CN203825402U - 一种环保垃圾箱智能控制系统 - Google Patents

Abstract

一种环保垃圾箱智能控制系统，包括单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、光伏发电模块，所述红外线传感器检测模块的信号输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接电机驱动模块，所述光伏发电模块分别连接单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块连接，光伏发电模块为单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块提供电源。本实用新型实现垃圾箱盖开启的自动化，采用单片机作为控制器实现系统的整体控制，易于实施，投入不高，有利于推广实施；本实用新型功能多样，既能智能化控制垃圾箱盖的开关，又能在美化城市的同时为市民夜间行走提供充足的照明，还可以为市民随身携带的移动设备提供便捷的应急供电。

Description

一种环保垃圾箱智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，具体来说是一种环保垃圾箱智能控制系统。

背景技术

垃圾箱是公共场所不可或缺的城市卫生助手，但因人们投放垃圾或因天气变化时不能实时启动垃圾箱盖，分别给人们生活带来不便和加重环卫工人的工作量，而且现在市面上的垃圾箱，主要以存放垃圾为主，垃圾在箱内产生异味，储存垃圾易滋生细菌传染疾病，对城市居民产生异味的困扰，且作用单一。

实用新型内容

  针对上述存在的问题，本实用新型提供一种环保垃圾箱智能控制系统，该智能控制系统装置功能多样、易于实施，且能自动打开或关闭垃圾箱盖，提高使用者的舒适度。

     本实用新型的技术方案是设计一种环保垃圾箱智能控制系统，包括单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、光伏发电模块，所述红外线传感器检测模块的信号输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接电机驱动模块，所述光伏发电模块分别连接单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块连接，光伏发电模块为单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块提供电源。

所述红外线传感器检测模块包括两个热释人体红外传感器、信号处理集成电路，所述信号处理集成电路由运算放大器、电压比较器、延迟时间和封锁时间定时器构成，热释人体红外传感器采集的信号经运算放大器放大后输出给单片机。

在电路中为避免电机工作时对单片的干扰，所述电机驱动模块中加入反相器和光耦进行隔离，使单片机稳定可靠地工作。

所述光伏发电模块包括太阳能电池板、太阳能蓄电池、太阳能控制器。

作为一个优选方案，本实用新型所述的控制系统还包括LED照明及PC广告模块。

所述LED照明及PC广告模块包括LED灯泡、PC广告牌、照明电路、照明控制电路；四个LED灯按照每两个LED灯泡串联之后再并联方式连接且分别安装在PC广告牌的四个角落；照明电路为LED灯泡提供稳定可靠的驱动电源，照明电路连接光伏发电模块；照明控制电路根据光线明暗程度控制四个LED灯泡发光或熄灭。

所述照明控制电路采用光控开关。

作为另一个优选方案，本实用新型所述的控制系统还包括便捷充电模块，便捷充电模块连接光伏发电模块。

所述便捷充电模块采用恒定电流/恒定电压线性充电器。

    本实用新型的优点：1、本实用新型实现垃圾箱盖开启的自动化，采用单片机作为控制器实现系统的整体控制，易于实施，投入不高，有利于推广实施；2、本实用新型功能多样，既能智能化控制垃圾箱盖的开关，又能在美化城市的同时为市民夜间行走提供充足的照明，还可以为市民随身携带的移动设备提供便捷的应急供电。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型所述单片机电路图。

图3本实用新型所述电机驱动模块的电路图。

图4为本实用新型所述红外线传感器检测模块的电路图。

图5为本实用新型所述的光伏发电模块中的电源降压稳压电路图。

图6为本实用新型所述的LED照明及PC广告模块中的照明电路图。

图7为本实用新型所述的LED照明及PC广告模块中的照明控制电路图。

图8为本实用新型所述的便捷充电模块的电路图。

具体实施方式

现结合附图及实施例，对本实用新型进一步具体说明。

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述的一种环保垃圾箱智能控制系统，包括单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、光伏发电模块、LED照明及PC广告模块及便捷充电模块，红外线传感器检测模块的信号输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接电机驱动模块，电机驱动模块驱动箱门1、箱门2的打开或关闭；所述光伏发电模块分别连接单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、LED照明及PC广告模块及便捷充电模块连接，光伏发电模块为单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、LED照明及PC广告模块及便捷充电模块提供电源。

如图2、图3所示，单片机采用Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS微处理器AT89C52，该单片机带8位可反复擦写只读程序存储器，共有4个八位I/O接口，功能强大，在软件的配合下用P1口作为红外线传感器信号输入口，扫描多点红外传感器的监控信息，信息经处理运算后，通过P2口输出脉冲给L298N组成的电机驱动点来驱动电机的正反转来实现箱门的开关。L298N是SGS半导体公司生产的直流电机专用控制芯片，能产生正反转控制信号，带散热片，输出功率强，易于与单片机结合，实现单片机控制。电机选用大功率直流电机，每个电机用两位I/O口控制，所以P2口的P2.0和P2.1控制第一个电机的转向即控制垃圾箱的第一个门的打开与关闭，P2口的P2.2和P2.3控制第二个电机的转向即控制垃圾箱的第二个门的打开与关闭。在电路中为避免电机工作时对单片的干扰，驱动电路中加入反相器和光耦进行隔离，使单片机稳定可靠地工作。

如图4所示，红外线传感器检测模块包括两个热释人体红外传感器、信号处理集成电路。其中热释人体红外传感器PIR是一种能以非接触形式检测人体或动物辐射的红外线能量变化并将其转化成电压信号输出的传感器。BIS001是一种高性能的信号处理集成电路，由运算放大器、电压比较器、延迟时间和封锁时间定时器等构成，它与PIR和少量外接元器件可构成被动式的人体红外传感器采集电路。PIR采用LH1778来监测人体红外信号，采集的信号经BIS0001放大处理后以高低电平的形式输出给单片机运算处理，从而实现对设定区域的信号采集。

本实用新型涉及的红外线传感器检测模块中可通过调节精密电位器RP1对BIS0001内部放大器放大倍数的控制，从而增减PIR探头探测的灵敏度，实现对感应距离的控制，默认为5m；调节RP3控制信号的输出延时时间（Tx），Tx≈49152*R8RP3C5,默认为Tx≈1s；调节RP2控制信号的输出封锁时间（Ti）,监测电路在这个时间里输出低电平，Ti≈24*R5RP1C7，默认为1.2s，所以结合Tx和Ti可控制监测电路的探测周期。实物中对PIR探头做了两种处理以实现对其监测面积的控制。当套用自制的金属框时可实现对半径为5米，45°角的扇形区域的探测，套用内径为7cm的空心金属套筒时，探测范围变成一条长约5m的直线。经多次验证测试证明该传感器达到设计功能。

    该系统由两个人体释热红外传感器分别来检测两个垃圾箱是否有人需要丢垃圾（一个是可回收垃圾箱，一个是不可回收垃圾箱）。同时这两个人体释热红外传感器分别与AT89C52单片机的P1.0和P1.1相连。当有人将手伸向垃圾箱准备丢垃圾时，人体释热红外传感器就可以迅速的采集到人体释放出来的红外信号，同时向单片机对应的端口发送一个高电平信号。

光伏发电模块包括太阳能电池板、太阳能蓄电池、太阳能控制器。太阳能电池板转化的电能为系统的各个模块提供电能，多余的电能储存在蓄电池中，供无光照时使用。蓄电池的电通过一个以LM2596芯片与LM2940芯片为核心构成的电源降压稳压电路（如图5所示）从12V降到5V，分别为电机驱动系统、LED照明系统、便捷充电系统和单片机、人体释热红外传感器、各种控制控制芯片提供稳定线性的5V电源。

LED照明及PC广告模块包括LED灯泡、PC广告牌、照明电路、照明控制电路；四个LED灯按照每两个LED灯泡串联之后再并联方式连接且分别安装在PC广告牌的四个角落。在为市民夜间活动提供充足照明的同时美化城市环境，为城市增添一点夜景。照明电路为LED灯泡提供稳定可靠的驱动电源，照明电路连接光伏发电模块；照明控制电路根据光线明暗程度控制四个LED灯泡发光或熄灭，照明控制电路采用光控开关。

如图6所示，照明电路采用基于LM2596开关稳压芯片为核心的恒压恒流电路，当输出电流小于所设定的值时它就工作在输出恒压的模式，当电流大于设定值时它就跳转到恒流输出工作模式，可以为LED灯泡提供稳定可靠高效的驱动电源。

如图7所示，照明控制电路采用以NE555芯片加光敏电阻为核心的光控开关对4个LED灯泡进行控制，每当夜幕降临时光线降到一定的暗度光控开关便会控制4个LED灯泡发光开始提高夜间照明。当第二天来临，光线再次恢复到一定的强度时光控开关便会控制4个LED灯熄灭停止工作。阈值光线的值可以通过调节电位器R2的值来改变。

便捷充电模块采用的是恒定电流/恒定电压线性充电器（电路图如图8所示），该充电器可以为外接设备提供一个4.2V400mA的充电电源。通过一个十合一万用充电转接线可以很方便的为各种型号的手机等移动设备提供应急充电。

TP4056 就是这么一款完整的锂电池恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的 SOP8/MSOP8 封装与较少的外部元件数目使得 TP4056 成为便携式应用的理想选择。TP4056 可以适合 USB 电源和适配器电源工作，广泛应用于移动电话、PDA、MP3、MP4播放器、数码相机、GPS、便携式设备、各种充电器等。

    由于采用了内部 PMOSFET 架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056 将自动终止充电循环。当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056 自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至 2uA 以下。TP4056 在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至 55uA。TP4056 的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的 LED 状态引脚。

Claims (6)

1.一种环保垃圾箱智能控制系统，包括单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块、光伏发电模块，所述红外线传感器检测模块的信号输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接电机驱动模块，所述光伏发电模块分别连接单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块连接，光伏发电模块为单片机、红外线传感器检测模块、电机驱动模块提供电源；所述光伏发电模块包括太阳能电池板、太阳能蓄电池、太阳能控制器；该控制系统还包括LED照明及PC广告模块。

2.根据权利要求1所述的环保垃圾箱智能控制系统，其特征在于：所述红外线传感器检测模块包括两个热释人体红外传感器、信号处理集成电路，所述信号处理集成电路由运算放大器、电压比较器、延迟时间和封锁时间定时器构成，热释人体红外传感器采集的信号经运算放大器放大后输出给单片机。

3.根据权利要求1或2所述的环保垃圾箱智能控制系统，其特征在于：所述LED照明及PC广告模块包括LED灯泡、PC广告牌、照明电路、照明控制电路；四个LED灯按照每两个LED灯泡串联之后再并联方式连接且分别安装在PC广告牌的四个角落；照明电路为LED灯泡提供稳定可靠的驱动电源，照明电路连接光伏发电模块；照明控制电路根据光线明暗程度控制四个LED灯泡发光或熄灭。

4.根据权利要求3所述的环保垃圾箱智能控制系统，其特征在于：所述照明控制电路采用光控开关。

5.根据权利要求1或2所述的环保垃圾箱智能控制系统，其特征在于：控制系统还包括便捷充电模块，便捷充电模块连接光伏发电模块。

6.根据权利要求5所述的环保垃圾箱智能控制系统，其特征在于：便捷充电模块采用恒定电流/恒定电压线性充电器。