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智能垃圾桶设计方案.docx

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  • 上传时间:2024-02-02
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      正因 为盛群单片机有很方便休眠唤醒功能,在PA 口加下降沿可是单片机唤醒,并 且唤醒后执行唤醒的吓一跳指令,所以在长时间没有人来投垃圾,单片机自动 的将除HN911以外的电路电源关闭,之后单片机进入休眠,从而大大减少能源 的浪费做到了节能环保当有人来时,通过HN911电路部分将单片机唤醒, 单片机将以前关闭电源的电路从新通电进入正常工作状态四、作品功能、特色本作品节能环保,干净卫生,具有一定的娱乐性,运用广泛,可适用于各 种中高级办公楼等公共场合,其原理也可运用至其他领域,如防盗作用等,具 有很强的市场竞争力作品采用了 HT46F49E作为主控单片机,以红外传感器、震动传感器、语音芯片为主要模块,主要特点如下:(1) 节能环保本作品有休眠唤醒功能,在长时间没有人来投垃圾,单 片机自动的将除红外感应以外的电路电源关闭,之后单片机进入休眠,从而大 大减少能源的浪费;做到了节能环保当有人来时,又通过该电路部分将单片 机唤醒,单片机将以前关闭电源的电路从新通电进入正常工作状态2) 干净卫生智能垃圾桶顺应了现代社会的追求,突破了传统带盖垃 圾桶用手或脚开盖的思维屏障,感应开、关桶盖让人们在丢时少了份担心,减 少了生活中各种病菌交叉感染的机率。

      同时具有良好的密封性好,无垃圾异味 溢出,确保四遇空气清新3) 娱乐性本作品的语音系统会根据不同情况发出一些幽默诙谐的话 语,娱乐大众的同时也吸引人们有意识地将垃圾丢进桶内,更能吸引小孩去捡 垃圾往里丢,从而使人们养成不乱扔垃圾的好习惯,让我们周围的环境更加美 丽4) 运用广泛本作品可有多种色彩、多种容量、多种材料选择,提升 了公共场合及居家档次,满足了人们崇尚人性和时尚,不断塑造个性和魅力的 生活品味;是办公、家用、公用、会议、医疗等使用的理想选择五、作品结构(一) 硬件部分硬件电路部份包括:电源电路模块HT46F49E芯片控制中心模块;信号检 测电路模块;控制电路模块与语音电路模块四部份分别说明如下:Mod_1模块:电源电路模块实现给HT46F49E单片机供电功能Mod_2模块:使用HT46F49E芯片,建立基本输入输出模型实现与Mod_3模块的串行通信功能,以及实现基本控制功能Mod_3模块:信号检测电路模块是由各插孔的检测电路分别与各个用电 器相串联组成,实现外部信号的检测① 热式红外传感器模块实现对外部红外热源的检测② 震动传感器模块实现对外部重量和形变的检测③ 红外光传感器模块在Mod_2模块中HT46F49E的控制下对带地址、数据编码 功能的红外遥控发射/接收。

      Mod_4模块:① 控制电路模块用一个电磁铁实现桶盖的打开与关闭② 语音电路模块主要用编程实现智能垃圾桶的提醒功能及播报功能1、Mod_1模块解析:电源电路是由变压器、桥式整流电路、集成器7085及一些电容所组成家用电器使用的220v交流电压通过变压器降压、桥式整流电路整流后,再通 过7805集成器将电压稳定成为5v的直流电压,给单片机HT46R23供电为 了解决电信号中的干扰问题,我们在集成器7085的两边并接电容用以滤波 电路图如下所示:图2电源模块电路图2、Mod_2模块解析:FB5匚□ PB61P酗匚227□ PB7PAS.PFDIZZ326ZJ PA47MRPA2L"425J PA5/INTPA1C524=PAGPAOIZ623□ PA7?22□ C5C2PB2j'AN2IZa2t□ OSC1PB1MN1 d920□ VDDPBO/ANOIZ119hRESvssiz10□ PD1/PWM1PCD匚1217□ PD&'PWMOPC1匚1316"J PC4PC卫匚U15□ PCSH746F4SE图3 HT46F49E单片机引脚功能表工作电压:fSYS=4MHz: ~fSYS=8MHz: ~fSYS=12MHz: ~• 13到23个双向输入/输出口•与输入/输出口共用引脚的外部中断输入• 8位可编程定时/计数器,具有溢出中断和7级预分频器•内置晶体和RC振荡驱动电路•看门狗定时器•具有PFD功能,可以用来发声•暂停和唤醒功能可降低功耗•在VDD =5V,系统频率为48MHz时,指令周期为3在本作品的开发设计过程中,HT46F49E单片机采用5V稳压电源供电。

      工作在48MHz时钟频率由于采用RISC结构,此系列单片机具有高运算速度和高性 能的特性有了集成的A/D和PWM功能的优势,再加上低功耗、高性能、灵活 控制的输入/输出和低成本等特性3、Mod_2模块解析:信号检测电路部分分为三大块:热式红外传感器、震动传感器、红外光传感 器1)热式红外传感器模块① 这种探头是以探测人体辐射为目标的所以热释电元件对波长为10UM左右 的红外辐射必须非常敏感② 为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔 滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用③ 被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元而且制成的 两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作 用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出④ 一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接 收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号 处理而报警⑤ 菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生 不同的监控视场,视场越多,控制越严密HN911型热释电红外探头模块的内部电路框图如图所示。

      4 5 3HK911 21 6图4 HN911型热释电红外探头模块以及内部电路框图平时①端输出低电平,②端输出高电平当有移动发热体迸太监视范围时,热释电红外传感器接收到红外能量,并输出检测信号该信号经放大器放 大后,由比较器进行比较判断,再由信号处理电路处理后输出控制信号此时 输出端①变为高电平,而输出端②变为低电平在模块的外部可接增益调节电 位器,以调节放大器的增益HN911型热释电红外探买模块的主要特性参数见表表:HN911型热释电红外探头模块主要特性参数国参敝顼 目-电涂电压(V)m io仙放大器频宽(出】0.3-7输出延的)?2惇感水平现前» 100?椭窸电毛20传嫌水平税角3■酣监控距典小)15*故大器峭蓝(曲)工作混度(唱),+ 翎 l _全,一]四■昼 1"^ WW W.D^SC.COMR嫁大1 C采购网站注:根据传感器视场和灵敏度经过试验确定传感器放置角度来合理确定监控距离.滤光片人体发出的红外线波长10um左右,将滤光片设置在窗口处,组成红外线通 过的窗口滤光片为6um多层膜干涉滤光片,这种对太阳光和荧光 灯的短波(约为5um 一下)具有高的反射作用,而对6um以上的人体发出的 红外热源(10um)有高的穿透性,其光谱特性。

      如图所示:图5放大电路放大电路为单片机提供一个中断信号,单片机进入处理“是否丢垃圾程序流程 图”2)震动传感器此模块运用应变器对重量和形变非常敏感,加上一个差动桥,大大提高了灵敏度在经过A/D将其转换为电平信号下面介绍:薄膜型半导体应变片图6薄膜型半导体应变片这种应变片是利用真空沉积技术将半导体材料沉积在带有绝缘层的试件上 或蓝宝石上制成的(上图所示)它通过改变真空沉积时衬底的温度来控制沉 积层电阻率的高低,从而控制电阻温度系数和灵敏度系数因而能制造出适于 不同试件材料的温度自补偿薄膜应变片薄膜型半导体应变片吸收了金属应变 片和半导体应变片的优点,并避免了它的缺点,是一种较理想的应变片差动电桥应变片、薄膜和厚膜应变片传感器一般采用惠斯通电桥惠斯通电桥将应 变片应变产生的电阻转换为差分电压如图1所示Exc 和-Exc终端加上激励电 压后,+VOUT和-VOUT终端上出现与应变成正比的差分电压图7惠斯通电桥配置中连接的应变片全桥电路时单臂灵敏度的四倍.为了提高其灵敏度采用全桥电路.将应变片贴 在垃圾桶的内侧面,利用全桥电路灵敏度高的特点测量垃圾桶震动幅度.并转 换成电压接入单片机分析3)红外光传感器PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。

      A0匚A1匚A2匚A3匚A4匚A5匚A6/D0 匚A7/D1 匚Vee匚2 VDDAO2 DoutAl2 OSC1A22 OSC2A32 TEA4J A11/D5A5Zl A10/D4DOZl A3/D3DIZl A 8/D 2VeeVDD VT 0SC1 0SC2 DIN D5 D4 D3 D20SC1 0SC2AOAlA10/D4A11/D5TEDoutFT2262-IR内部原理框圈^1圈1 PT2262-IRFT22。

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