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设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本文介绍了一种基于STM32单片机的智能家用垃圾桶设计。该设计以STM32单片机为核心控制器，结合多种传感器和执行器模块，实现了垃圾桶的智能化管理和控制。系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。
中控部分采用STM32单片机，负责获取输入部分的数据并进行处理，进而控制输出部分。输入部分包括HC-SR04超声波测距模块、人体红外模块、独立按键和供电电路。超声波测距模块用于检测垃圾桶的余量，人体红外模块用于识别是否有人接近，独立按键用于控制垃圾桶盖的开关、切换模式和进行配网，供电电路则为整个系统提供电力。
输出部分包括OLED显示模块、ULN2003步进电机及其驱动芯片、WIFI模块和SU-03T语音播报模块。OLED显示模块用于显示垃圾桶的容量、模式和状态，步进电机及其驱动芯片用于控制垃圾桶盖的开闭，WIFI模块用于将检测到的数据发送至云端并接收远程控制指令，SU-03T语音播报模块则用于提示垃圾桶的容量和状态。
该设计通过集成多种传感器和执行器，实现了垃圾桶的智能化管理，提高了用户的使用体验和垃圾处理的效率。
关键词: STM32单片机, 智能垃圾桶, 超声波测距, 人体红外, WIFI模块, 语音播报
字数：10000+
目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 显示方案的选择
2.4 容量检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.5 ESP8266-WIFI模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 WiFi模块配网
5.3 手动模式下开关垃圾桶实物测试
5.4 自动模式实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2手动模式下检测测试
6.3自动模式垃圾桶测试
6.4仿真WIFI控制的测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
科随着科技的快速发展和人们生活水平的提高，智能家居设备逐渐成为现代家庭的重要组成部分。智能垃圾桶作为智能家居设备的一种，其市场需求日益增长。传统的垃圾桶功能单一，仅用于垃圾的存放，而智能垃圾桶则通过集成多种传感器和执行器，实现了垃圾的自动检测、分类、处理和远程监控等功能，极大地提高了垃圾处理的效率和用户体验。STM32单片机作为一种高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。其强大的处理能力和丰富的外设接口，使其成为智能垃圾桶设计的理想选择。通过STM32单片机，可以实现对多种传感器数据的采集、处理和控制，从而实现垃圾桶的智能化管理。
提高垃圾处理效率 - 智能垃圾桶通过超声波测距模块实时检测垃圾桶的余量，当垃圾桶快满时，可以及时提醒用户清理，避免垃圾溢出，提高垃圾处理的效率。此外，通过自动化的垃圾处理流程，可以减少人工干预，降低垃圾处理的时间和成本。增强用户体验 - 通过人体红外模块，智能垃圾桶可以自动检测是否有人接近，并自动打开垃圾桶盖，方便用户投放垃圾。此外，OLED显示模块和语音播报模块可以提供实时的垃圾桶状态信息，增强用户体验。用户可以通过手机APP远程监控垃圾桶的状态，并进行远程控制，极大地提高了系统的灵活性和便利性。实现远程监控与控制 - 通过WIFI模块，用户可以远程监控垃圾桶的状态，并进行远程控制。例如，用户可以通过手机APP查看垃圾桶的余量，并远程控制垃圾桶盖的开闭，极大地提高了系统的灵活性和便利性。这种远程监控和控制功能在现代家庭中具有重要的应用价值，特别是在用户外出或不在家时，可以有效管理垃圾处理。促进智能家居的发展 - 智能垃圾桶作为智能家居设备的一种，其设计和应用可以促进智能家居技术的发展。通过集成多种传感器和执行器，智能垃圾桶展示了智能家居设备的发展趋势，为其他智能家居设备的设计和应用提供了参考。此外，智能垃圾桶的普及和应用可以推动智能家居市场的进一步发展，促进相关技术的创新和应用。环保与可持续发展 - 智能垃圾桶的自动化和智能化管理，可以减少人工操作的需求，降低能源消耗，符合环保和可持续发展的理念。此外，通过垃圾分类和处理，智能垃圾桶还可以促进资源的循环利用，减少环境污染。特别是在当前全球环境问题日益严峻的背景下，智能垃圾桶的应用具有重要的环保意义。公共卫生与健康 - 智能垃圾桶的自动化和智能化管理，可以减少人工操作的需求，降低交叉感染的风险，特别是在公共卫生事件频发的背景下，具有重要的社会意义。通过自动化的垃圾处理流程，可以减少人与垃圾的直接接触，降低疾病传播的风险，提高公共卫生水平。
综上所述，基于STM32单片机的智能家用垃圾桶设计具有重要的实际意义，不仅可以提高垃圾处理的效率和用户体验，还可以促进智能家居技术的发展，符合环保和可持续发展的理念。此外，智能垃圾桶的应用还可以提高公共卫生水平，减少疾病传播的风险，具有广泛的社会价值和应用前景。
1.2 国内外研究现状
智能家用垃圾桶作为智能家居的一部分，近年来在国内外都得到了广泛的研究和应用。以下是国内外研究现状的概述：国内研究主要集中在超声波、红外、压力传感器等技术的应用，以实现垃圾桶的自动检测和分类，并通过WIFI、蓝牙等无线通信技术，实现垃圾桶与智能家居系统的互联互通。利用机器学习算法，对垃圾进行分类和识别，提高垃圾分类的准确性。应用案例包括小米生态链推出的“米家智能垃圾桶”和海尔的“智慧家庭”系列产品。研究机构如清华大学、浙江大学等在智能垃圾桶的传感器技术、数据处理和系统集成方面进行了深入研究。国外研究同样集中在超声波、红外、压力传感器等技术的应用，但更注重传感器的精度和稳定性，通过Zigbee、Z-Wave等无线通信技术，实现垃圾桶与智能家居系统的互联互通。利用深度学习算法，对垃圾进行分类和识别，提高垃圾分类的准确性。应用案例包括美国公司iTouchless推出的多款智能垃圾桶和Simplehuman的智能垃圾桶。研究机构如麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在智能垃圾桶的传感器技术、数据处理和系统集成方面进行了深入研究。国内外在智能家用垃圾桶的研究和应用方面都有显著进展，主要集中在传感器技术、物联网技术和人工智能技术的应用。国内企业在产品应用和市场推广方面较为活跃，而国外在技术研发和创新方面具有一定优势。未来，随着技术的进一步发展，智能家用垃圾桶将在功能和用户体验上得到进一步提升。。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的智能家用垃圾桶，主要实现以下功能：
通过超声波传感器检测垃圾桶余量，当余量不足是语音播报“垃圾桶已满”
通过人体热释电传感器感知是否有人
通过步进电机控制垃圾桶开关，语音播报垃圾桶开关情况
通过按键控制垃圾桶开关，模式切换
通过WiFi模块联网，实现远程监控
