CN104058196A - 一种基于arm控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法，该系统主站层、与所述主站层通讯连接的从站层、与所述从站层电路连接的垃圾箱控制层，以及垃圾箱机构；垃圾箱机构包含有支架、设置在支架上的垃圾箱、活动设置在垃圾箱的垃圾箱顶和驱动部件；垃圾箱控制层包含：设置在垃圾箱顶端上的传感器，其与从站层连接，传感器对垃圾箱内的垃圾状态进行检测；设置在垃圾箱机构上的步进电机部件，其通讯连接从站层，用于控制垃圾箱的升高高度和垃圾箱倾斜角度；设置在垃圾箱上的若干个接近开关，其与从站层连接，对垃圾箱运行的垃圾状态进行监测。本发明能够垃圾箱内的垃圾状态全方位了解。

Description

一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法

技术领域

本发明涉及垃圾回收系统，特别涉及一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法。

背景技术

现有的公共垃圾箱内的垃圾回收都比较针对单一功能、各个应用领域的子系统，其中有对垃圾箱内的垃圾状态进行监控，并且监控的方式通过GPRS与监控平台进行无线通讯，而对垃圾箱没有较大的设计，在垃圾回收时垃圾回收人员还是要和以前一样出较大的力气对垃圾进行清理。而有些对垃圾回收通过铺设垃圾箱轨道使垃圾箱自己运动到垃圾回收处，这样的可行性不太高，投资很大，并且对所有的垃圾箱考虑不周全。有些的垃圾箱的设计很智能，能自己行走自己收集垃圾，但应用在公共场所，可行性不太高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法，一方面能使垃圾回收人员对整个地区内的垃圾箱内的垃圾状态全方位了解、减少他们对垃圾巡查次数，另一方面能够使垃圾收集简单化，减少垃圾收集人员的劳动强度，可行性很强。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特点是，包含：主站层、与所述主站层通讯连接的从站层、与所述从站层电路连接的垃圾箱控制层，以及垃圾箱机构；

所述垃圾箱机构包含有支架、设置在支架上的垃圾箱、活动设置在垃圾箱的垃圾箱顶和驱动部件；

所述垃圾箱控制层包含：

设置在垃圾箱顶端上的传感器，其与从站层连接，所述传感器对垃圾箱内的垃圾状态进行检测；

设置在所述垃圾箱机构上的步进电机部件，其通讯连接所述从站层，用于控制垃圾箱的升高高度和垃圾箱倾斜角度；

设置在垃圾箱上的若干个接近开关，其与从站层连接，对垃圾箱运行的垃圾状态进行监测。

所述的步进电机部件包含第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机；

所述的第一步进电机、第二步进电机分别固定在支架上；

所述的第三步进电机固定在垃圾箱上。

所述的驱动部件包含：

一对直形导轨，其一端分别插入在支架内，且分别位于垃圾箱的两侧，另一端与垃圾箱活动相连，所述的垃圾箱可绕着直形导轨的另一端旋转；

弧形导轨，其中心部位与一个所述的直形导轨另一端相连；

所述的直形导轨一面设有齿，且与第一步进电机和第二步进电机的输出齿轮相互啮合；

所述的弧形导轨设有弧形齿，且与第三步进电机的输出齿轮相互啮合。

若干所述的接近开关分别为第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关；

其中，所述的第一接近开关、第二接近开关分别设置在一对直形导轨的上部；

所述的第三接近开关设置在垃圾箱一侧，且与所述的弧形导轨相对应。

每个所述直形导轨上下两端设有一对直形导轨小孔，其分别用于第一接近开关、第二接近开关的检测。

所述的弧形导轨设有一对弧形导轨小孔，其分别用于第三接近开关的检测。

所述的垃圾箱顶通过垃圾箱顶支架支撑，所述的垃圾箱顶支架一端固定在齿轮上，且所述的第三步进电机驱动齿轮，使得垃圾箱顶旋转。

所述的主站层包含ARM单片机系统，以及电路连接该ARM单片机系统的显示屏。

所述的从站层包含若干个从站，每个从站包含有从站单片机系统，所述的从站单片机系统通过总线连接至主站层的ARM单片机系统，并电路连接并控制一组所述的传感器、步进电机部件和接近开关。

一种采用上述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统的回收方法，其特征在于，该方法包含：

步骤1、位于垃圾箱控制层的传感器检测垃圾箱内状态，通过从站单片机系统对传感器信号进行处理，判断垃圾箱是否已满，但垃圾箱不满时，继续检测；

步骤2、当垃圾箱已满时，从站层单片机系统向主站层发出信息，使主站层检测出此垃圾箱已满，需要清理；

步骤3、主站层通过分析所有从站层的信息、 总结所有需要清理的垃圾箱，总结的信息里包含已满垃圾箱的具体位置；

步骤4从站单片机系统向步进电机部件发出步进电机启停信号，控制步进电机使垃圾箱升高、下降、倾斜翻滚。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1．本发明实现了垃圾箱内垃圾状态监测和回收的一体化，对一个地带的垃圾箱监测和回收统一管理。

2．本发明实现了垃圾回收的简便性和合理性，易于实现。

3．本发明整体使用公共场所环境，尤其是繁华地区，减轻垃圾回收人员的劳动量，提高了垃圾回收工作效率，减少了垃圾清理的成本。

附图说明

图1为本发明一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统的系统框图；

图2为本发明一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统的垃圾机构的主视图；

图3为垃圾机构的左视图；

图4为垃圾机构的右视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1~4所示，一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，包含：主站层1、与所述主站层1通讯连接的从站层2、与所述从站层2电路连接的垃圾箱控制层3，以及垃圾箱机构；垃圾箱机构是使用不锈钢或铝合金有一定硬度和强度的材料，机构包含有支架46、设置在支架46上的垃圾箱43、活动设置在垃圾箱43的垃圾箱顶41和驱动部件；垃圾箱控制层包含：设置在垃圾箱顶端上的传感器31，其与从站层2连接，所述传感器31对垃圾箱43内的垃圾状态进行检测，该传感器为红外传感器（红外线发射接收对管），其分别位于垃圾箱的传感器发射端311和接收端312，位于传感器发射端311处的传感器型号为TSAL6200，位于传感器接收端312处的传感器型号为HS0038B；设置在所述垃圾箱机构上的步进电机部件，其通讯连接所述从站层2，用于控制垃圾箱43的升高高度和垃圾箱倾斜角度；设置在垃圾箱43上的若干个接近开关，其与从站层2连接，对垃圾箱43运行的垃圾状态进行监测。

步进电机部件包含第一步进电机32、第二步进电机33和第三步进电机34；第一步进电机32、第二步进电机33分别固定在支架46上；第三步进电机34固定在垃圾箱43上。

驱动部件包含：一对直形导轨44，其一端分别插入在支架46内，且分别位于垃圾箱43的两侧，另一端与垃圾箱43活动相连，所述的垃圾箱43可绕着直形导轨44的另一端旋转；弧形导轨45，其中心部位与一个所述的直形导轨44另一端相连；所述的直形导轨44一面设有齿，且与第一步进电机32和第二步进电机33的输出齿轮相互啮合；所述的弧形导轨45设有弧形齿，且与第三步进电机34的输出齿轮相互啮合。

第一步进电机32带动齿轮51转动、第二步进电机33带动齿轮52转动，使得直形导轨44上升或下降，第三步进电机带动齿轮53旋转，并在在弧形导轨45上运动，而且能带动齿轮54，从而带动垃圾箱43和垃圾箱支架42一个顺时针、一个逆时针运动，使垃圾箱口逐渐向下倾斜，并且使垃圾箱顶41不在垃圾箱口的正上方，不阻挡垃圾的正常倾倒，使垃圾箱和垃圾箱顶及支架成“V”形。

若干所述的接近开关分别为第一接近开关36、第二接近开关37和第三接近开关35；其中，所述的第一接近开关36、第二接近开关37分别设置在一对直形导轨44的上部；第三接近开关35设置在垃圾箱43一侧，且与所述的弧形导轨45相对应。

每个直形导轨44上下两端设有一对直形导轨小孔441，其分别用于第一接近开关36、第二接近开关37的检测。

垃圾箱43的提升高度是利用第一接近开关36和第二接近开关37进行检测，当接近开关检测到直形导轨小孔441后，就可以判断垃圾箱43已经在指定的最高点或最低点；垃圾箱43的倾斜角度通过第三接近开关35进行检测，当第三接近开关检测到弧形导轨小孔451后，就可以判断垃圾箱43已经在倾斜一定角度或回到原来角度。

弧形导轨45设有一对弧形导轨小孔451，其分别用于第三接近开关35的检测。

垃圾箱顶41通过垃圾箱顶支架42支撑，所述的垃圾箱顶支架42一端固定在齿轮54上，且所述的第三步进电机34驱动齿轮54，使得垃圾箱顶（41）旋转。

主站层1包含型号为S3C2410的ARM单片机系统11（），以及电路连接该ARM单片机系统11的显示屏12。

所述的从站层2包含若干个从站，每个从站包含有从站单片机系统21（型号为MCS-51即AT89C51），所述的从站单片机系统21通过总线连接至主站层的ARM单片机系统11，并电路连接并控制一组所述的传感器31、步进电机部件和接近开关，该从站单片机系统21包含红外无线通讯接收装置。

一种采用上述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统的回收方法，该方法包含：

步骤1、位于垃圾箱控制层3的传感器31检测垃圾箱内状态，通过从站单片机系统21对传感器信号进行处理，判断垃圾箱43是否已满，但垃圾箱43不满时，继续检测；

步骤2、当垃圾箱43已满时，从站层单片机系统21通过RS485/M-BUS向主站层发出信息，使主站层检测出此垃圾箱43已满，需要清理；

步骤3、主站层通过分析所有从站层的信息、总结所有需要清理的垃圾箱43，总结的信息里包含已满垃圾箱的具体位置，通知相关垃圾回收人员对已满垃圾箱进行清理，并合理分配任务；

步骤4垃圾回收人员开着垃圾回收车到需要清理垃圾箱的指定位置，从站单片机系统21向步进电机部件发出步进电机启停信号，此单从站单片机系统21会控制步进电机使垃圾箱从“1”状态成“V”状态，使其内的垃圾倾倒到垃圾回收车内，垃圾倾倒后，再向此从站单片机系统21发出一个无线控制信号，此单片机系统会控制步进电机使垃圾箱回到原状“1”状态。

综上所述，本发明一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统及回收方法，一方面能使垃圾回收人员对整个地区内的垃圾箱内的垃圾状态全方位了解、减少他们对垃圾巡查次数，另一方面能够使垃圾收集简单化，减少垃圾收集人员的劳动强度，可行性很强。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，包含：主站层（1）、与所述主站层（1）通讯连接的从站层（2）、与所述从站层（2）电路连接的垃圾箱控制层（3），以及垃圾箱机构；

所述垃圾箱机构包含有支架（46）、设置在支架（46）上的垃圾箱（43）、活动设置在垃圾箱（43）的垃圾箱顶（41）和驱动部件；

所述垃圾箱控制层包含：

设置在垃圾箱顶端上的传感器（31），其与从站层（2）连接，所述传感器（31）对垃圾箱（43）内的垃圾状态进行检测；

设置在所述垃圾箱机构上的步进电机部件，其通讯连接所述从站层（2），用于控制垃圾箱（43）的升高高度和垃圾箱倾斜角度；

设置在垃圾箱（43）上的若干个接近开关，其与从站层（2）连接，对垃圾箱（43）运行的垃圾状态进行监测。

2.如权利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的步进电机部件包含第一步进电机（32）、第二步进电机（33）和第三步进电机（34）；

所述的第一步进电机（32）、第二步进电机（33）分别固定在支架（46）上；

所述的第三步进电机（34）固定在垃圾箱（43）上。

3.如权利要求3所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的驱动部件包含：

一对直形导轨（44），其一端分别插入在支架（46）内，且分别位于垃圾箱（43）的两侧，另一端与垃圾箱（43）活动相连，所述的垃圾箱（43）可绕着直形导轨（44）的另一端旋转；

弧形导轨（45），其中心部位与一个所述的直形导轨（44）另一端相连；

所述的直形导轨（44）一面设有齿，且与第一步进电机（32）和第二步进电机（33）的输出齿轮相互啮合；

所述的弧形导轨（45）设有弧形齿，且与第三步进电机（34）的输出齿轮相互啮合。

4.如权利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，若干所述的接近开关分别为第一接近开关（36）、第二接近开关（37）和第三接近开关（35）；

其中，所述的第一接近开关（36）、第二接近开关（37）分别设置在一对直形导轨（44）的上部；

所述的第三接近开关（35）设置在垃圾箱（43）一侧，且与所述的弧形导轨（45）相对应。

5.如权利要求4所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，每个所述直形导轨（44）上下两端设有一对直形导轨小孔（441），其分别用于第一接近开关（36）、第二接近开关（37）的检测。

6.如权利要求4所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的弧形导轨（45）设有一对弧形导轨小孔（451），其分别用于第三接近开关（35）的检测。

7.如权利要求2所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的垃圾箱顶（41）通过垃圾箱顶支架（42）支撑，所述的垃圾箱顶支架（42）一端固定在齿轮（54）上，且所述的第三步进电机（34）驱动齿轮（54），使得垃圾箱顶（41）旋转。

8.如权利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的主站层（1）包含ARM单片机系统（11），以及电路连接该ARM单片机系统（11）的显示屏（12）。

9.如权利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统，其特征在于，所述的从站层（2）包含若干个从站，每个从站包含有从站单片机系统（21），所述的从站单片机系统（21）通过总线连接至主站层的ARM单片机系统（11），并电路连接并控制一组所述的传感器（31）、步进电机部件和接近开关。

10.一种采用如权利要求1-9所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系统的回收方法，其特征在于，该方法包含：

步骤1、位于垃圾箱控制层（3）的传感器（31）检测垃圾箱内状态，通过从站单片机系统（21）对传感器信号进行处理，判断垃圾箱（43）是否已满，但垃圾箱（43）不满时，继续检测；

步骤2、当垃圾箱（43）已满时，从站层单片机系统（21）向主站层发出信息，使主站层检测出此垃圾箱（43）已满，需要清理；

步骤3、主站层通过分析所有从站层的信息、 总结所有需要清理的垃圾箱（43），总结的信息里包含已满垃圾箱的具体位置；

步骤4从站单片机系统（21）向步进电机部件发出步进电机启停信号，控制步进电机使垃圾箱升高、下降、倾斜翻滚。