結構設 壓縮結構模 設計理 總體伸縮機構的選 內(nèi)膽結 高度監(jiān)測模 HC-SR04傳感器原 模塊使用方 HC-SR04工作流程 電源供給系 SIM900A通信模 通信模塊選 通信模塊原 通信模塊的工 通信模塊的AT指 主控 第三章系統(tǒng)的軟件設計與實 Arduino開發(fā)環(huán) Arduino簡 Arduino的特 Arduino的開發(fā)優(yōu) 程序源代 第四章項目結 取到的數(shù)據(jù)串口顯示情 4.2提 第五章總 參考文 附 附件一 附件二 附件三 第一 緒致了社會發(fā)展的不均衡。須在發(fā)展經(jīng)濟的同時保護我們的環(huán)亂扔，有時候甚至溢出桶，十分影響市容。有稱：某區(qū)華景新城東區(qū)二期小區(qū)的市民向報料，由于間隔兩個小區(qū)的圍墻被拆除，原來的生活處理點變成露在外，讓小區(qū)臭氣熏天。而華景社區(qū)居委會表示，在拆除圍墻前已經(jīng)要求物業(yè)隨后建設圍蔽式房，不得讓露。諸如此類的處理事件還有不少，人們雖有意識要注重環(huán)境保護，但卻在社會因素影響下無法到個人和每戶。環(huán)境保護是在個人、組織或層面，為大自然和人類福祉而保稱其方法和有工程技術的行政管理的也有法律的經(jīng)濟的、現(xiàn)代城市生活的成分發(fā)生了很大變化主要特點是密度少處理不當對市民生活的影響壓縮可以很好地解決垃圾中的虧載問題，更可有效地提高運載效率、降低轉運本項目意在設計一款基于能供電的具提示功能的智能第二章系統(tǒng)總體結構設計設計理節(jié)省空間，且行程大，節(jié)省能量，成本低總體伸縮機構的選本項目的伸縮機構的是采用MG945舵機(黑色線、紅色線和白色（1）MG945舵機提供轉速（2)最終運動形式為垂直方向的直線運動轉換的直線運動要求勻速，而且速度不宜過大總體機構在行程為零時，所占空間不應過大螺母，剪叉式,偏心輪等。對比這三種方案,列出表格2-1：2-1小小大小大空間較大，不利于安置在普通桶中。而對于剪叉式機構來說，是目前相對相對成一種伸縮機構，果實物展示如圖2-1示。的比較大，不容易將袋從箱中拿下來。所以采用螺桿由于項目基于的背景是公用桶所以桶的外形相對家用的桶設計的相應大些采用側開門提取垃圾內(nèi)膽以便傾倒。塊的安置處，中間層為一側面開口的投放口，最下端占大部分體積的為主體內(nèi)膽放置處。其結構如圖2-2所示HC-SR04傳感器原超聲波是一種頻率比較高,指向性強.超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的速度為已知測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算出發(fā)射點到物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與原理是一樣的。測距的公式表示為：L=C×t/2式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的速度；t為測量距離的時間差(t為發(fā)射到接收時間的數(shù)值)。已知超聲波速度C=344m/s(20℃室溫)超聲波速度誤差超聲波的速度受空氣的密度所影響空氣的密度越高則超聲波的速度就越快而空氣的密度又與溫度有著密切的關系,近似公式為：C=C0+0.607×T℃式中：C0零度時的聲波速度332m/s；T實際溫度(℃)。對于超聲波測距精度要求達到1mm，就必須把超聲波的環(huán)境溫度考慮進去。模塊使用方采用IO發(fā)測距，給至少10us高電平信號模塊自動發(fā)送8個40khz的自動檢測是否有信號返回有信號返回，通過IO出一高電平，高電平持續(xù)的時間就傳感器的兩個探頭之間若被擋住，就會觸動伸縮結構工作，達到壓縮的目的。本模塊性能穩(wěn)定，測度距離精確。能和國外的SRF05,SRF02超聲波測距模塊相媲美。模塊高精度，穩(wěn)定的測距是此產(chǎn)品成功市場的有力根據(jù)！HC-SR04超聲波傳感器如圖2-3所HC-SR04工作流程傳感 數(shù)據(jù)流程如圖2-4所示本系統(tǒng)采用能加電源雙重供電方式利用能這種清潔能可以發(fā)揮作用。電源供給模塊圖如圖2-5示。圖2-5能供給模塊流程通信模塊選該類模塊市場上滿目皆可滿足要求此次選擇一款SIM900A后功能的完善。SIM900A塊實物圖如圖2-6示。通信模塊原性系統(tǒng)，因此我們選擇SIM900A。SIM900A是一款尺寸緊湊型、高可靠性的無線模塊，采用較高級寸的開發(fā)要求，可以內(nèi)置客戶應用程序。且SIM900A模塊能低功耗實SIM900A的連線各不相同，在使用前，需仔細閱讀產(chǎn)品說明書，進行正確的連接。此次所使用的模塊最基本應用所需引腳。需注意SIM900A開機引腳POWN，1S以上開機，再次上5vSIM900A與Arduino連接如圖2-7所示通信模塊的工通信SIM900A的工作電壓為3.1～4.6V，其功能主要分為兩個部分第一短消息短消息的設置命令為：AT+CMGF送的存入到一個buf中，以此獲取號碼,最后將短通信模塊的AT指在對模塊進行開機后，根據(jù)AT命令對先將模式設置前提：根據(jù)具體的模塊，選定正確COM，并成功開機如2-8所示步驟1：在字符串輸入框內(nèi)輸入“AT+<回車>”，點擊發(fā)送。若返回OK，則說明連接能成功。如圖2-9所示。步驟2：在字符串輸入框內(nèi)輸入“AT+CMGF=1;+<回車>”，點擊發(fā)送。若返回OK，則說 模式設置成功。如圖2-10所示點擊發(fā)送。如圖2-11測試成功界面。主控Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源單板機控制器，包含硬件（各種型號的Arduino）和軟件（ArduinoIDE），采用了基動。它的編程語言主要是基于C和C++，只要稍微理解學習過就可快且Arduino版本眾多，大小不一，可是廣泛的作為各種電子器件的主控。ArduinoIDE操作界面如圖2-12所示。Arduino可以和各種傳感器、電子元件、開關等相連接，來感知通信與Arduino接通信模塊的串口與Arduino的D0、D1端口連接通信的RXD和TXD分別與Arduino的TXDRXD相連接通信模塊和Arduino的GND并接第三章系統(tǒng)的軟件設計與實Arduino簡Arduino是一個較為完整的開源硬件開發(fā)平臺，它由一塊單板的微控制器（各型號的Arduino板）和一整套的開發(fā)軟件（ArduinoIDE）所構成。開發(fā)軟件主要包含兩ArduinoIDE，另一個是在開發(fā)板上運行的燒錄程序。Arduino板主要包含了一個以AtmelAVR單片機為的開發(fā)板和其他各種I/O。ArduinoAtmelAVR單片機，采用了基于開放源代碼的軟硬件平臺，不僅有具有簡易輸出/輸入（simpleI/O）的接口板，還具有使用類似Java、C語言的Processng/Wirig開發(fā)環(huán)境。Arduino可以和各種傳感器、電子元件、開關等相連接，來感知LED、步進電機等輸出器件來影響環(huán)境。它不僅可以結合各器件做互動作品，也可以獨立運作為一個軟件接口使用Arduino特開源軟件程序免費應用方便可以根據(jù)個人需要自行修改；可依據(jù)提供的電路圖簡化Arduino模組完成獨立運作的微處理動程序；Arduino可使用ISP線上燒入器，可以通過串口或者USB線更新固件；Arduino突破以往只能使用鼠標、鍵盤、CCD等輸入的Arduino的開發(fā)優(yōu)Arduino不但是一個全面的硬件開發(fā)平臺，更是目前流行的一功用。用Arduino作作品或進行產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)勢有很多。可以跨平臺：ArduinoIDE可以在不僅能在Windows上運行，還能在MacintoshOSX、Linux作系統(tǒng)上運行，相對于大多數(shù)控制器只能在Windows開發(fā)的特性，ArduinoIDE有跨平臺的優(yōu)勢。，操作簡單：Arduino與PC的連接采用了USB連接，即插即用，不要再額外地安裝任何驅動程序并且Arduino的開發(fā)環(huán)境軟件也非常的清晰明了，僅提供了最重要的了可能會使初學者眼，開放性：Arduino的硬件原理圖、電路圖、IDE軟件始設計及相應代碼。這樣可以讓用戶更好的理解Arduino的電路原交流性ArduinoArduino第資源豐富由于Arduino是一個開源的開發(fā)平臺很多愛好者也秉承了開源社區(qū)一貫的開放性和性所以可以根據(jù)他們提極大的便利了Arduino開發(fā)者。#include<Servo.h>Servomyservo;intpos=0;inti=0;intintTrigPin=2;intEchoPin=3;floatdistance;voidsetup(){Serial.begin(9600);設置波特率，一般(9600pinMode(TrigPin,OUTPUT);pinMode(EchoPin,INPUT);}void{digitalWrite(TrigPin,LOW);digitalWrite(TrigPin,LOW);distancepulseIn(EchoPin,HIGH)58.00;//計算兩傳感器間距離{for(pos=0;pos<=90;pos+={}for(pos=90;pos>=0;pos-{}{}}Serial.print("cm");單位為厘米}void{Serial.println("AT+CMGF=1");//使用通信模塊發(fā)功 \"");//設置接收用戶Serial.print("1\r\n");//編輯內(nèi)容為每個桶編}本產(chǎn)品可以在串口實時顯示桶內(nèi)是否已滿且在壓縮后體積仍超出預設容量時自動提醒環(huán)衛(wèi)工人串口在