编号：
CJ-32-2022-137-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STM32单片机的多功能垃圾桶，旨在提高垃圾桶的智能化水平和使用便捷性。该垃圾桶采用了中控部分、输入部分和输出部分的设计，其中中控部分使用STM32单片机作为核心控制器，负责获取输入部分数据并控制输出部分功能。输入部分包括DHT11温湿度传感器、火焰传感器、超声波模块、声控模块、独立按键和供电电路，用于检测环境温湿度、火灾情况、垃圾桶余量等。输出部分包括OLED显示模块、SG90舵机模块和WIFI模块，用于显示垃圾桶状态、控制垃圾桶开合和与云端通信。通过这些硬件组件的协作，实现了对垃圾桶的智能化控制和监测。用户可以通过声控、按键操作或云端控制实现垃圾桶的开合、显示状态信息以及与垃圾桶相关的功能。该设计具有潜在的应用价值，可为校园生活带来便利，并为垃圾分类和环境保护事业做出贡献。
关键词：单片机；超声波传感器；声控模块；火焰传感器
字数：11000+
实物链接：
仿真链接：
开题报告链接：
内容预览：
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 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
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
3.4 超声波测距模块
3.5 SU-03T语音识别模块
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
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 连接WIFI实物测试
5.3 按键控制垃圾桶实物测试
5.4模拟垃圾桶着火实物测试
5.3 连接WIFI实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
垃圾桶是人们日常生活中经常见到的东西，但是目前的很多垃圾桶都无法做到对垃圾的有效分类，在日常生活中，我们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，对于垃圾的无害化处理的费用很高。目前我国对于垃圾的分类意识还有待提高，如果能从源头即个人垃圾开始，即对垃圾进行合理的分类，并通过特定设置的分类垃圾桶进行丢弃，则会大大提高我国垃圾分类处理的效率。
“垃圾桶”作为一种隔离人类与垃圾的容器，已经伴随着人们走过了一个又一个时代，在现实生活中，他被广泛的运用在日常生活中，可以说它已经是一种无法代替的物品存在与我们的生活中。无论是在家庭空间还是公共场所,如何做到合理性的对垃圾进行分类和收集一直都是不容小觑的问题.在炎热的夏天,如果不能及时处理食物的残渣,就会导致其发臭发霉.对于人头攒动的公共场所,更应该花费时间与经历解决关于垃圾处理的问题.目前市面上销售的垃圾桶都带有盖子,由于传统的工艺设计使其在打开过程中需要采取手动或者脚踩的方式,也确实不适用于快节奏下的人类使用[2]。
因此，设计出一款新型智能的垃圾桶是必要的，基于此，我们设计了基于单片机的多功能垃圾桶实现了简单的垃圾分类与语音控制等功能，我们还添加了垃圾桶预防火灾报警和自动灭火装置，因此我们设计的基于单片机的多功能垃圾桶具有重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状
国外智能垃圾桶的研究现状近年来，垃圾处理和环境保护正逐步成为我国生态文明建设的重要一环，而在互联网和科技迅猛发展的今天，作为分类和回收垃圾最有效的智能化设备——智能垃圾桶却“推”而不“广”，市场反应平平。
自2019年我国正式实施、推广垃圾分类以来，智能垃圾桶运用于垃圾分类领域的进程明显加快，大大缓解了我国分类垃圾桶只是贴有标签的普通垃圾桶，需人为识别垃圾种类，垃圾分类投放的正确率较低的问题。未来智能垃圾桶的推广与普及是一种必然趋势，充分发挥其提高垃圾回收率、培养居民垃圾分类习惯、保护生态环境的作用，才能促进我国垃圾分类更好地发展。
范建英设计出一种基于单片机多传感器的智能垃圾分类装置，包括底座，导流槽管等，导流槽管的中下部上侧通过支架固定安装探测模块，探测模块包括金属探测器，光纤传感器和摄像头可视化传感器，导流槽管的下端铰接连接导流管的上端，导流管上端底部通过连接块与对应的导流槽管底部靠近下端处通过电动伸缩杆铰接连接。垃圾经过探测模块时被及时确定垃圾类型，探测模块将信号及时发送给控制盒，控制盒根据垃圾类型控制对应的电动伸缩杆进行伸缩，电动伸缩杆伸缩时带动对应的导流管绕其铰接处转动，可以较为精确且高效的将成堆和成团的垃圾进行快速的分类，本发明结构简单且高效，制造成本低，适合在街道安装和垃圾处理单位使用，适合推广使用[3]。
文家雄，张汉民，王卓越，杨敬华，马沙木且，李济，李杨共同设计出一种基于单片机的智能垃圾桶，包括垃圾桶主体，隔离网和紫外杀菌灯；所述垃圾桶主体的上端开口后端通过转轴转动连接有垃圾桶盖；所述垃圾桶主体的前端平面中部固定挂设有控制箱，其控制箱内内置有单片机，计时模块和电源模块。本实用新型中由于热释电红外传感器和红外对管传感器两套信号检测装置以适应不同工作环境,可以是十几厘米的近距离感应也可以是几十厘米乃至数米远距离的检测感应，当热释电红外传感器或红外对管传感器检测触发信号，在传送给单片机控制电路，单片机处理后控制外围电路及相关模块完成自动开关盖，杀菌，语音播放，点亮图案，太阳能充电等功能[4]。
张雅晶，李洪丞，刘兴海设计出一种具有语音识别功能的智能垃圾桶,包括:外壳，外壳包括外壳主体，驱动器和外壳盖，外壳主体具有垃圾投放口，驱动器与外壳盖相连，以驱动外壳盖处于关闭垃圾投放口的关闭状态和打开垃圾投放口的打开状态；内壳，内壳设置在外壳内，内壳的开口与垃圾投放口相对设置；语音采集设备，语音采集设备设置在外壳上；控制器，控制器设置在外壳上；语音采集设备和控制器电连接，以根据语音采集设备采集的语音控制外壳盖的状态[5]。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的垃圾桶的外壳盖需要通过徒手打开造成交叉污染的问题。
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
本论文介绍了一种基于STM32单片机的多功能垃圾桶设计。该设计旨在提高垃圾桶的智能化水平和使用便捷性。通过中控部分、输入部分和输出部分的组合，实现了对垃圾桶的智能化控制和监测。中控部分采用了STM32单片机作为核心控制器，负责处理输入数据和控制输出功能。输入部分包括温湿度传感器、火焰传感器、超声波模块、声控模块、独立按键和供电电路，用于检测环境条件和垃圾桶状态。输出部分包括显示模块、舵机模块和WIFI模块，用于显示状态信息、控制垃圾桶开合和与云端通信。通过该设计，用户可以通过声控、按键操作或云端控制实现垃圾桶的智能化使用。该设计具有潜在的应用价值，可为校园生活带来便利，并为垃圾分类和环境保护事业做出贡献。
