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智能厨余垃圾桶的设计与制作(附件)【字数:11410】

2024-11-03 18:54编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本文研究了基于STC89C52RC最小系统板的微控制系统来实现智能厨余垃圾桶的处理系统。硬件电路设计部分包括了STC89C52RC主控板外围电路设计、电机驱动电路、独立按键、超声波电路、OLED显示电路、HX711称重电路等。本设计可以实现垃圾桶盖的自动开盖,对厨余垃圾的打包,压缩推送至垃圾桶外等功能。本设计的特点在于可以通过超声波电路来检测是否有人在附近,视作有丢垃圾的需求即实现自动开盖,利用搅碎机对厨余垃圾进行打碎入袋处理,HX711称重电路将测得数据发送至OLED显示屏上,当重量超过阈值,通过电机将垃圾扎袋并推送出去,实现自动化操作。本设计可以运用于垃圾分类智能化处理场景中,也可实现厨房家具智能化,具有较大的应用前景和市场潜力。
目录
一、绪论 7
(一) 研究背景及意义 7
(二) 国内外研究现状 7
(三) 课题研究意义 8
二、设计方案讨论,原理及主要元器件的介绍 9
(一)外形设计 9
(二)功能设计 9
(三)智能厨余垃圾桶的主控核心芯片 9
(四) 智能厨余垃圾桶的超声波传感器 10
(五) 智能厨余垃圾桶的电机选择 13
(六) 智能厨余垃圾桶的压力传感器 13
(七)智能厨余垃圾桶的OLED显示屏 14
(八)制作流程规划 15
三、系统的硬件设计 16
(一) 智能垃圾桶总体设计需求 16
(二)智能厨余垃圾桶的总体的设计框图 16
(三)智能厨余垃圾桶的硬件电路设计 16
1.STC89C52RC最小系统设计 16
2. USB烧入电路设计 17
3. 超声波电路原理 17
4. 智能厨余垃圾桶的OLED显示屏 18
5. HX711压力传感器电路 18
6. Wifi电路 19
7. 电机选择电路 19
四、系统的软件设计 22
(一) 软件系统总体需求 22
(二) 软件系统总体框图 22
(三)软件控制程序设计 23
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波检测程序设计 23
2.电机驱动程序设计 24
3.显示电路的程序设计 27
4. WiFi电路的程序设计 27
五、仿真和调试 29
(一)绘图软件的使用 29
(二)显示电路的测试 29
(三)按键控制模式切换 30
(四)电机驱动部分的仿真 30
(五)调试结果分析 35
六、 总结与展望 37
参考文献 38
致谢 39
附录一控制器源程序 40
一、绪论
随着现代生活物质的提高,城市中的垃圾也越来越多,同时伴随着乱认垃圾的不好行为,垃圾随着时间的推移开始变质,慢慢的开始散发出恶臭,同时由于厨余垃圾变质周期较短,又会污染到其他的垃圾的特点,所研制的一款专门针对厨余垃圾的垃圾桶。
研究背景及意义
在国际经济飞速发展与国内物质消费水平的提高,使得国内人民在生活中产生的垃圾呈现指数性上升,对国内环境的危害造成了不可逆转的隐患,让新一线城市的发展受到了限制,根据量化、循环利用、无害化原则,我们要对家庭废弃物进行分类,有效改善城乡环境,促进资源循环利用,加快“双向社会”建设,提高新城镇化质量和生态文明水平。2019年6月25日固体废弃物污染防治法修订草案首次在全国范围内出台。人民代表大会常务委员会提出审议,草案对“防止生活垃圾污染”实施了特别规定,在二十一世纪二十年代,国家主席习主席提出了垃圾分类的重要政策,在全国各地提出由政府机关联合地方进行生活垃圾分类处理,首先发挥了模范作用。由此可以看出垃圾分类已经是一项全民参与的活动了,下图11为垃圾分类的种类,大至分为三类,其中厨余垃圾的危害是最大的,首先厨余垃圾的最大特点之一就是,它容易腐烂,同时如果放置一到两天它回分成为硫化氢、氨等气体,这些气体易挥发,易扩散同时对人体有害。所以,为了减少厨余垃圾所造成的危害,就诞生出了智能厨余垃圾桶处理装置,它可以在源头上扼制厨余垃圾气味的散发,同时能够将厨余垃圾进行处理做到将垃圾变废为宝。
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图11 垃圾分类种类
国内外研究现状
目前日本厨余垃圾的主要处理方式为通过发展畜牧业将厨余垃圾分解,这一方法不但解决了厨余垃圾的排放也增加了畜牧业的发展,但由于口蹄疾等疾病的传播,要求采用高温消毒处理以至于导致了用电量的大幅度提升,同时也出现部分有害气体排了出去污染了环境,但是此方法也是目前普遍的处理的方式。现在韩国的厨余垃圾处理方法之一是堆肥,由于厨房中产生的垃圾种类过于复杂,不易分类。也会影响堆肥的品质。其次,韩国的厨房垃圾在盐碱度方面高于其他国家,也直接决定了堆肥的效果,气味问题也很难解决。然而我国至今还未存在健全的垃圾处理的基本体系,由于缺乏相针对性的政策和处理技术,目前的处理方法是将垃圾直接埋进土里或者运送至农场用来猪。
国内南京工业大学在2021年曾发表了一篇《基于YOLOv5s网络的垃圾分类和检测》的报告,此篇报告说明了通过YOLOv5s可以分别六种不同的垃圾类型再将其投放至对应的垃圾桶内。
国内河南机电职业学院在2021年四月发表了一篇《家用多功能分类垃圾桶设计》的期刊,本篇期刊在传统的垃圾桶的设计上增加了其美观性的同时,还增加了三个隔离式的可旋转垃圾槽,通过推动的方式将垃圾分别滑向不同的垃圾槽内。
同时德州学院在同年四月发表了一篇《分类垃圾智能运输倾倒车控制系统的设计》的相关期刊,本期刊从垃圾车的设计中出发,使垃圾车自身具有垃圾分类的功能,从而大大减少了人力的利用。
课题研究意义
本课题中,主要研究的是对厨余垃圾的气味的处理以及将厨余垃圾分解压缩推送以及打包。本设计分为上下两层,上层为检测区域,主要测量厨余垃圾的总体质量,当达到一定阀值时,通过步进电机打开下层的挡板,将厨余垃圾运送至下层,下层为处理区域,当厨余垃圾从检测区域送至处理区域后左侧的墙壁会向右移动,将厨余垃圾中多余的水分挤出后,右侧的墙壁便打开,将过滤过的厨余垃圾装进袋子中,然后打包带走。该技术不但可以用于人们的居家环境,也可以用于较大的餐饮行业,此设计的优点在于可以避免人们对厨余垃圾的直接接触,也可以防止气味的扩散,省去了大部分的人力来处理厨余垃圾,同时处理过的厨余垃圾能够直接用作饲料投放至养殖场喂猪。此设计与市场上的厨余垃圾的处理装置相比较,避免了安装的步骤同时此设计的部件能够做到拆除替换,大大的减少了部件损害后无法购买到相同型号的部件而需要重新购买的尴尬情景,同时此设计能够做到了智能化,做到不需要自己动手处理就能将垃圾打包带走。

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