摘 要
最近几年，随着当前我国的经济不断发展，人们的生活垃圾也越来越多。智能分类垃圾桶的设计，在一定程度上可以减轻环卫工人的工作量及其环卫工作管理需要花费的财力和物力。
此次设计的垃圾桶采用STM32单片机作为此次设计的主控芯片，通过4个舵机分别带动对应的垃圾桶盖，然后配合红外对射管对垃圾桶量的检测，当监测到垃圾桶满，红色指示灯点亮，反之绿色指示灯点亮，监测到垃圾桶垃圾装满时，通过WiFi模块及时将垃圾桶的信息传输到环卫管理工作人员的手机上，用户可以通过语音对各种垃圾进行识别，并打开对应的垃圾桶盖子。此次设计通过对实物的硬件和软件进行设计，最终对实现的功能和性能进行测试，使其可以具有较高的稳定性和可靠性。
关键词:垃圾桶；WiFi模块；STM32；语音播报；舵机
Intelligent Garbage can based on SCM
Abstract
In recent years, with the continuous development of China's economy, people's household waste has also increased. The design of intelligent sorting garbage bins can to some extent reduce the workload of sanitation workers and the financial and material resources required for sanitation work management.
The garbage bin in this design uses the STM32 microcontroller as the main control chip. Four servo motors drive the corresponding garbage bin covers, and then cooperate with infrared radiation tubes to detect the amount of garbage bin. When the garbage bin is detected to be full, the red indicator light will light up, and vice versa, the green indicator light will light up. When the garbage bin is detected to be full, the information of the garbage bin will be promptly transmitted to the mobile phones of environmental sanitation management personnel through the WiFi module, Users can recognize various types of garbage through voice and open the corresponding trash can lid. This design involves designing the physical hardware and software, and ultimately testing the functionality and performance of the implementation to ensure high stability and reliability.
Key words: trash can; WiFi module; STM32； Voice broadcasting; steering engine
目录
1绪论
1.1 选题背景及实际意义
当前随着我国经济的不断发展，人们的生活水平大幅度提高，人们对资源的大量消耗，也导致我给国当前城市生活中的垃圾也不断增加，当前我国对垃圾的可回收利用和持续发展重视程度越来越高。
对当前垃圾的处理是每个人的责任。处理好垃圾问题，不仅仅造福我们自己，也会造福我们的后代。中国作为世界第一大国，对垃圾处理的结果好坏，对我国及其全球都具有较大的影响[1]。当前对垃圾的处理，只有我们每个人都从自己做起，才能从源头解决这个问题。垃圾桶作为当前人们生活必不可少的生活用户产品，也作为当前关注度较高的一种工具。
垃圾桶从之前的简易的垃圾桶，最开始就是一些在户外进行使用的垃圾桶，然后进步到一些较为简易的垃圾桶，后来发展的一些脚踏垃圾桶到当前的一些可进行分类的垃圾桶，通过垃圾桶的不断改进，从中也可以看出当前我国社会在不断进步，也是人类文明的一种象征。最开始的垃圾桶，主要在垃圾桶的外观上进行设计，虽然造型较多，但是这些垃圾桶的功能较为简单，只是用来盛放用户丢弃的物品，对垃圾的识别率较低[2]。且传统的垃圾桶需要环卫工人定时进行检测，然后对其进行搬运，但是对垃圾桶的具体量不好把控，不但会造成垃圾运输不及时，垃圾桶满的没有及时运送，而对垃圾桶没满的进行处理，垃圾桶垃圾较多，没有及时进行处理，使得垃圾桶周围经，常出现刺鼻气体及其较多的蚊虫[3]。且进行垃圾处理的过程也较为复杂。此次设计为了解决当前垃圾桶处理速度低，设计一款成本低，可进行垃圾分类，及其及时将垃圾桶的消息发送到管理员手机中智能垃圾桶。使得垃圾可以回收利用，处理及时提高人们的生活环境。
1.2 国内外研究现状
当前国内的垃圾桶和国外的垃圾桶技术相比较，国内的垃圾桶智能化程度较低，且垃圾桶的发展和国家的经济及其国家当前的发展水平及其当前人们的素质等有很大的关系。当前我国设计的垃圾桶，虽然价格较为低廉，操控较为简单，但是存在质量较差很容易被损毁[4]，且功能较为单一等缺点，虽然当前也存在一些较为智能的垃圾桶，如采用人体红外设计的垃圾桶，通过采用红外对管或者采用超声波检测是否有人，检测到有人，垃圾桶自动打开垃圾桶盖，等到用户放完垃圾桶后，会自动关闭垃圾桶，通过这种方式设计的垃圾桶，可以解决当前人为打开垃圾桶或者脚踩式打开垃圾桶带来的麻烦，可以减少人们触碰到垃圾、减少细菌的感染，这种垃圾桶也是当前使用较多的一款垃圾桶，一经发现就被广泛进行使用。
到2006年的时候，在美国设计了一款太阳能垃圾桶，采用太阳能设计的垃圾桶或者一些作为商业使用的垃圾桶。太阳能表面采用太阳能板进行设计，然后将检测的太阳能转换为电能进行存储[5]，在因与天或者在夜晚时给系统进行供电，并且将太阳能点亮路灯，作为夜晚的路灯使用，或者垃圾桶的外面贴放一些广告牌，作为城市的宣传栏使用。
我国当前也设计了使用太阳那作为动能，然后对垃圾进行自动压缩处理，减少垃圾的体积。如我国的汇丰设计的垃圾桶，可以将当前的垃圾桶进行压缩，使得垃圾可以减少到原来的1/8[6]，这款太阳能垃圾桶在没有用户仍垃圾的区间，其具有较好的封闭性，使得垃圾向周围发散的气味较小，但是这种设计主要利用在太阳光较为充足的地方。
商业广告垃圾桶，采用垃圾桶作为广告栏，采用这种垃圾桶虽然可以对商业的推广起到一定的作用，也会当前的经济起到一定的促进作用，也可以给行人提供热点或者充电口，但是这种设计其布线较为麻烦，其推广度较小，只适宜用在一些商业中。
1.3 安全与环保问题分析：
随着科技的发展，智能垃圾通也逐渐得到了普片应用。在我国，智能产业得到快速的发展，自动分类垃圾作为影响环保问题的重要因素，随着市场的发展壮大，智能垃圾桶也在被在市场上得到细分。经过研究发现，目前的市场上智能垃圾桶具有很好的发展优势。
在各大发展城市中，很多环保企业通过回收可回收利用垃圾作为经济收益，从而，智能分类垃圾通也在市场中的到更加广泛的应用。当在相应的范围内感应到有物体接近，通过语音识别模块，识别各类垃圾，并打开相对应的垃圾桶盖，将不同种类的垃圾进行分类处理，避免了有的垃圾在一起发生化学反应带来危害，且自动关闭或打开垃圾桶盖不需要人们近距离接触垃圾桶，解决了卫生感染带来的隐患，有效的防止了交叉感染带来的问题。通过红外对射管监测垃圾是否装满，没有装满就亮绿灯，装满了就亮红灯，装满后还可以通过WIFI发送提示信息到管理员处，管理员通过收到消息进行及时的处理，避免了垃圾堆积过多溢出垃圾桶，减少了蚊虫、难闻的味道给人们带来困扰，减少了对空气质量的污染，也美化了环境。智能分类垃圾桶给不仅给人们的生活带来了方便，还起到了节约资源的作用，所以智能分类垃圾桶具有安全和环保的性能。
1.4 本论文研究目标与框架
此次设计一款结构较为简单，可以自动控制垃圾桶盖的开关，可以检测垃圾桶是否装满，当检测到垃圾桶装满的情况时，垃圾桶的指示灯变红，且及时通过短信发送给环卫工人进行处理，减少环卫工人定期进行检测但是效率低的问题，用户可以语音控制不同垃圾桶盖的打开。
此次设计主要实现以下功能。
（1）通过4个舵机分别带动对应的垃圾桶盖（可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾）
（2）通过语音识别模块，识别各垃圾，并自动打开对应垃圾桶盖
（3）通过按键可手动打开垃圾桶盖
（4）通过红外对管检测垃圾是否装满，没满则亮绿灯，满了则亮红灯，装满则通过WIFI将提示信息发送到管理员手机上
（5）手机端APP可控制垃圾桶打开和关闭
此次设计框架结构：
第一章：绪论，针对此次设计的垃圾桶，对当前垃圾桶的研究背景及其意义进行了解，对当前垃圾桶的背景和研究意义进行了解，分析当前国内和国外研究现状进行分析，得出此次设计需要实现的功能。
第二章：系统方案设计，根据第一章对此次系统功能的设计，然后进行主要器件的选型，最后根据此次选择的主要器件对此次功能的系统框图进行绘制。
第三章：硬件电路，根据第二章方案设计进行此次设计原理图的绘制，然后对主要模块在此次设计中的功能及其工作原理进行详细介绍。
第四章：软件设计，通过KEIL5进行程序的撰写，然后对此次设计的程序进行流程图的绘制。
第五章：实物测试，对此次设计的实物进行焊接，然后对实物和代码进行综合调试，使得最终得此次设计的需求。
2 系统设计方案
2.1 整体设计方案
本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部