郭科 張小欽 邱興文 周強(qiáng)

摘 要：本設(shè)計(jì)是一款基于STM32F407單片機(jī)控制，能實(shí)現(xiàn)垃圾智能分類的智能化環(huán)保安全型垃圾桶。它利用RFID精確接收并判斷垃圾是否可回收的分類信息，并且具有精度較高的糾錯(cuò)能力;在溫度傳感原理與超聲波傳感原理的基礎(chǔ)上利用STM32F407單片機(jī)實(shí)現(xiàn)桶內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)、容量檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警及語(yǔ)音播報(bào)等功能。該設(shè)計(jì)在智能分類、環(huán)保安全等方面優(yōu)勢(shì)明顯，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：RFID;精準(zhǔn)判斷;智能分類

Abstract：This design is based on stm32f407 single-chip microcomputer control， can achieve intelligent classification of garbage intelligent environmental protection safety garbage can. It uses RFID to accurately receive and judge whether the garbage can be recycled or not， and has high accuracy error correction ability; on the basis of temperature sensing principle and ultrasonic sensing principle， it uses stm32f407 microcontroller to realize the functions of temperature monitoring， capacity detection， automatic alarm and voice broadcast. The design has obvious advantages in intelligent classification， environmental protection and safety， and has high practical value.

Keywords：RFID; Accurate judgment; Intelligent classification

0.引言

隨著人們生產(chǎn)、生活水平的提高，環(huán)境問題越發(fā)嚴(yán)重。在環(huán)境方面，垃圾清理、垃圾分類以及垃圾回收等問題經(jīng)常困擾著居民住戶。本次設(shè)計(jì)針對(duì)上述情況提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的智能化環(huán)保安全型垃圾桶，它能夠自動(dòng)識(shí)別垃圾種類并加以分類，能夠?qū)暗臓顩r進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并能進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，還能進(jìn)行無線通信實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾分類及人員的管理，這樣可以減少對(duì)環(huán)境的污染。、

1.硬件部分

（1）RFID。無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[1]。功能為接收電子標(biāo)簽的信息以及給電子標(biāo)簽發(fā)送信息。

（2）WIFI無線傳輸。WIFI 技術(shù)是指基于 IEEE802.11 協(xié)議的無線局域網(wǎng)接入技術(shù)，可以提供高速率數(shù)據(jù)傳輸、無線接入等服務(wù)[2]。

（3）放大器。放大傳感器的信號(hào)以便于檢測(cè)。

（4）溫度、超聲波傳感器。對(duì)垃圾桶的溫度以及容量進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)[3]。超聲波傳感器是壓電晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生高頻振動(dòng)而產(chǎn)生超聲波，當(dāng)其碰到雜質(zhì)或分界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射形成回波[4]。檢測(cè)超聲波的發(fā)射和返回，則可計(jì)算出超聲波的探測(cè)距離。

2.軟件部分

（1）標(biāo)簽判斷系統(tǒng)。通過RFID裝置掃描標(biāo)簽，讀取標(biāo)簽信息，然后上傳到STM32F407單片機(jī)，通過與庫(kù)文件里面的數(shù)據(jù)比對(duì)，來對(duì)垃圾進(jìn)行分類。

（2）多幀糾錯(cuò)系統(tǒng)。采用多幀重復(fù)識(shí)別的方案來對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行糾錯(cuò)，在每幀識(shí)別結(jié)束時(shí)，并不立即確定讀寫器所讀取的垃圾標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，暫時(shí)不對(duì)發(fā)出響應(yīng)的各標(biāo)簽回應(yīng)確認(rèn)信號(hào)，而是將該幀識(shí)別結(jié)果暫時(shí)保存，當(dāng)暫存的已識(shí)別幀數(shù)足夠多時(shí)，統(tǒng)計(jì)所有暫存的各幀中識(shí)別的標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)碼及其識(shí)別次數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的每個(gè)標(biāo)簽的識(shí)別次數(shù)做出不同處理，其中識(shí)別次數(shù)最高的，就判斷為讀寫器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

（3）溫度報(bào)警系統(tǒng)。通過溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)桶內(nèi)溫度，當(dāng)桶內(nèi)溫度高于安全溫度時(shí)，調(diào)用語(yǔ)音系統(tǒng)報(bào)警。

（4）控制系統(tǒng)。通過便簽判斷系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行分類，然后通過控制機(jī)械結(jié)構(gòu)來打開相應(yīng)類型垃圾的垃圾口。

3.結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)的核心處理器為STM32處理器，高性能以及低功耗的優(yōu)點(diǎn)大大提高了系統(tǒng)的可靠性。它利用RFID精確接收并判斷垃圾是否可回收的分類信息，而且具有精度較高的糾錯(cuò)能力;在溫度檢測(cè)與超聲波傳感原理的基礎(chǔ)上利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)桶內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)檢測(cè)、桶內(nèi)容量檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警等功能。該設(shè)計(jì)在智能分類、環(huán)保安全等方面優(yōu)勢(shì)明顯，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟一君.RFID技術(shù)在物流倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用探究[J].中國(guó)商論，2020（15）：34-35.

[2]李云峰.無線WiFi通信溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子制作，2018（07）：48-49.

[3]李想.一種室內(nèi)溫度多點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（10）：74-75.

[4]王國(guó)軍. 超聲波測(cè)距傳感器的研究[D].黑龍江大學(xué)，2014.

作者簡(jiǎn)介：

郭科（1999年6月）男，漢族，重慶綦江人，重慶理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生。

基金項(xiàng)目：重慶理工大學(xué)學(xué)生科研立項(xiàng)（KLB19052）

（1.重慶理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院? 重慶? ?400054）