可移動(dòng)式智能分類垃圾車

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1、可移動(dòng)式智能分類垃圾車 　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類文明同自然環(huán)境之間的矛盾進(jìn)一步激化。對(duì)此，本文以分類回收金屬垃圾為主要研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了可區(qū)分并回收金屬垃圾的智能科技分類垃圾車，主要是應(yīng)用在在各式各樣的辦公樓宇中。從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的和提高資源利用率的目的。 　　一、概述 　　我國現(xiàn)有的大多分類垃圾箱只能起到最基本的提醒作用、宣傳作用。究竟哪些是“可回收”、哪些是“不可回收”的垃圾幾乎沒有人會(huì)告訴你答案。所以，這種模糊、抽象、概念化的“標(biāo)識(shí)”實(shí)際意義不大。 　　本文通過基于嵌入式開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和多種接近開關(guān)傳感器的配合使用，設(shè)計(jì)了可自主移動(dòng)功能的智能分類垃圾車，具有分揀金屬

2、垃圾、自主智能導(dǎo)航、儲(chǔ)滿度智能檢測、短信通知、智能避障等功能，主要適合應(yīng)用在各式各樣的辦公樓宇里，可起到代替多個(gè)固定式傳統(tǒng)垃圾桶的作用，更有效的減少了人力物力，降低成本。 　　對(duì)于生活中人們所產(chǎn)生的各種金屬類垃圾，分揀準(zhǔn)確度現(xiàn)已達(dá)到96%以上。智能垃圾車內(nèi)部也帶有儲(chǔ)滿度檢測功能，通過多個(gè)紅外傳感器的相互配合，內(nèi)部垃圾儲(chǔ)滿度當(dāng)達(dá)到90%以上時(shí)將會(huì)自動(dòng)聯(lián)系管理人員及時(shí)處理，這種智能化管理方式非常靈活、方便，而又實(shí)用。不僅如此，本文設(shè)計(jì)的智能垃圾車還具有自主導(dǎo)航和智能避障的創(chuàng)新功能， 　　這樣的一輛可移動(dòng)式的智能分類垃圾車便可起到代替多個(gè)固定式傳統(tǒng)垃圾桶的作用，更有效的減少了人力物力，降

3、低成本。 　　二、可移動(dòng)式智能分類垃圾車系統(tǒng) 　　本文所設(shè)計(jì)提出的可移動(dòng)式智能分類垃圾車可分揀生活中最常見金屬垃圾，例如：可樂易拉罐，鐵皮罐頭盒等等。 　　智能垃圾車所使用的主控是飛思卡爾公司的MC9S12XS128MAL 16位單片機(jī)芯片，總線主頻最高可達(dá)40M Hz，配有5v電源供電，工作高速并且穩(wěn)定。該智能垃圾車所涉及到的單片機(jī)硬件模塊包括：ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、跳邊沿檢測模塊、PWM輸出模塊以及串口通信等模塊。 　　可移動(dòng)式智能分類垃圾車主要是由四個(gè)部分組成，分別是金屬垃圾智能識(shí)別系統(tǒng)、用戶交互系統(tǒng)、垃圾處理系統(tǒng)、自主導(dǎo)航系統(tǒng)。 　　(一)金屬垃圾智能識(shí)別系

4、統(tǒng) 　　1、功能介紹 　　金屬垃圾智能識(shí)別系統(tǒng)是本文設(shè)計(jì)的智能分類垃圾車的最核心功能，首先通過紅外傳感器的數(shù)字高低電平信號(hào)進(jìn)行分析有無物體或者垃圾靠近，如有靠近時(shí)，紅外傳感器便會(huì)檢測到并在信號(hào)線上產(chǎn)生持續(xù)的低電平，否則，常態(tài)保持5v高電平。從而可以區(qū)分并判斷有無投入垃圾的具體動(dòng)作的發(fā)生。如有垃圾投入，紅外傳感器信號(hào)線便會(huì)持續(xù)產(chǎn)生低電平，單片機(jī)進(jìn)而通過電磁感應(yīng)型金屬接近開關(guān)區(qū)分并分析投入垃圾是否是金屬垃圾。具體實(shí)現(xiàn)方法與紅外傳感器類似，常態(tài)無金屬靠近時(shí)，信號(hào)線保持5v高電平，反之檢測到有金屬物體靠近時(shí)，信號(hào)線輸出低電平信號(hào)。 智能分類垃圾車上的紅外傳感器和金屬接近開關(guān)傳感器固定在投

5、入口的正上方2cm出，2個(gè)傳感器并排集中于中間位置，這樣可以最大程度上實(shí)現(xiàn)金屬垃圾的分類功能。而在實(shí)現(xiàn)算法上，為了避免偶然產(chǎn)生的電平信號(hào)而帶來的誤判結(jié)果，采用50ms定時(shí)，間隔掃描的檢測方法。 　　(二)用戶交互系統(tǒng) 　　1.用戶交互系統(tǒng)則是完成與路人及相關(guān)管理人員的交互功能。基于垃圾投入口正上方的紅外傳感器，當(dāng)有路人靠近并投放垃圾時(shí)，紅外傳感器信號(hào)線產(chǎn)生低電平，用戶交互系統(tǒng)檢測并分析此信號(hào)，之后傳遞給微處理器，微處理器當(dāng)?shù)玫叫盘?hào)后會(huì)發(fā)出語音提醒信號(hào)，禮貌提醒用戶：“謝謝您的使用，請(qǐng)投入垃圾!”。 　　2.安全行駛檢測系統(tǒng)：垃圾車的多個(gè)方向都裝有紅外傳感器和超聲波傳感器，這樣

6、即使在行駛過程有行人迎面走來時(shí)，它也會(huì)自動(dòng)停下并等待行人離開。因此可以很好保證其不會(huì)與行人相碰撞，即保護(hù)了行人也保護(hù)了智能垃圾車本身。 　　(三)垃圾處理系統(tǒng) 　　1、功能介紹 　　垃圾投入檢測系統(tǒng)是當(dāng)投入垃圾時(shí)，垃圾車正前上方的紅外傳感器就會(huì)感應(yīng)到物體靠近，信號(hào)線產(chǎn)生低電平，單片機(jī)檢測到之后發(fā)出相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)。 　　在箱體的內(nèi)部裝有紅外傳感器，箱內(nèi)的紅外傳感器當(dāng)檢測到垃圾車內(nèi)部達(dá)到一定的儲(chǔ)滿度后，會(huì)自動(dòng)呼叫工作管理人員及時(shí)處理垃圾， 　　2、機(jī)械方案 　　控制器接收到信號(hào)后，控制電機(jī)使投放箱蓋繞軸打開，同時(shí)金屬式接近開關(guān)辨別所投放垃圾是否為金屬，若為金屬則對(duì)

7、分類格柵發(fā)出信號(hào)使分類格柵繞軸朝對(duì)應(yīng)方向翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到金屬垃圾或非金屬垃圾都能夠投放到對(duì)應(yīng)的內(nèi)筒中。箱內(nèi)的紅外傳感器當(dāng)檢測到垃圾內(nèi)部達(dá)到一定的儲(chǔ)滿度后，會(huì)自動(dòng)呼叫工作管理人員處理垃圾，這樣就解決了普通垃圾箱因存儲(chǔ)垃圾過多而導(dǎo)致的使用年限降低，箱體臟亂等問題，并大大減小了環(huán)衛(wèi)工人的工作量。 　　(四)自主導(dǎo)航系統(tǒng) 　　1、功能介紹 　　自主導(dǎo)航系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)垃圾車按預(yù)設(shè)軌跡自主行駛，這樣一輛可移動(dòng)式的智能分類垃圾車便可起到代替多個(gè)固定式垃圾桶的作用，更有效的減少了人力物力，降低成本。 　　2、控制原理 　　自主導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括行走輪、電感傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。我們?cè)谥悄?/p>

8、垃圾車正下方位置安裝了3個(gè)橫放的電感線圈。并且在預(yù)定的軌道上，有鋪設(shè)載有50Hz不斷變化的交流電銅線，其所產(chǎn)生的變化的磁場在穿過智能垃圾車正下方的電感線圈后會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生不同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，隨著距離中心導(dǎo)線的距離不同，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小也不同。 　　將磁場強(qiáng)度大小轉(zhuǎn)換為電壓大小送往單片機(jī)進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)過運(yùn)算得出小車與中心線的位置，從而通過PWM波脈寬的控制不同的差速比。這樣就可以完成預(yù)定的自主行駛功能了。 　　三、結(jié)束語 　　可移動(dòng)式智能分類垃圾車旨在促進(jìn)城市辦公樓宇的金屬垃圾的分類和回收，解決大量的傳統(tǒng)垃圾桶混合收集的問題。本文的設(shè)計(jì)對(duì)于常見的各種金屬類垃圾，分揀準(zhǔn)確度現(xiàn)已達(dá)到96%以上。 　　智能垃圾車內(nèi)部也帶有儲(chǔ)滿度檢測功能，通過多個(gè)紅外傳感器的相互配合，內(nèi)部垃圾儲(chǔ)滿度當(dāng)達(dá)到90%以上時(shí)將會(huì)自動(dòng)聯(lián)系管理人員及時(shí)處理，這種智能化管理方式非常靈活、方便，而又實(shí)用。不僅如此，本文設(shè)計(jì)的智能垃圾車還具有自主導(dǎo)航和智能避障的創(chuàng)新功能，通過進(jìn)一步對(duì)嵌入式開發(fā)技術(shù)的深入研究和多種智能傳感器的功能擴(kuò)展，可以進(jìn)一步的擴(kuò)展相應(yīng)的垃圾識(shí)別功能，如玻璃類制品、紙張類制品等等。