谭耀杨+张薇

【摘要】 随着智慧校园的提出，各種围绕智慧校园建设的软硬件设施正如火如荼地开展，本文设计的是基于STM32ARM芯片智慧校园垃圾管理系统，此系统由三部分组成：智能垃圾箱部分，无线传输部分，报警监控部分。解决收集垃圾箱储藏情况的难题，避免手脚和垃圾桶的接触，远离细菌。新型的智能垃圾桶给人们的生活带来了很多的方便，与社会提出的营造“绿色生活”相适应。

【关键词】 STM32 zigbee 上位机报警

一、前言

本系统创新点含有检测人体与垃圾箱的距离，自动打开关闭垃圾箱，zigbee网络的设计，自行调试的上位机软件的报警处理处理，充分发挥stm32的优势，对于传统51设计的智能垃圾桶，系统稳定性有很强的提高。发挥语音播放的宣传效果特别是对于中小学校园在环保宣传上的作用，没有一味的利用别人的语音报警。使用不同颜色的LED显示垃圾桶的存储状态。

二、设计方案

2.1系统总体框架

智能垃圾桶：stm32主控 红外感应，超声波测距，正负离子发生器和紫光灯杀菌除臭， zigbee实时监控窗口，太阳能电池板供电 从机 主机

2.2红外模块

红外模块是由红外线技术作支撑的产品，灵活性高，功耗低，工作电压低，在各类自动感应电器设备中有较大应用，并且在电池供电的自动控制产品方面也得到较大认可。

控制方法：本次控制采用可重复触发，当红外感应到人体靠近时，输出口out输出高电平，控制电机正转，打开垃圾桶，若附近一直有人体移动，则一直输出高电平。当附近没有人体移动时，高电平延时5秒钟，然后输出低电平，控制电机反转，关闭垃圾桶。

2.3超声波模块

超声波主要通过超声波模块发出信号，当遇到障碍物会反射回来，从而判断有无障碍物， 程序运行时，超声波一直检测桶内垃圾高度。当外部中断启动时（红外感应到人体靠近），停止测量。当人扔完垃圾后垃圾箱关上后又开始测量。检测到垃圾桶内垃圾已经满时，垃圾桶不能再打开，并通过无线发射信号给总部，提醒回收垃圾。若垃圾桶内垃圾未满，则下次有人靠近时垃圾桶可自动打开。当垃圾桶内垃圾清理完毕，电机恢复运转。

2.4语音模块

本系统采用时ISD公司的ISD4004语音芯片。

ISD4004芯片介绍：ISD4004芯片采用CMOS技术，里面含有振荡器，滤波器，放大器等，芯片的所有操作都由微控制器完成，操作命令可以通过串口通信接口送入。工作原理：ISD4004工作于SPI串行接口，本系统的ISD4004芯片与STM32的SPI2相接，

2.5 zigbee模块

意义：利用稳定性还有价格都比较理想的zigbee芯片去完成，取代传统的铺设线路。从而能够在当前基础上搭建智慧校园节约很大成本，系统做大的时候利用zigbee组成无线的局域网，完成低成本高稳定性的效果。此协议是一种短距离，低功耗的无线通信技术，主要特色有低成本，低功耗，低电量，穿墙性能好，通信距离可达4km，支持大量网络节点，支持自组网通信，主要适合用于自动控制领域比如：工业自动化和远程控制如：智能家居方面，可以嵌入各种机械设备。该技术在物联网产业如：移动POS端、智能建材，交通，智能家居，工业自动化、智能化建筑、等领域。

三、系统特色

1、无触摸式开启：红外感应，自动控制开关，一方面可以避免人的身体直接接触，卫生清洁，另一方面可以隔绝异味和细菌。

2、无线传输，实时监控：随时掌握各个垃圾桶的储藏情况，到时打扫，省时省力。

3、利用太阳能电池板供电： 避免因为断电而产生不能给系统供电的麻烦。

4、语音提示，温馨相伴：放入垃圾后有相应的语音提示，垃圾入箱一小步，健康生活一大步，保护环境我们在路上。人性化服务，对提高环保意识很有帮助。

5、功能明确，意义非凡：通过LED不同颜色（红黄绿）显示垃圾箱不同存储状态

6、含有ZigBee网络的设计，上位机报警处理，充分发挥stm32的优势，对于传统51设计的智能垃圾桶，系统稳定性有很大的提高。

四、结语

经过分析感应垃圾桶的市场规模、感应智能垃圾箱的竞争状况、产品的供需求状况以及智能感应垃圾箱主要企业经营情况、智能感应垃圾箱相关主要企业的市场占有率，同时对智能感应垃圾箱的未来发展做出科学的预测。通过多年的追踪调查发现，国内外目前暂时还尚未出现达到类似功能的智能垃圾箱。

尽管智能垃圾箱这个概念很早就有提出，但真正达到要求满足生活需要的很少，并且随着生活节奏的加快，很多人都不愿花时间随时监控垃圾桶的存储情况，不能从根本上解决这一问题。次垃圾管理系统，在培养人们的垃圾入箱的意识，有着极大促进作用。同时在智慧校园，智慧城市建设方面有着巨大市场潜力。