一、項目概述

1.1 引言

隨著科技發展的日新月異，生活垃圾已經成為影響環境，影響人類生活，甚至影響人類生存環境的重要因素。大街小巷，旅游景點，校園內部到處充斥著人類的生活垃圾，垃圾桶已經成為人們日常生活中常見的必備用品，每天長千上萬個環衛工人，垃圾回收車輛忙碌在回收處理垃圾的第一線。回收處理垃圾是一件費時費力的工作，每天需耗費大量的人力物力，然而有些垃圾桶卻不一定裝滿，卻也被回收，由此造成了對車輛人員油料的極大浪費。尤其是旅游景點，山路之上的垃圾桶，準確掌握這些垃圾桶的存儲狀況，對于節省人力物力將具有明顯的效果。

在這種需求之下，智能垃圾桶監測報警系統應運而生。智能垃圾桶報警系統采用傳感器檢測垃圾桶存儲狀況，并將之傳送到垃圾處理中心，及時掌握垃圾桶存儲狀況，準確處理垃圾。首先，垃圾桶中的智能傳感器將檢測垃圾桶的存儲狀況，如果垃圾桶已經裝滿，將通過無線智能模塊將垃圾桶的存儲狀況發送到垃圾回收處理中心，垃圾處理中心再根據情況及時派出人員處理垃圾，做到實時準確，節省人力物力。

1.2 創新點

（1）利用可再生資源—太陽能作為系統的供電系統，既節能又可靠。

（2）將語音直接下載到語音儲存電路內方便快捷；

（3）將Zigbee技術應用于垃圾桶遠程報警系統，它可以自組網絡。

（4）利用GPRS網絡遠程傳送信息，可靠快速。

二、需求分析

2.1 功能要求

智能垃圾桶遠程報警系統主要由RFD(簡易功能設備)和FFD（全功能設備）

RFD主要由電源模塊、語音模塊、系統主控模塊、Zigbee模塊、傳感器模塊五大部分組成。

（1）電源模塊

系統電源模塊有兩塊蓄電池，一塊太陽能接收板，有陽光時，太陽能接收板向蓄電池充電，同時為整個電路提供電源，陰天或光線不好時，蓄電池為整個電路提供電源。

（2）語音模塊

語音模塊主要由音頻下載電路、語音存儲電路以及音頻功放電路三部分組成。語音模塊主要完成以下三種功能：

①能夠將語音通過USB下載入存儲模塊；

②當有人靠近一定距離時，語音模塊自動提示；

③當人離開一定距離時，語音模塊再次啟動提示。

本裝置通過USB接口將MP3格式的提示音頻信息下載至語音存儲電路中。通過外放模塊進行播報?；诒灸K的應用需要，設計選用了側重于音頻信號處理的基于AT32UC3A的EVK110開發板作為開發平臺。

（3）系統主控電路

系統主控電路及按鍵顯示模塊主要完成系統頂層的綜合管理、功耗控制和信息存儲等功能，提高系統整體的自動化及智能化水平。

本項目采用高性能、低功耗的32位的AVR的AT32UC3A芯片作為系統微控制器，以實現對語音模塊﹑zigbee模塊﹑gprs模塊﹑傳感器模塊電路的控制。

（4）zigbee模塊

zigbee模塊主要完成以下兩個功能：

①自動搜索其他的RFD(簡易功能設備)，組成星型網絡。

②把RFD信息傳送到FFD（全功能設備）。

利用zigbee技術可以快速，準確的把信息傳送，節省了設備間的連線。

（5）傳感器模塊

①檢測人扔垃圾的紅外傳感器用紅外壁障傳感器，此傳感器對環境光線抗干擾能力很強、是用一對紅外發射管與接收管完成探測距離，發射管發射出高頻的紅外線信號，當檢測到前方有障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，此時指示燈亮起，經過電路處理后，輸出低電平信號，從而觸發語音提示系統，提醒人們將垃圾分類，人道正確的垃圾箱中。通過調節傳感器的VR1電位器可以調節檢測的距離。此傳感器的主要性能指標如下:

輸入電壓：4.0V -6.0V

輸入電流：小于15mA

輸出方式：數字量；(有紅外反射信號反饋時，輸出低平。)

可調距離：5cm~40cm、靈敏度高。

可調發射頻率：各個模塊調節在不同的發射頻率，可以同時使用多個模塊一起工作，相互不干擾。此傳感器性能穩定，工作模式簡單，是首選選擇。

②垃圾桶內用傳感器

采用OS806對射式紅外傳感器。OS806傳感器有原裝進口高發射的砷化鎵紅外發射管和高靈敏度的光敏晶體管組成，它是利用被檢測物對光束的遮擋，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無。而且這種傳感器價格便宜，對環境適應性強，非常適合在此系統中應用。