杏彩体育网页统造编造硬件个人的选型与计划是全豹产物的基本，扫数功效的达成都要盘绕其举办开拓。本章对智能垃圾接管箱统造编造的硬件举办精细计划。
智能垃圾接管箱运转时，通过扫描模块举办身份识别；身份验证后，统造器启动电机翻开接管门，陆续开启 7 秒；用户投放垃圾后，接管门主动合上。超声波模块检测桶内垃圾容量，领先设定值时，统造器发出算帐提示。垃圾进入接管箱后，编造称重记载并上传至云端，转换为积分存入用户账户，可用于兑换常日用品。接管箱具备防火功效，烟雾传感器监测气氛质料，高浓度烟雾时发出警报并启动灭火球。
称重传感器是称重编造的症结部件，安插正在箱体底部。其精准性和安谧性是权衡它优劣的肯定性成分。采用称重传感器时，要探讨其量程、精度以及输出款式。量程巨细须要探讨多方要求。
遵照经历，称重传感器日常使命正在 30%⁓70%量程范畴内，若正在行使时有较大膺惩，称重须要夸大量程。本文计划的智能垃圾接管箱，苛重接管物品为纸张、金属、塑料以及织物，行使历程中不存正在大的膺惩，所以选用使命正在量程范畴 30%⁓70%的称重传感器即可满意哀求。归纳探讨称重范畴、安置境况和经济本钱等要求，本文选用 YZC-516/50kg 传感器，精细参数见表。
超声波传感器模块用于智能垃圾接管箱容量的检测。探讨到行使的利便性和检测的实时性，本文选用非接触式的超声波测距模块对桶内垃圾容量举办衡量。超声波拥有高频率、短波长、偏向性好的特色，使命时不受后光骚扰，其抗骚扰性和定位精度较强，正在利便敏捷的同时精度也能满意需求。经历调研，智能垃圾接管箱采用 HC-SR04 超声波传感器模块，精细参数如表所示
该传感器有 VCC、trig（统造端）、echo（吸收端）、GND 等引脚（见图 3.3）。VCC和 GND 端口直接毗邻正在电源正负极，统造端和吸收端与照料器的 IO 端口相连。照料器通过统造口发出 10us 以上的高电平信号，发射端发射出超声波信号，遭遇标的后反射回来，回收端吸收到超声波信号后，发出低电平信号截至计时，读取守时器数值即为测距的年光，最终通过式（3.2）筹划出传感器与标的物体的间隔。
将超声波传感器安置正在垃圾桶正上方，遵照超声波宣称年光筹划取得智能垃圾接管箱顶部与垃圾的间隔数据，用智能垃圾接管箱顶部到桶底的间隔减去该数值即为垃圾桶的容量。为了抗御垃圾满溢，正在计划时筑立阀值，若传感器检测到垃圾桶容量领先该阀值，接管门无法启动，同时上传垃圾满溢音讯提示使命职员算帐垃圾桶，比及箱体内部清空后，智能垃圾接管箱投放功效再次开启。
光幕传感器智能垃圾接管箱行使钢材缔造，为抗御用户投放垃圾时被投放门误伤，本文采用光幕传感器举办检测，避免产生安适事变。光幕传感器使用红表线扫描探测工夫，让红表线正在高速扫描境况下变成红表线光幕，当光幕被遮挡时，光幕传感器发出遮光信号，统造接管门截至使命，保障用户安适。本计划选用 BX87OJS25-16 安适光幕传感器，简直参数见表 。
将光幕传感器固定正在接管箱顶部，光幕的一边发射多条红表线，另一边回收红表线变成光幕杏彩体育官网，光幕传感器的输出通过统造器驱动接管门统造编造。假如红表线发射端和吸收端中央无停滞，吸收法则在收到光信号后输出低电平，此时接管门统造编造寻常运作；假如用户将手伸入光幕内（如图 3.4），吸收端收不到信号，内部电道输出高电平，此时正正在合上的接管门从头翻开，从而爱护用户的安适。
为了抗御正在密闭境况下产生失火，智能垃圾接管箱中计划了 MQ-2 型烟雾传感器（如图 3.5 所示），该传感器属于表面离子式半导体，使命安谧、敏锐度高、相应疾，对待有刺激性非可燃性烟雾的骚扰有着优异的抵造性，被普遍行使于消防编造。
MQ-2 的电道图如图 3.6 所示，将其毗邻正在 5V 电源上，当箱体内部出现烟雾时，传感器与其接触会激发表面导电率的变动，烟雾越浓导电率越大，输出的信号就越大。当烟雾浓度较高输出高于预订电压时，信号为低电平，LED 亮并报警，同时灭火球装配启动举办灭火照料。
智能垃圾接管箱主统造器模块主统造器是全豹硬件编造的主旨，为了可能更好地达成产物功效，选用低功耗、高机能的统造芯片至闭紧张。目前市集上单片机类型繁多，正在探讨 51 单片机、PLC、AVR 单片机以及 STM 单片机后，主统造器选用 STM32 单片机。STM32 单片机接口厚实，机能好、本钱低，除了拥有高度集成和易开拓的好处表，其独有的 ARM Cortex-M[48]计划也使其能更安谧的使命。
别的，该款产物可能挪用芯片供应商所供应的固件库，大大缩短开拓周期。正在 STM32 系列单片机中，经归纳探讨，主统造器采用 STM32F103ZET6 型号（如图 3.7），芯片采用 QFP 封装，使命电压正在 2V 至 3.6V，属于 ARM Cortex-M3 系列，该款微照料器该芯片主屡次率 72MHz，有 512Kb 的 FLASH 和高达 96Kb 的 SRAM空间；拥有上电和断电复位，4-16MHz 的晶体振荡器；拥有厚实的 IO 端口和片表里设，包括 2 个 I2C，3 个 12 位 ADC，4 个通用的 16 位守时器，2 个 PWM 守时器，含有 SDIO、SPI、USART、CAN 等通讯接口，许诺统造器以串行格式与各样**装备举办通讯。
（4）合适性强：使命境况温度正在-40℃~+85℃或者-40℃~+105℃，这保障了它可能正在寒冬严热的时令安谧使命，全部吻合本计划所需哀求；
基于以上好处，选用 STM32F103ZET6 动作主旨统造器全部满意本计划所要达成的需求。3.4 智能垃圾接管箱显示器及扫描模块3.4.1 显示模块探讨到智能垃圾接管箱用户中晚年人有肯定占比，为了帮帮晚年人更好地行使本产物，并探讨到让用户正在阴晦境况下更好的操作本产物，采用触摸显示屏动作编造的显示模块。
目前市集中常见的显示屏苛重有 LED、LCD、OLED 等三种显示屏，此中 LED显示屏因屏幕太大不正在本计划探讨范畴；LCD 行使液晶原料，功耗低、像素集成度高，被普遍行使于电子装备；而 OLED 显示屏像素集成度高、更轻、相应更疾，机能最好，但探讨到经济性，正在不影响行使功效境况下采用 5 寸（800×480 像素）的 LCD电容式液晶屏动作显示器。STM32 统造器筑设有 FSMC 总线可能直接毗邻 LCD，对LCD 显示屏举办治理。
用户可通过显示屏上的提示环节，采用相应的接管门举办垃圾投放，投放竣事后，显示屏上会显示本次投放垃圾的重量并提示用户本次操作竣事。3.4.2 扫描模块为了可能急迅验证客户身份，本文的计划采用“一户一码”计划，即每家用户通过二维码绑定身份，智能垃圾接管箱上筑设一款相宜的扫描头模块，正在行使时扫描二维码即可。选用兴通 XT2003C 二维码扫描模块，可能读取各种介质的一维码、二维码，如纸质、标签、手机屏幕等。
（7）内置蜂鸣器，扫描时同步发声；这些好处使得其正在各样要求下均能寻常使命，用户只需出示二维码，编造通过扫描头举办身份的识别，验证胜利后，即可举办垃圾投放，省略操作流程，精打细算用户年光。
语音模块语音模块与显示屏互相配合辅帮用户更好的行使智能垃圾接管箱，本文计划的编造选用 DY-SV17F 模块达成语音播报功效。该模块正在 5V 电压下使命，赞成 IO 分段触发、UART 串口统造等多种使命形式，可能直接驱动 3⁓5W 的喇叭，也赞成 UART串口统造语音播报。
STM32 统造器通过 GPIO 与该模块毗邻，通过 IO 触发的格式达成语音播报提示，辅帮用户精确投放垃圾。3.5 智能垃圾接管箱通讯模块通讯模块的效力使得智能垃圾接管箱拥有和云端举办音讯交互的才略。对装备与云端的通讯格式举办了调研，苛重格式有 WIFI 通讯、GPRS 通讯以及 4G DTU 通讯。此中，WIFI 通讯因为范畴的控造性不予采用；GPRS 与 4G DTU 均采用搬动搜集举办长间隔数据传输，但 4G DTU 的传输速率更疾，兼容性更好，所以，本计划采用DTU 动作本编造的无线传输模块。
DTU，即数据传输单位，诈欺 4G 搜集，将串口数据转为 IP 数据与长途效劳器举办数据交互的装备。4G DTU 拥有搜集笼盖范畴广、安适机能好、传输疾的特色。其通讯道理如图 3.8 所示，统造器对各种传感器举办数据搜罗，同时通过 DTU 模块将这些数据音讯举办转换并通过 4G 搜集上传到效劳器，达成装备与云端的通讯。
摄像头与 DTU 模块通过网线举办毗邻，这种格式的好处正在于获取的监控音讯可能直接上传到效劳器，无需经历主控编造，精打细算开拓年光。当行使现场呈现题目时，使命职员可能第偶然间挪用监控剖析境况，避免呈现无意。
智能垃圾接管箱的接管门采用主动化统造，接管门的主动使命道理如图 3.10 所示，当用户触发感受开闭时，统造器下达开/闭指令给驱动装配，驱动个人鼓动传动机构统造门的开闭。
（1）当用户采用智能垃圾接管箱举办投放时，传动机构推广号令，电机正转，达到开门限位开闭职位电机截至；（2）接管门开启恭候 7 秒后先导合上，电机反转，达到闭门限位开闭，电机截至；
（4）开闭门历程中，电机速率从 0 先导加快到最高速率 v，短年光后先导减速最终以超低速运动到截至位，省略门框碰撞。遵照编造计划哀求，采用步进电机和行程开闭来达成主动开闭门功效。此中步进电机用于统造接管门的启闭，按下按键，步进电机启动鼓动接管门开启；行程开闭，又称限位开闭，本文采用滚轮式 LX19-001/111 行程开闭，担任节造接管门运动职位杏彩体育官网，确保电机统造的主动门达到肯定职位后主动截至。步进电机正在采用时须要探讨其步距角以及扭矩，步距角越幼平定性越好。
通过对电机扭矩以及转速公式的说明，采用驱动器型号为 TB6600 的 42BYGH34型步进电机（如图 3.11 毗邻），体积幼，噪音低，简直参数见表
直流电机采用为最大化诈欺智能垃圾接管箱的容积，接管箱计划了主动压缩功效，通过直流电机驱动的压缩机构对接管物举办压缩照料，到达抬高接管箱空间诈欺率的成效。探讨到压缩机构运动时速率不宜过高，以及差别接管物品压缩时所需的压力差别，采用DT57BL54-240 型无刷直流电机。
电源模块为统造器、传感器模块、电机个人供应安谧电源。差别的模块对待与电源电压的哀求也不尽相仿，大无数采用 3.3V 电压，个人模块采用 5V 和 12V 电压。编造采用的主统造器、超声波传感器、GPS 定位行使 3.3V 电源电压，称重传感器、烟雾传感器、显示器和扫描模块行使 5V 电压，光幕传感器、通讯模块和监控模块行使 12V 电压，电机行使 24V 电压。
于是针对差别电压需求计划电源电平转换电道。本计划采用市电动作表接电源，行使 AP24N03-Zero AC/DC 模块，将 220V 换取电转为 24V 直流电以供直流电机运转，计划图如图 3.12，此中，FUSE 是限流 1A 的保障丝。
本文苛重酌量了智能垃圾接管箱统造编造硬件，采用STM32单片机动作主统造器，并采用了实用于硬件编造的传感器。论说了智能垃圾接管箱的功效达成门径。正在箱门中计划了光幕传感器，与防夹手机构纠合阐明效力，抬高了垃圾投放的安适性。返回搜狐，查看更多
