CN108516239B - 智能垃圾箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的智能垃圾箱，被控箱包括被控箱体、设置在被控箱体内的被控器、以及设置在被控箱体上的投放门和箱门；被控箱体的外表面还设置有垃圾类型标签；被控箱体内靠近投放门的位置还设有推拉杆电机，推拉杆电机与被控器电连接，推拉杆电机中推杆的端部靠近投放门设置；主控箱包括主控箱体、主控器、以及若干个按键，按键与所述主控器电连接，被控器和主控器电连接。该垃圾箱设有多个被控箱，用户可以根据垃圾类型(可回收还是不可回收)，将垃圾投递到不同的被控箱中，实现对垃圾分类的功能。另外被控箱的投放门可以通过推拉杆电机实现自动打开或关闭，方便使用。另外该智能垃圾箱还可以通过主控箱上的按键控制被控箱的投放门打开，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，具体涉及智能垃圾箱。
背景技术
每个人每天都会扔出许多垃圾，在一些垃圾管理较好的地区，大部分垃圾会得到卫生填埋、焚烧、堆肥等无害化处理，而更多地方的垃圾则常常被简易堆放或填埋，导致臭气蔓延，并且污染土壤和地下水体。垃圾无害化处理的费用是非常高的，根据处理方式的不同，处理一吨垃圾的费用约为一百至几百元不等。但是通过垃圾分类，可以将部分垃圾回收利用，而不能利用的垃圾也更方便进行针对性的处理，降低垃圾处理成本。
对于工厂、医院等垃圾种类比较单一的场合来说，垃圾分类收集是比较容易的，但是对于社区居民来说，垃圾的种类很多，包括厨余垃圾、有害垃圾、可回收垃圾等，而居民的素质也不尽相同，很多时候都会出现将垃圾误投到非对应种类的垃圾箱中，给垃圾分类回收造成了困难。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供智能垃圾箱,能够帮助居民对垃圾进行分类。
智能垃圾箱，包括主控箱和若干个被控箱；
被控箱包括被控箱体、设置在被控箱体内的被控器、以及设置在被控箱体上的投放门和箱门，其中箱门位于投放门下方，投放门和箱门分别与被控箱体铰接；所述被控箱体的外表面还设置有垃圾类型标签；所述被控箱体内靠近投放门的位置还设有推拉杆电机，推拉杆电机与被控器电连接，推拉杆电机中推杆的端部靠近投放门设置，使得推拉杆电机的推杆伸缩运动时，能够推动投放门转动；
主控箱包括主控箱体、设置在主控箱体内的主控器、以及设置在主控箱体上的若干个按键，按键与所述主控器电连接，所述被控器和主控器电连接。
进一步地，所述主控器包括主控芯片和若干个按键电路；
所述按键电路包括双二极管D3、电容C6、电阻R12、电阻R9和接口J4；双二极管D3的负极接3.3V电源，双二极管D3的正极接地，双二极管D3的输出端子通过电阻R12接接口J4的第2端子，双二极管D3的输出端子通过电容C6接地，双二极管D3的输出端子接主控芯片；接口J4的第2端子通过电阻R9上拉到3.3V电源；
所述被控器包括被控芯片U1、电机驱动芯片D3、电阻R14、电阻R15、电阻R23；电机驱动芯片D3的第1端子和第2端子分别接被控芯片U1；电阻R14、电阻R15和电阻R23相互并联，电阻R14的一端接12V电源，该端还通过串联电阻R13接被控芯片U1；电阻R14的另一端接电机驱动芯片D3的第4端子，该端还通过串联电阻R24接被控芯片U1；电机驱动芯片D3的第8端子和第5端子分别接所述推拉杆电机。
进一步地，所述主控器还包括分控接口电路；
所述分控接口电路包括485芯片U4、开关管V5、开关管V6、二极管D13和瞬变二极管D14；主控芯片的两485通讯接口分别接开关管V5和开关管V6的基级，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极接485芯片U4的第2端子和第3端子，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极通过电阻R30上拉至5V电源，开关管V5的发射极和开关管V6的发射极接地；485芯片U4的第4端子通过电阻R39接地；485芯片U4的第1端子通过依次反接二极管D13和电阻R31接3.3V电源，二极管D13和电阻R31的公共端子与主控芯片电连接；485芯片U4的第7端子通过电阻R37接地，485芯片U4的第7端子通过热敏电阻PTC2接485端子J22的第2端子；485芯片U4的第6端子通过电阻R32接5V电源，485芯片U4的第6端子接485端子J22的第1端子，瞬变二极管D14两端分别接485芯片U4的第6端子和第7端子之间。
进一步地，所述被控器还包括485支路；所述485支路包括485芯片U2、开关管Q1和瞬变二极管D1；
被控芯片U1通过电阻R11接开关管Q1的基级，开关管Q1的发射级接地，开关管Q1的集电极接485芯片U2的第2端子和第3端子，开关管Q1的集电极通过电阻R7上拉至高电平，被控芯片U1与开关管Q1的公共连接点通过电阻R6接高电平；485芯片U2的第6端子和第7端子之间通过并联所述瞬变二极管D1、且485芯片U2的第7端子与瞬变二极管D1的公共连接点串联热敏电阻PTC1与所述端子J22电连接；瞬变二极管D1的第6端子通过电阻R8接高电平，瞬变二极管D1的第7端子通过电阻R10接地。
进一步地，所述主控箱体上还设有语音模块，语音模块包括语音芯片D5、开关管V2、开关管V3、开关管V4和二极管D6；
开关管V2的基级通过电阻R16与所述主控器电连接，开关管V4的基级通过电阻R23与所述主控器电连接，开关管V2的集电极和开关管V4的集电极接开关管V3的基级，开关管V2的发射级、开关管V3的发射级和开关管V4的发射级接地；开关管V3的基级和集电极分别通过电阻R14和电阻R15上拉至5V电源，开关管V3的集电极接语音芯片D5的第7端子，语音芯片D5的第8端子通过反接二极管D6与主控器电连接；语音芯片D5的第10端子和第11端子接被控芯片。
进一步地，所述被控器还包括语音控制电路；所述语音控制电路包括开关管V7、二极管D4和扬声器M1；被控芯片通过电阻R19接开关管V7的基级，开关管V7的发射级接地，开关管V7的集电极接扬声器，开关管V7的集电极通过正接二极管D4至高电平。
进一步地，所述主控箱体上还设有GPRS模块、扫描枪和打印机，GPRS模块、扫描枪和打印机分别与主控器电连接；所述主控箱体底部还设有电子秤，电子秤与主控器电连接。
进一步地，所述被控箱体内还设有红外检测头，红外检测头与被控器电连接。
由上述技术方案可知，本发明提供的智能垃圾箱,设有多个被控箱，用户可以根据垃圾类型(可回收还是不可回收)，将垃圾投递到不同的被控箱中，实现对垃圾分类的功能。另外被控箱的投放门可以通过推拉杆电机实现自动打开或关闭，方便使用。另外该智能垃圾箱还可以通过主控箱上的按键控制被控箱的投放门打开，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为实施例一中智能垃圾箱的结构示意图。
图2为实施例二中主控芯片的电路图。
图3为实施例二中按键电路的电路图。
图4为实施例二中分控接口电路的电路图。
图5为实施例二中语音模块的电路图。
图6为实施例二中GPRS接口电路的电路图。
图7为实施例三中被控芯片的电路图。
图8为实施例三中电机驱动的电路图。
图9为实施例三中485支路的电路图。
图10为实施例三中语音控制电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“内”、“下”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一：
如图1所示，智能垃圾箱，包括主控箱1和若干个被控箱2；
被控箱2包括被控箱体、设置在被控箱体内的被控器、以及设置在被控箱体上的投放门3和箱门4，其中箱门4位于投放门3下方，投放门3和箱门4分别与被控箱体铰接；所述被控箱体的外表面还设置有垃圾类型标签；所述被控箱体内靠近投放门的位置还设有推拉杆电机5，推拉杆电机5与被控器电连接，推拉杆电机中推杆的端部靠近投放门设置，使得推拉杆电机的推杆伸缩运动时，能够推动投放门转动；
具体地，用户扔垃圾时，将垃圾从投放门扔进被控箱中。清洁工人收垃圾时，打开被控箱的箱门，将垃圾取出。每个被控箱上都设有垃圾类型标签，标识该被控箱投放的是可回收垃圾或不可回收垃圾。用户判断投放的垃圾类别，并投入相应的被控箱中，实现了对垃圾的分类。该被控箱通过推拉杆电机推动投放门，当推拉杆电机的推杆向外伸缩时，推动投放门打开，当推拉杆电机的推杆回收时，投放门缓慢关闭。可回收垃圾的被控箱和不可回收垃圾的被控箱的数量可以根据具体情况确定。
主控箱1包括主控箱体、设置在主控箱体内的主控器、以及设置在主控箱体上的若干个按键8，按键8与所述主控器电连接，所述被控器和主控器电连接。
具体地，用户可以通过按键控制投放口打开，例如图1中的智能垃圾箱，具有1个主控箱和5个被控箱，其中左边两个是可回收垃圾，右边三个是不可回收垃圾。这主控箱上设有5个按键，其中最左边2个按键控制左边的被控箱，最右边的3个按键控制最右边3个被控箱。用户按下相应的按键时，相应的被控箱的投放门打开。
该实施例的智能垃圾箱,设有多个被控箱，用户可以根据垃圾类型(可回收还是不可回收)，将垃圾投递到不同的被控箱中，实现对垃圾分类的功能。另外被控箱的投放门可以通过推拉杆电机实现自动打开或关闭，方便使用。另外该智能垃圾箱还可以通过主控箱上的按键控制被控箱的投放门打开，使用方便。
进一步地，所述主控箱体上还设有GPRS模块(GPRS模块电路参见图6)、扫描枪7和打印机6，GPRS模块、扫描枪7和打印机6分别与主控器电连接；所述主控箱体底部还设有电子秤9，电子秤9与主控器电连接。
具体地，打印机可以是微型热敏打印机。当用户投放垃圾时，打印机可以打印二维码标签，用户将二维码标签贴在垃圾袋上，这样后期垃圾回收的工作人员可以知晓谁、什么时间、什么地点投递了垃圾，起到了监督的功能。扫描枪可以扫描RFID标签、二维码标签等电子标签。GPRS模块起到了通讯的功能，GPRS模块接口可连接一路可实现GPRS远程通讯的DTU，将本地数据传输到上位机主站，实现远程监测和控制。电子秤用于给垃圾称重，用户可以在扔垃圾之前，将垃圾放在电子秤上，称重后将重量与电子标签绑定，这样垃圾回收的工作人员也可以通过扫描电子标签知晓用户投递的垃圾重量。
实施例二：
实施例二在实施例一的基础上，增加了主控箱的电路。所述主控器包括主控芯片和若干个按键电路；
参见图2、3，所述按键电路包括双二极管D3、电容C6、电阻R12、电阻R9和接口J4；双二极管D3的负极接3.3V电源，双二极管D3的正极接地，双二极管D3的输出端子通过电阻R12接接口J4的第2端子，双二极管D3的输出端子通过电容C6接地，双二极管D3的输出端子接主控芯片；接口J4的第2端子通过电阻R9上拉到3.3V电源；
具体地，主控芯片采用STM32F103ZET6型号，存储芯片采用AT24C256，时钟芯片采用SD3088。接口J4为按键接口，每一个按键均采用上述的按键电路控制。双二极管D3采用双二极管封装形式，起到了保护、钳位的功能。
参见图4，除此之外，该实施例还提供了对被控箱进行控制的分控接口电路。所述主控器还包括分控接口电路；
所述分控接口电路包括485芯片U4、开关管V5、开关管V6、二极管D13和瞬变二极管D14；主控芯片的两485通讯接口分别接开关管V5和开关管V6的基级，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极接485芯片U4的第2端子和第3端子，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极通过电阻R30上拉至5V电源，开关管V5的发射极和开关管V6的发射极接地；485芯片U4的第4端子通过电阻R39接地；485芯片U4的第1端子通过依次反接二极管D13和电阻R31接3.3V电源，二极管D13和电阻R31的公共端子与主控芯片电连接；485芯片U4的第7端子通过电阻R37接地，485芯片U4的第7端子通过热敏电阻PTC2接485端子J22的第2端子；485芯片U4的第6端子通过电阻R32接5V电源，485芯片U4的第6端子接485端子J22的第1端子，瞬变二极管D14两端分别接485芯片U4的第6端子和第7端子之间。
具体地，485芯片U4采用MAX485ESA型号。开关管V5、开关管V6分别起到开关管的作用，当主控芯片输出高电平时，开关管导通，485芯片U4的第2、3端子输入高电平；反之，485芯片U4的第2、3端子输入低电平。瞬变二极管D14和热敏电阻起到防雷、过流保护。主控箱和被控箱通过485进行通信，被控器上同样设置有相同的485电路。
参见图5，所述主控箱体上还设有语音模块，语音模块包括语音芯片D5、开关管V2、开关管V3、开关管V4和二极管D6；
开关管V2的基级通过电阻R16与所述主控器电连接，开关管V4的基级通过电阻R23与所述主控器电连接，开关管V2的集电极和开关管V4的集电极接开关管V3的基级，开关管V2的发射级、开关管V3的发射级和开关管V4的发射级接地；开关管V3的基级和集电极分别通过电阻R14和电阻R15上拉至5V电源，开关管V3的集电极接语音芯片D5的第7端子，语音芯片D5的第8端子通过反接二极管D6与主控器电连接；语音芯片D5的第10端子和第11端子接被控芯片。
具体地，语音模块用于连接一路语音输出模块。实现语音的操作提示。语音芯片D5的型号为QJ007M01。语音模块用于连接一路语音输出模块。实现语音的操作提示。语音模块实现了选择的功能，即当开关管V2或V4导通时，开关管V3导通。假设V2的基级为高电平时，V2导通，则V3的基级为高电平，V3导通。同理假设V4的基级为高电平时，V4导通，则V3的基级为高电平，V3导通。V2和V4用于增大电路的驱动能力，而V3实现了与门的功能。
实施例三：
参见图7、8，所述被控器包括被控芯片U1、电机驱动芯片D3、电阻R14、电阻R15、电阻R23；电机驱动芯片D3的第1端子和第2端子分别接被控芯片U1；电阻R14、电阻R15和电阻R23相互并联，电阻R14的一端接12V电源，该端还通过串联电阻R13接被控芯片U1；电阻R14的另一端接电机驱动芯片D3的第4端子，该端还通过串联电阻R24接被控芯片U1；电机驱动芯片D3的第8端子和第5端子分别接所述推拉杆电机。
具体地，被控芯片U1的型号为STM8S103F2P6B，电机驱动芯片D3的型号为RZ7889，电机驱动芯片D3实现的是对推拉杆电机的驱动。电阻R14、电阻R15、电阻R23相互并联调节并联电阻，并与R13、R24串联，实现了分压的功能，调节被控芯片U1中AD转换的电压。
参见图9，所述被控器还包括485支路；所述485支路包括485芯片U2、开关管Q1和瞬变二极管D1；
被控芯片U1通过电阻R11接开关管Q1的基级，开关管Q1的发射级接地，开关管Q1的集电极接485芯片U2的第2端子和第3端子，开关管Q1的集电极通过电阻R7上拉至高电平，被控芯片U1与开关管Q1的公共连接点通过电阻R6接高电平；485芯片U2的第6端子和第7端子之间通过并联所述瞬变二极管D1、且485芯片U2的第7端子与瞬变二极管D1的公共连接点串联热敏电阻PTC1与所述端子J22电连接；瞬变二极管D1的第6端子通过电阻R8接高电平，瞬变二极管D1的第7端子通过电阻R10接地。
被控箱通过485支路实现与主控箱之间的通讯。
参见图10，所述被控器还包括语音控制电路；所述语音控制电路包括开关管V7、二极管D4和扬声器M1；被控芯片通过电阻R19接开关管V7的基级，开关管V7的发射级接地，开关管V7的集电极接扬声器，开关管V7的集电极通过正接二极管D4至高电平。
具体地，被控箱通过语音控制电路与主控箱的语音模块连接，实现了语音提示的功能。二极管D4起到了放溢流的作用，通过开关管V7驱动扬声器，增大了扬声器的驱动能力。
所述被控箱体内还设有红外检测头，红外检测头与被控器电连接。红外检测头可以检测用户是否离开。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (6)
1.智能垃圾箱，其特征在于，包括主控箱和若干个被控箱；
被控箱包括被控箱体、设置在被控箱体内的被控器、以及设置在被控箱体上的投放门和箱门，其中箱门位于投放门下方，投放门和箱门分别与被控箱体铰接；所述被控箱体的外表面还设置有垃圾类型标签；所述被控箱体内靠近投放门的位置还设有推拉杆电机，推拉杆电机与被控器电连接，推拉杆电机中推杆的端部靠近投放门设置，使得推拉杆电机的推杆伸缩运动时，能够推动投放门转动；
主控箱包括主控箱体、设置在主控箱体内的主控器、以及设置在主控箱体上的若干个按键，按键与所述主控器电连接，所述被控器和主控器电连接；
所述主控器包括主控芯片和若干个按键电路；
所述按键电路包括双二极管D3、电容C6、电阻R12、电阻R9和接口J4；双二极管D3的负极接3.3V电源，双二极管D3的正极接地，双二极管D3的输出端子通过电阻R12接接口J4的第2端子，双二极管D3的输出端子通过电容C6接地，双二极管D3的输出端子接主控芯片；接口J4的第2端子通过电阻R9上拉到3.3V电源；
所述被控器包括被控芯片U1、电机驱动芯片D3、电阻R14、电阻R15、电阻R23；电机驱动芯片D3的第1端子和第2端子分别接被控芯片U1；电阻R14、电阻R15和电阻R23相互并联，电阻R14的一端接12V电源，该端还通过串联电阻R13接被控芯片U1；电阻R14的另一端接电机驱动芯片D3的第4端子，该端还通过串联电阻R24接被控芯片U1；电机驱动芯片D3的第8端子和第5端子分别接所述推拉杆电机；
所述主控器还包括分控接口电路；
所述分控接口电路包括485芯片U4、开关管V5、开关管V6、二极管D13和瞬变二极管D14；主控芯片的两485通讯接口分别接开关管V5和开关管V6的基级，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极接485芯片U4的第2端子和第3端子，开关管V5的集电极和开关管V6的集电极通过电阻R30上拉至5V电源，开关管V5的发射极和开关管V6的发射极接地；485芯片U4的第4端子通过电阻R39接地；485芯片U4的第1端子通过依次反接二极管D13和电阻R31接3.3V电源，二极管D13和电阻R31的公共端子与主控芯片电连接；485芯片U4的第7端子通过电阻R37接地，485芯片U4的第7端子通过热敏电阻PTC2接485端子J22的第2端子；485芯片U4的第6端子通过电阻R32接5V电源，485芯片U4的第6端子接485端子J22的第1端子，瞬变二极管D14两端分别接485芯片U4的第6端子和第7端子之间。
2.根据权利要求1所述智能垃圾箱，其特征在于，
所述被控器还包括485支路；所述485支路包括485芯片U2、开关管Q1和瞬变二极管D1；
被控芯片U1通过电阻R11接开关管Q1的基级，开关管Q1的发射级接地，开关管Q1的集电极接485芯片U2的第2端子和第3端子，开关管Q1的集电极通过电阻R7上拉至高电平，被控芯片U1与开关管Q1的公共连接点通过电阻R6接高电平；485芯片U2的第6端子和第7端子之间通过并联所述瞬变二极管D1、且485芯片U2的第7端子与瞬变二极管D1的公共连接点串联热敏电阻PTC1与所述端子J22电连接；瞬变二极管D1的第6端子通过电阻R8接高电平，瞬变二极管D1的第7端子通过电阻R10接地。
3.根据权利要求1所述智能垃圾箱，其特征在于，
所述主控箱体上还设有语音模块，语音模块包括语音芯片D5、开关管V2、开关管V3、开关管V4和二极管D6；
开关管V2的基级通过电阻R16与所述主控器电连接，开关管V4的基级通过电阻R23与所述主控器电连接，开关管V2的集电极和开关管V4的集电极接开关管V3的基级，开关管V2的发射级、开关管V3的发射级和开关管V4的发射级接地；开关管V3的基级和集电极分别通过电阻R14和电阻R15上拉至5V电源，开关管V3的集电极接语音芯片D5的第7端子，语音芯片D5的第8端子通过反接二极管D6与主控器电连接；语音芯片D5的第10端子和第11端子接被控芯片。
4.根据权利要求3所述智能垃圾箱，其特征在于，
所述被控器还包括语音控制电路；所述语音控制电路包括开关管V7、二极管D4和扬声器M1；被控芯片通过电阻R19接开关管V7的基级，开关管V7的发射级接地，开关管V7的集电极接扬声器，开关管V7的集电极通过正接二极管D4至高电平。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述智能垃圾箱，其特征在于，
所述主控箱体上还设有GPRS模块、扫描枪和打印机，GPRS模块、扫描枪和打印机分别与主控器电连接；所述主控箱体底部还设有电子秤，电子秤与主控器电连接。
6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述智能垃圾箱，其特征在于，
所述被控箱体内还设有红外检测头，红外检测头与被控器电连接。
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