CN207337118U - 一种智能环保箱控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种智能环保箱控制系统。包括太阳能供电板、电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器；所述太阳能供电板为整个系统进行供电，所述单片机分别连接电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器；所述红外传感器还连接压缩机模块；本控制系统具有环保箱内垃圾压缩，投放口的感应开启，以及太阳能的自供电等一系列功能，使环保箱智能自动化且节约能源。

Description

一种智能环保箱控制系统

技术领域

本实用新型属于环保箱自动控制技术领域，具体的涉及一种智能环保箱控制系统。

背景技术

在生活节奏日益加快的今天，人们不可避免的每天都会产生无数的生活垃圾，尤其是一些具有污染性的垃圾，处理不当的情况下极易对人体产生伤害。

环保箱作为我们日常生活中盛放垃圾的容器，广泛的应用于我们活动的任何场所，而现阶段的环保箱一般为手动翻盖或者开放式，这样就不可避免的成为了细菌滋生的容器，反而加大的垃圾的污染力度，且现有的环保箱因为投放垃圾大小、形状均不同造成了环保箱的垃圾盛放量较弱，在垃圾盛满时不能及时进行清理，因此本控制系统带来了一种智能化的环保箱，具有自动感应打开投放口，能有效对环保箱内垃圾进行压缩提高容量，并且在垃圾盛满时及时发送信号通知工作人员清理。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的环保箱不能自动开启投放口，垃圾盛放量较弱，工作人员不能及时清理的问题，本实用新型提供了一种智能环保箱控制系统。本实用新型要解决的投放口自动开启，加大环保箱容量，垃圾盛满时及时通知工作人员的问题通过以下技术方案实现：

一种智能环保箱控制系统，包括单片机、太阳能供电板、电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器；所述太阳能供电板为整个系统进行供电，所述单片机分别与电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器电连接，所述红外传感器还与压缩驱动器点连接。

所述人体传感器设置于环保箱外壁上，用于感应人体与环保箱的距离，将距离信号发送至所述单片机。

所述红外传感器设置于垃圾投放口的内部，用于检测环保箱内的垃圾是否溢出至垃圾投放入口处以及检测是否有垃圾投入，并投入信号发送至所述单片机。

所述单片机用于接收距离信号并与预设距离比对，当距离信号小于预设距离值时，发送靠近信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的打开，当距离信号大于预设距离值时，发送远离信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的关闭。

所述单片机还用于接收投入信号，投入信号的接收频率周期大于预设周期时，单片机将投入信号发送至语音播放器；所述单片机接收的投入信号的接收频率周期小于预设周期时，单片机分别发送溢出信号至无线收发器和语音播放器。

所述电机驱动盖合器设置于环保箱内，包括包括L298N驱动芯片、两组盖板电机以及投放口盖板； L298N驱动芯片用于接收单片机发送的靠近信号和远离信号，并驱动盖板电机工作，控制投放口盖板开合。

所述无线收发器用于接收所述单片机发送的溢出信号并发送至工作人员PC端。

所述语音播放器用于接收所述单片机发送的投入信号和溢出信号并进行语音播报。

所述压缩驱动器连接有压缩锤，压缩锤位于环保箱内顶部，所述压缩驱动器用于接收红外传感器发送的投入信号，并驱动压缩锤对环保箱内的垃圾进行压缩。

进一步的，所述红外传感器包括TWH8778集成开关与TXO5D红外反射开关；所述TXO5D红外反射开关的正极连接TWH8778集成开关的1脚，OUT端经30K电阻R1连接于TWH8778集成开关的5脚，负极接地；所述TWH8778集成开关的5脚还连接10K电阻R2的一端，10K电阻R2的另一端接地， 4脚接地，2脚经1N4001二极管VD1接地，3脚连接控制负载压缩驱动器；所述TXO5D型红外反射开关的正极还分别连接470uf电容C的一端、1N4007二极管VD2的负极和1N4007二极管VD3的负极；所述470uf电容C的另一端接地，所述1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD4的负极相连，1N4007二极管VD4的正极接地，所述1N4007二极管VD3的正极与1N4007二极管VD5的负极相连，所述1N4007二极管VD5的正极接地，所述1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD3的正极分别与12V交流电源的两端相连。

进一步的，所述L298N驱动芯片的9脚与4脚分别与电源连接，1脚、15脚与8脚均接地，5脚、7脚、10脚和12脚分别与所述单片机的1脚至4脚连接，OUT1端与OUT2端接第一组电机，OUT3端与OUT4端接第二组电机。

进一步的，所述人体传感器采用HC-SR04型超声波测距模块， HC-SR04型超声波测距模块的1脚与5V电源连接，2脚和3脚分别与单片机的39脚与38脚连接，4脚接地。

进一步的，所述太阳能供电板包括太阳能电池板与蓄电池，所述太阳能电池板的正极经1N4007二极管D1接蓄电池的正极，所述蓄电池的负极接地,所述蓄电池正、负两极为系统进行供电。

进一步的，所述单片机采用AT89C52型芯片，所述AT89C52型芯片的18脚与19脚并联12M晶振，且18脚与19脚分别经27pF电容C1和27pF电容C2接地，9脚经开关连接VCC电源，9脚还连接1K电阻一端，1K电阻另一端接地，所述开关上并联有100pF电容C3，所述单片机的40脚与31脚接VCC电源。

进一步的，所述语音播放器包括WTH0040-16S语音芯片和扬声器，所述WTH0040-16S语音芯片的1脚接地，3脚、4脚和5脚分别与单片机的21脚、22脚和23脚连接，所述WTH0040-16S语音芯片的14脚连接1K电阻的一端，1K电阻的另一端接地，14脚还与8050三极管的基极连接，11脚与13脚与3V电源连接，13脚连接104电容一端，104电容另一端接地；所述8050三极管的发射极接地，集电极接扬声器的负极，扬声器的正极接3V电源。

本实用新型的有益效果：本控制系统有效的实现了环保箱的智能自动化，减少了人与环保箱内垃圾的接触几率，阻碍了细菌的传播；本控制系统的红外感应模块能自动感应垃圾箱内垃圾投放程度，通过压缩机模块对环保箱内垃圾进行压缩，提高了环保箱的盛放容量，提高了环保箱利用效率；在垃圾箱盛放满时，无线发射器可以通知发送信号，通知工作人员进行及时清理，避免了垃圾无法放入而带来的胡乱丢弃的问题。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是控制系统结构示意图。

图2是电机驱动盖合器电路图。

图3是人体传感器电路图。

图4是太阳能供电板电路图。

图5是单片机电路图。

图6是红外传感器电路图。

图7是语音播放器电路图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

一种智能环保箱控制系统，包括单片机、太阳能供电板、电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器；太阳能供电板为整个系统进行供电，单片机分别与电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器电连接；红外传感器还与压缩驱动器电连接。

人体传感器设置于环保箱外壁上，用于感应人体与环保箱的距离，将距离信号发送至单片机。

红外传感器设置于垃圾投放口的内部，用于检测环保箱内的垃圾是否溢出至垃圾投放入口处以及检测是否有垃圾投入，并将投入信号发送至单片机。

单片机用于接收距离信号并与预设距离比对，当距离信号小于预设距离值时，发送靠近信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的打开，当距离信号大于预设距离值时，发送远离信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的关闭。

单片机还用于接收投入信号，投入信号的接收频率周期大于预设周期时，单片机将投入信号发送至语音播放器；单片机接收的投入信号的接收频率周期小于预设周期时，单片机分别发送溢出信号至压缩驱动器、无线收发器和语音播放器；当有垃圾投入时，红外传感器感应到的信号为单次或者间隔时间较长的信号，投入信号的接收频率周期大于预设周期时，此时判定为投入信号；当投入的垃圾已满并溢出至垃圾投放口位置时，红外传感器检测到的信号为持续信号，单片机接收的投入信号的接收频率周期小于预设周期时，此时判定为溢出信号。

电机驱动盖合器设置于环保箱内，包括L298N驱动芯片、两组盖板电机以及投放口盖板； L298N驱动芯片用于接收单片机发送的靠近信号和远离信号，并驱动盖板电机工作，控制投放口盖板开合；投放口盖板大小优选的与投放口大小相同，电机的转轴与投放盖板的边缘固定连接，电机转动时带动投放盖板转动，从而实现投放口的打开与关闭。

无线收发器用于接收单片机发送的溢出信号并发送至工作人员PC端。

语音播放器用于接收单片机发送的投入信号和溢出信号并进行语音播报。

压缩驱动器连接有压缩锤，压缩锤位于环保箱内顶部，压缩驱动器用于接收红外传感器发送的投入信号，并驱动压缩锤对环保箱内的垃圾进行压缩；压缩锤上设有固定杆，固定杆另一端通过滚珠轴承连接有飞轮，飞轮的圆心位置与电机转轴固定连接，因此滚珠轴承与飞轮圆心的直线距离为压缩锤压缩过程中的压缩距离。

进一步的，红外传感器包括TWH8778集成开关与TXO5D红外反射开关；TXO5D红外反射开关的正极连接TWH8778集成开关的1脚，OUT端经30K电阻R1连接于TWH8778集成开关的5脚，负极接地；TWH8778集成开关的5脚还连接10K电阻R2的一端，10K电阻R2的另一端接地，4脚接地，2脚经1N4001二极管VD1接地，3脚连接控制负载压缩驱动器；TXO5D型红外反射开关的正极还分别连接470uf电容C的一端、1N4007二极管VD2的负极和1N4007二极管VD3的负极；470uf电容C的另一端接地，1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD4的负极相连，1N4007二极管VD4的正极接地，1N4007二极管VD3的正极与1N4007二极管VD5的负极相连，1N4007二极管VD5的正极接地，1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD3的正极分别与12V交流电源的两端相连。

进一步的，L298N驱动芯片的9脚与4脚分别与电源连接，1脚、15脚与8脚均接地，5脚、7脚、10脚和12脚分别与单片机的1脚至4脚连接，OUT1端与OUT2端接第一组电机，OUT3端与OUT4端接第二组电机。

进一步的，人体传感器采用HC-SR04型超声波测距模块， HC-SR04型超声波测距模块的1脚与5V电源连接，2脚和3脚分别与单片机的39脚与38脚连接，4脚接地。

进一步的，太阳能供电板包括太阳能电池板与蓄电池，太阳能电池板的正极经1N4007二极管D1接蓄电池的正极，蓄电池的负极接地,蓄电池正、负两极为系统进行供电，太阳能供电板后级电路可使用现有的升压、降压电路模块进行对整个系统进行供电。

进一步的，单片机采用AT89C52型芯片，AT89C52型芯片的18脚与19脚并联12M晶振，且18脚与19脚分别经27pF电容C1和27pF电容C2接地，9脚经开关连接VCC电源，9脚还连接1K电阻一端，1K电阻另一端接地，开关上并联有100pF电容C3，单片机的 40脚与31脚接VCC电源。

进一步的，语音播放器包括WTH0040-16S语音芯片和扬声器，WTH0040-16S语音芯片的1脚接地，3脚、4脚和5脚分别与单片机的21脚、22脚和23脚连接，WTH0040-16S语音芯片的14脚连接1K电阻的一端，1K电阻的另一端接地，14脚还与8050三极管的基极连接，11脚与13脚与3V电源连接，13脚连接104电容一端，104电容另一端接地；8050三极管的发射极接地，集电极接扬声器的负极，扬声器的正极接3V电源。

压缩驱动器的电路设置方式与电机驱动盖合器电路设置同为驱动电机工作，因此也可以采用L298N驱动芯片进行驱动。

无线发射器为现有模块化产品，可以采用西门子GRM200G型、华为ME9090u型或者艾宝AB433系列，接线方式可以通过其产品技术手册得到。

在工作过程中，人体靠近环保箱时，人体传感器将感应到的距离信号发送给单片，机单片机将接收到的距离信号与预设距离比对，当距离信号小于预设距离值时，单片机发送控制靠近信号至电机驱动盖合器带动电机打开环保箱投放口，同时单片机通过语音播放器播报预设的宣传语音，如“欢迎使用”，人体传感器将感应到的距离信号发送给单片机，单片机经过比对距离信号大于预设距离值时，说明人体已经远离环保箱，此时，单片机发送远离信号至电机驱动盖合器带动电机关闭环保箱投放口，同时单片机通过语音播放器播报预设的宣传语音，如“谢谢使用”；在垃圾投放入环保箱过程中，红外传感器检测到投入信号并发送至单片机，同时红外传感器发送信号控制压缩驱动器驱动压缩锤对环保箱内垃圾进行压缩；当单片机接收到的投入信号为持续不断的信号时，说明垃圾已经溢出至环保箱内胆入口处，此时单片机发送溢出信号至无线发射器，无线发射器发送溢出信号至工作人员PC端，工作人员可以通过接收到的信号进行及时清理，在环保箱内垃圾已满的情况下，感应到人体靠近环保箱得靠近信号时，单片机控制语音播放器播放“垃圾已满”等预设语音，同时不再打开垃圾投放口。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能环保箱控制系统，其特征在于：包括单片机、太阳能供电板、电机驱动盖合器、人体传感器、 无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器；所述太阳能供电板为整个系统进行供电，所述单片机分别与电机驱动盖合器、人体传感器、无线发射器、红外传感器、压缩驱动器和语音播放器电连接，所述红外传感器还与压缩驱动器电连接；

所述人体传感器设置于环保箱外壁上，用于感应人体与环保箱的距离，将距离信号发送至所述单片机；

所述红外传感器设置于垃圾投放口的内部，用于检测环保箱内的垃圾是否溢出至垃圾投放入口处以及检测是否有垃圾投入，并将投入信号发送至所述单片机；

所述单片机用于接收距离信号并与预设距离比对，当距离信号小于预设距离值时，发送靠近信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的打开，当距离信号大于预设距离值时，发送远离信号至电机驱动盖合器，以控制垃圾投放口的关闭；

所述单片机还用于接收投入信号，投入信号的接收频率周期大于预设周期时，单片机将投入信号发送至语音播放器；所述单片机接收的投入信号的接收频率周期小于预设周期时，单片机分别发送溢出信号至无线收发器和语音播放器；

所述电机驱动盖合器设置于环保箱内，包括L298N驱动芯片、两组盖板电机以及投放口盖板； L298N驱动芯片用于接收单片机发送的靠近信号和远离信号，并驱动盖板电机工作，控制投放口盖板开合；

所述无线收发器用于接收所述单片机发送的溢出信号并发送至工作人员PC端；

所述语音播放器用于接收所述单片机发送的投入信号和溢出信号并进行语音播报；

所述压缩驱动器连接有压缩锤，压缩锤位于环保箱内顶部，所述压缩驱动器用于接收红外传感器发送的投入信号，并驱动压缩锤对环保箱内的垃圾进行压缩。

2.根据权利要求1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述红外传感器包括TWH8778集成开关与TXO5D红外反射开关；所述TXO5D红外反射开关的正极连接TWH8778集成开关的1脚，OUT端经30K电阻R1连接于TWH8778集成开关的5脚，负极接地；所述TWH8778集成开关的5脚还连接10K电阻R2的一端，10K电阻R2的另一端接地， 4脚接地，2脚经1N4001二极管VD1接地，3脚连接控制负载压缩驱动器；所述TXO5D型红外反射开关的正极还分别连接470uf电容C的一端、1N4007二极管VD2的负极和1N4007二极管VD3的负极；所述470uf电容C的另一端接地，所述1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD4的负极相连，1N4007二极管VD4的正极接地，所述1N4007二极管VD3的正极与1N4007二极管VD5的负极相连，所述1N4007二极管VD5的正极接地，所述1N4007二极管VD2的正极与1N4007二极管VD3的正极分别与12V交流电源的两端相连。

3.根据权利要求 1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述L298N驱动芯片的9脚与4脚分别与电源连接，1脚、15脚与8脚均接地，5脚、7脚、10脚和12脚分别与所述单片机的1脚至4脚连接，OUT1端与OUT2端接第一组电机，OUT3端与OUT4端接第二组电机。

4.根据权利要求1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述人体传感器采用HC-SR04型超声波测距模块， HC-SR04型超声波测距模块的1脚与5V电源连接，2脚和3脚分别与单片机的39脚与38脚连接，4脚接地。

5.根据权利要求1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述太阳能供电板包括太阳能电池板与蓄电池，所述太阳能电池板的正极经1N4007二极管D1接蓄电池的正极，所述蓄电池的负极接地,所述蓄电池正、负两极为系统进行供电。

6.根据权利要求1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述单片机采用AT89C52型芯片，所述AT89C52型芯片的18脚与19脚并联12M晶振，且18脚与19脚分别经27pF电容C1和27pF电容C2接地，9脚经开关连接VCC电源，9脚还连接1K电阻一端，1K电阻另一端接地，所述开关上并联有100pF电容C3，所述单片机的 40脚与31脚接VCC电源。

7.根据权利要求1所述的一种智能环保箱控制系统，其特征在于：所述语音播放器包括WTH0040-16S语音芯片和扬声器，所述WTH0040-16S语音芯片的1脚接地，3脚、4脚和5脚分别与单片机的21脚、22脚和23脚连接，所述WTH0040-16S语音芯片的14脚连接1K电阻的一端，1K电阻的另一端接地，14脚还与8050三极管的基极连接，11脚与13脚与3V电源连接，13脚连接104电容一端，0.1uF电容另一端接地；所述8050三极管的发射极接地，集电极接扬声器的负极，扬声器的正极接3V电源。