传统的垃圾桶当装满垃圾时满载需要人们自行检查，倒垃圾时需要手动开盖，而且也易让人感染细菌。特别是保洁人员对社区满载的垃圾桶需要重复巡视，比较浪费时间，为了解决这些弊端，本文设计了一款智能垃圾桶。本课题基于STM32F103芯片，它由STM32单片机最小系统处理传感器信号以及指令发送、电源模块对整个系统进行供电、超声波模块用来测量物体的距离、红外热释模块用来感应活物、称重模块测量垃圾的重量、红外感应模块、电机驱动模块来驱动电机打开以及关闭桶盖、电机到位模块用来检测桶盖打开和关闭的状态以及通过蓝牙模块与手机进行通信组成。该设计主要由STM32单片机控制，可以通过红外热释模块以及超声波测距模块检测是否有人靠近垃圾桶，当检测到信号时电机模块会驱动电机做出的开盖动作，再通过称重模块和红外感应模块来检测垃圾桶是否装满，内置的蓝牙模块可以与手机连接，通过APP连接可以知道其位置、垃圾重量、电量信息、垃圾桶是否满载、桶盖的状态。该款垃圾桶用于社区可以帮助环卫工人提高工作效率，大大节省处理垃圾的时间。如果家用，能够帮助和提醒家人，使垃圾处理更加智能、干净。
目录
一、 引言 1
(一) 课题背景及意义 1
(二) 课题的工作原理 1
(三) 课题的设计思路及主要工作 1
二、 智能垃圾桶硬件系统设计 3
(一) 设计思路 3
(二) 功能框图 3
(三) STM32F103单片机最小系统电路设计 3
(四) 电源模块电路设计 4
(五) 超声波测距电路设计 7
(六) 红外热释电路设计 7
(七) 称重模块电路设计 8
(八) 红外感应电路设计 9
(九) 电机驱动电路设计 9
(十) 电机到位电路设计 11
(十一) 蓝牙模块电路设计 12
三、 智能垃圾桶的PCB板设计与制作 13
四、 智能垃圾桶的软件系统设计 15
(一) 嵌入式底层驱动程序设计 15
(二) 手机APP程序设计 16
(三) 蓝牙通信协议 16
五、 硬件组装与实物调试 18
( *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072& 
一) 硬件组装 18
(二) 实物调试 19
六、 总结与展望 22
致谢 23
参考文献 24
附录 原理图 25
引言
课题背景及意义
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们也更加重视生活的环境，也更加的爱惜我们所生活的这片土地，对我们生活所产生的垃圾也更加的重视，在任何场所垃圾的处理都是令我们比较头疼的事情，如果处理不好的话会对环境造成不好的影响，人类生活所造成的大量垃圾造成了地球的土地资源受到破坏，也破坏了我们生存的环境，垃圾自然分解所产生的有害气体以及物质还会破坏地球表面的植被，这不仅影响了大自然的容貌，同样也会破坏了大自然的生态环境以及动植物的生存，所以在这种形势下，为了给人们一个干净卫生，健康舒适的生活环境，保护环境，解决垃圾问题，就产生了许多关于环境卫生的产品。
传统的垃圾桶让我们处理垃圾更加的方便，但是仍然存在着不足，传统的垃圾桶当装满垃圾时满载需要人们自行检查，倒垃圾时需要手动开盖，而且也易让人感染细菌。特别是保洁人员对社区满载的垃圾桶需要重复巡视，比较浪费时间，为了解决这些弊端，本文设计了一款智能垃圾桶。
课题的工作原理
使用STM32作为下位机的控制芯片，利用超声波通过测量障碍物的距离来判定是否有物体靠近垃圾桶，在利用红外热释模块判定靠近的物体为活物即人。根据这个信号，单片机做出对应的处理发送给电机进行操作。在这个过程中我们利用称重装置对垃圾桶的重量进行测量并结合红外对管判定垃圾桶满载状态，然后单片机将处理后通过蓝牙将这些数据给到手机APP上并且通过处理后处显示。
课题的设计思路及主要工作
采用模块化设计，先将每个传感器模块单独的与单片机进行通信，确保每个模块可以正常工作，正确的收发信号指令，然后依次的将每个模块与单片机连接，然后在将每个传感器的信号进行处理，然后通过不同的信号，发送不同的指令，做不同的任务。
智能垃圾桶的设计主要可分为两部分：硬件系统设计和软件系统设计。
硬件系统设计工作分为以下部分：
（1）设计STM32单片机最小系统模块
（2）设计电源模块
（3）设计超声波测距模块
（4）设计红外热释模块
（5）设计称重模块
（6）设计红外感应模块
（7）设计电机到位模块
（8）设计电机驱动模块
（9）设计蓝牙模块
软件设计工作分为以下两个部分：
（1）嵌入式程序设计
称重模块的数据采集以及处理子程序设计，超声波距离检测并信号处理以及判断子程序设计，电机到位模块信号采集以及判断子程序设计，单片机驱动电机模块逻辑子程序设计，红外传感器信号采集以及判断子程序设计。
（2）手机APP程序设计
APP页面设计，蓝牙搜索以及连接程序编写，下位机上传的数据进行处理并通过页面显示出来。
智能垃圾桶硬件系统设计
设计思路
它由STM32单片机最小系统处理传感器信号以及指令发送、电源模块对整个系统进行供电、超声波模块用来测量物体的距离、红外热释模块用来感应活物、称重模块测量垃圾的重量、红外感应模块、电机驱动模块来驱动电机打开以及关闭桶盖、电机到位模块用来检测桶盖打开和关闭的状态以及通过蓝牙模块与手机进行通信组成。功能框图如图21所示。通过红外热释传感器以及超声波测距模块检测是否有人靠近垃圾桶，当检测到信号时电机模块会驱动电机做出的开盖动作，然后通过称重传感器设定重量的上限值和红外感应传感器感应到信合一起判定检测垃圾桶是否装满。
功能框图


图21 功能总框图
STM32F103单片机最小系统电路设计
该电路设计采用STM32F103型号的单片机为主控芯片，STM32单片机是一种集成度比较高高的几款微型计算机，内部有可以处理数据的CPU，还有可以用来存储的RAM及ROM，并且还有需要可以传输电平信号的IO口。由于8位单片机内部构造较为简单，功能不够齐全，所以我们采用32位单片机作为主控芯片。我们本课题将采用STM32F103ZE芯片进行设计，其具备的功能特点有：

原文链接：http://www.jxszl.com/dzxx/dzdq/607711.html