智能垃圾桶设计专项方案.doc
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1、1、工作原理整体架构图1所表示:电平为高电平高到低电平为高输出放音地址输出出控制电平提供+5v单片机STM32电源热释红外传感器震动传感器红外光PT2262桶盖控制部分语音部分图1 作品系统架构图程序分为3大块:主程序为等候延时、定时中止,热释红外传感器中止。工作原理:当人走到热释红外传感器探测范围内,传感器热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生改变时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,经过hn911内部电路处理将此信号转换成电平变换,当检测到人时向单片机提供了一个低电平(下降沿),将此信号作为一个外部中止信号(在设计此方案时候,我们还想到检测时候利用图像处理法,她优点就能够轻易区分垃圾种类和正确
2、是否是人,但其缺点是处理信息大,受到环境影响大,所以放弃);震动传感器是将垃圾桶震动(被物体撞击)或重量改变转变成电平信号,经过I/O口单片机能够查询到此信号;当PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功效红外遥控发射/接收芯片,其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,将垃圾投入和垃圾桶是否满转变成电平信号,经过I/O口单片机能够查询到此信号;单片机在进行初始化和设定定时时间后,就等候中止信号,当外部中止端有信号时,单片机进入处理中止,认为此时有些人来,经过查询I/O信号,判定是否打开垃圾桶盖,当垃圾桶未满即PT2262/2272端无信号打开垃圾桶盖(单片
3、机控制电磁铁通电,盖打开),经过震动传感器和PT2262/2272信号综合判定此人是否是投垃圾,和此同时单片机控制语音芯片发出部分幽默话语,提醒大家珍惜环境,也给大家带来部分愉快。正因为盛群单片机有很方便休眠唤醒功效,在PA口加下降沿可是单片机唤醒,而且唤醒后实施唤醒吓一跳指令,所以在长时间没有些人来投垃圾,单片机自动将除HN911以外电路电源关闭,以后单片机进入休眠,从而大大降低能源浪费。做到了节能环境保护。当有些人来时,经过HN911电路部分将单片机唤醒,单片机将以前关闭电源电路从新通电进入正常工作状态。四、作品功效、特色本作品节能环境保护,洁净卫生,含有一定娱乐性,利用广泛,可适适用于多
4、种中高级办公楼等公共场所,其原理也可利用至其它领域,如防盗作用等,含有很强市场竞争力。作品采取了HT46F49E作为主控单片机,以红外传感器、震动传感器、语音芯片为关键模块,关键特点以下:(1)节能环境保护。本作品有休眠唤醒功效,在长时间没有些人来投垃圾,单片机自动将除红外感应以外电路电源关闭,以后单片机进入休眠,从而大大降低能源浪费;做到了节能环境保护。当有些人来时,又经过该电路部分将单片机唤醒,单片机将以前关闭电源电路从新通电进入正常工作状态。(2)洁净卫生。智能垃圾桶顺应了现代社会追求,突破了传统带盖垃圾桶用手或脚开盖思维屏障,感应开、关桶盖让大家在丢时少了份担心,降低了生活中多种病菌交
5、叉感染机率。同时含有良好密封性好,无垃圾异味溢出,确保四週空气清新。(3)娱乐性。本作品语音系统会依据不一样情况发出部分幽默诙谐话语,娱乐大众同时也吸引大家有意识地将垃圾丢进桶内,更能吸引小孩去捡垃圾往里丢,从而使大家养成不乱扔垃圾好习惯,让我们周围环境愈加漂亮。(4)利用广泛。本作品可有多个色彩、多个容量、多个材料选择,提升了公共场所及居家档次,满足了大家崇尚人性和时尚,不停塑造个性和魅力生活品味;是办公、家用、公用、会议、医疗等使用理想选择。五、 作品结构(一) 硬件部分硬件电路部份包含:电源电路模块HT46F49E芯片控制中心模块;信号检测电路模块;控制电路模块和语音电路模块四部份。分别
6、说明以下:Mod_1模块:电源电路模块实现给HT46F49E单片机供电功效。Mod_2模块:使用HT46F49E芯片,建立基础输入输出模型。实现和Mod_3模块串行通信功效,和实现基础控制功效。Mod_3模块:信号检测电路模块是由各插孔检测电路分别和各个用电器相串联组成,实现外部信号检测。热式红外传感器模块实现对外部红外热源检测。震动传感器模块实现对外部重量和形变检测。红外光传感器模块在Mod_2模块中HT46F49E控制下对带地址、数据编码功效红外遥控发射/接收。Mod_4模块:控制电路模块用一个电磁铁实现桶盖打开和关闭。语音电路模块关键用编程实现智能垃圾桶提醒功效及播报功效。1、Mod_1
7、模块解析:电源电路是由变压器、桥式整流电路、集成器7085及部分电容所组成。家用电器使用220v交流电压经过变压器降压、桥式整流电路整流后,再经过7805集成器将电压稳定成为5v直流电压,给单片机HT46R23供电。为了处理电信号中干扰问题,我们在集成器7085两边并接电容用以滤波。电路图以下所表示: 图2 电源模块电路图2、Mod_2模块解析: 图3 HT46F49E单片机引脚功效表工作电压:fSYS=4MHz:2.2V 5.5VfSYS=8MHz:3.3V5.5VfSYS=12MHz:4.5V5.5V 13 到23 个双向输入/输出口 和输入/输出口共用引脚外部中止输入 8 位可编程定时/
8、计数器,含有溢出中止和7 级预分频器 内置晶体和RC 振荡驱动电路 看门狗定时器 含有PFD 功效,能够用来发声 暂停和唤醒功效可降低功耗 在VDD =5V,系统频率为48MHz 时,指令周期为0.5s在本作品开发设计过程中,HT46F49E单片机采取5V稳压电源供电。工作在48MHz时钟频率。因为采取RISC 结构,此系列单片机含有高运算速度和高性能特征有了集成A/D 和PWM 功效优势,再加上低功耗、高性能、灵活控制输入/输出和低成本等特征。3、Mod_2模块解析:信号检测电路部分分为三大块:热式红外传感器、震动传感器、红外光传感器。(1)热式红外传感器模块这种探头是以探测人体辐射为目标。
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