辽宁石油化工大学信息与控制工程学院
摘要：提出了一种新型智能压缩垃圾桶的整体方案，并且阐述了该系统各个模块的设计内容。设计一款调节方便，操作简单，自动化程度高的新型智能压缩垃圾桶。分析和实验表明：该新型智能压缩垃圾桶能给居民提供便利环保的生活需要，具有良好的实用价值。
关键词:智能，压缩垃圾桶，环保
作者简介:刘璐，女，1997.6,辽宁绥中县，回，辽宁石油化工大学，辽宁抚顺市望花区丹东路西段1号，113001
刘晓琴，女，辽宁石油化工大学，副教授，硕士，电网故障诊断
曹力，男，辽宁石油化工大学
中图分类号：TP271+.5
市场上家居式垃圾桶常见的有：敞口式，手动翻盖式，脚踏翻盖式，摇盖式，挤压式和自动感应式等几种型式。敞口式垃圾桶极具污染环境和传播疾病；手动翻盖式垃圾桶需要人们用手频繁接触垃圾桶盖更容易感染细菌；脚踏式虽然避免手与垃圾桶的接触，但是垃圾桶空间小；除此之外常见的传统室内垃圾桶在使用过程中都暴露了一个同样的缺点：容量小，使用不便。人们的生活越来越倾向于智能化，传统的垃圾桶难免会被社会所淘汰[1-3]。近几年新兴的智能感应垃圾桶虽然克服了传统垃圾桶的弊端，但是价格昂贵，使得许多家庭望而却步，并没有得到广泛的使用。所以需要设计一种多功能智能化的垃圾桶来满足人们的生活[4-5]。
本文设计的智能压缩垃圾桶由主控系统、检测单元、电源模块和执行机构四个部分组成。采用单片机作为整个系统的控制核心，由自动压缩模块、烟雾报警模块、环境参数显示模块等功能模块构成。检测单元包括重量传感器、烟雾传感器以及温湿度传感器，检测环境中的各种参数，将其参数实时传送给控制中心；电源模块则是对于整个系统的运动提供充足的电流和电压，保证正确运行；执行机构是收到控制中心的指令时，完成相应的动作，实现智能压缩。
1整体设计方案
智能压缩垃圾桶主要由主控系统、检测单元、电源模块和执行机构四个部分组成。系统结构以单片机作为整个系统的核心，通过对太阳能的收集存储在蓄电池中，充电池通过逆变对整个系统实现供电；检测单元中各路传感器通过对垃圾桶内及周围的环境参数进行检测，将信号传送到单片机控制中心，单片机会发出动作信号，触发驱动电路引发电机的运动实现对垃圾桶垃圾的压缩；同时将检测的环境参数显示在显示屏上，如若遇到火灾险情会触发蜂鸣器实现报警。系统结构框图如图1所示。
2智能压缩垃圾桶外观结构图
整流器、微型电脑控制中心、重力传感器位于垃圾桶内胆下方的防护箱内部。太阳能电池板位于桶体顶部外侧，通过导线与位于桶体底部靠左侧的整流器相连；整流器通过导线与位于桶体底部靠中间的蓄电池相连；重力传感器位于桶体底部靠右侧，通过导线与蓄电池相连；USB接口安装在桶体上部5处，通过导线与微型电脑控制中心相连，可以在紧急断电情况下实现对智能器件的充电；显示屏安装在桶体上部3处的左侧，通过导线与微型电脑控制中心相连；烟雾传感器、低分贝蜂鸣器、温度传感器、湿度传感器并排安装于桶体下部3处，通过导线与微型电脑控制中心相连，若桶内密闭的垃圾环境中滋生的蚊子，微型电脑控制中心控制桶内的低分贝蜂鸣器发出低分贝声响来驱走蚊子，保证室内的卫生环境，若在桶内发生自燃现象，会触发烟雾报警器。显示屏安装在桶体上部3处的左侧，实现用温度传感器和湿度传感器对室内环境参数的检测，并且将检测的参数实时显示在显示屏上；电机安装在桶体上部3处的右侧，通过导线与重力传感器相连，当垃圾桶内胆内的垃圾容量达到设置的容量，便会触发桶内的重力传感器，电机带动压缩装置对垃圾进行压缩；螺旋杆一端通过螺母与桶体顶部内测相连，一端与压盘焊接到一起，传动杆一端通过螺纹与螺旋杆啮合，另一端通过螺纹与电机连接到一起。所述的压盘直径略小于垃圾桶内胆直径,压缩装置由螺旋杆、压盘和传动杆组成。
3控制系统电路
控制系统采用AT80C51单片机作为控制中心，选取BF1K-3AA高精度电阻式应变式重量传感器作为检测元件，运动控制中利用L298N驱动芯片保证了运动性能，通过电机驱动芯片对直流永磁电机-5ZYT01进行驱动，从而实现智能压缩。选择MQ2烟雾传感器和HT11温湿度数字传感器，实现报警功能。选择12864LCD液晶显示屏实现显示功能。对于整个系统的供电提出使用绿色环保的太阳能作为来源，选择型号为LCR121R3的铅酸蓄电池储存电能，通过对硬件电路和软件的设计，使得运动系统的稳定性得到提高，智能压缩垃圾桶能够实现对垃圾的自动压缩。
图3智能压缩垃圾桶系统电路
4结论
与现有技术相比，本文设计的智能压缩垃圾桶的有益效果是：结构简单、绿色环保、自动化程度高，采用机械结构对垃圾桶实现压缩，与传统垃圾桶相比，容量更大，语音提醒功能传达当垃圾容量最大化时，需要清理垃圾桶的信息。此外，在垃圾桶内设有烟雾传感器，可以防止桶内发生自燃现象，同时，设置有低分贝蜂鸣器，可以发出低分贝声响来驱走蚊子，从而保证室内的卫生环境等。
参考文献：
[1]辛政华，路红梅，胡良益，等.基于物联网的智能垃圾桶系统设计[J].仪器仪表用户.2011,18（6）：37-39
[2]高同辉，郭蕊.基于ARM的家用智能垃圾桶设计[J].电子科技.2012,25（11）：55
[3]戴礼骁，蒋陈苗，薛兵兵，等.太阳能智能垃圾桶的设计[J].电子技术，2013（12）:33-34
[4]王丽，黎毓杰，叶泰然，等.基于32位单片机控制的智能垃圾桶远程实时监控系统设计[J].机械设计与制造工程，2017，46（6）：45-48
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