基于msc51單片機(jī)垃圾分類收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、科技信息職教與成教基孑MSC一51單恃機(jī)垃圾分類收集系統(tǒng)酗設(shè)計(jì)河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊黎戴衛(wèi)軍古培錢[摘要】針對(duì)當(dāng)前垃圾采用混裝回收和運(yùn)輸方式給后期垃圾處理帶來(lái)的各種問(wèn)題，采用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，設(shè)計(jì)了以AT89S52單片機(jī)為核心的智能垃圾分類收集系統(tǒng)該系統(tǒng)由無(wú)人探作垃圾收集車和回收站控制系統(tǒng)兩部分組成。通過(guò)無(wú)線通信和LCD顯示電路，回收站可以監(jiān)控垃圾收集車進(jìn)行垃圾分類收集的全過(guò)程。同時(shí)垃圾收集車能全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)垃圾桶上下車、路線行駛、避

2、免障礙物、尋找垃圾桶、垃圾分類裝車、垃圾入站等功能。從而大大降低了垃圾入站后的分類處理難度，節(jié)省了大量的人力、財(cái)力和物力，因此該系統(tǒng)具有很高的開發(fā)意義和開發(fā)價(jià)值。本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)思路?！娟P(guān)鍵詞]AT89S52單片機(jī)垃圾分類無(wú)線通信1引言據(jù)悉2000年中國(guó)城市垃圾產(chǎn)量達(dá)14億噸，預(yù)計(jì)到2010年垃圾產(chǎn)量約達(dá)2億噸。目前大部分城市的垃圾收集采用“一車裝”形式，沒(méi)有對(duì)垃圾進(jìn)行分類，從而使得垃圾分類、回收利用的實(shí)現(xiàn)難度加大。

3、造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。而垃圾收集車對(duì)垃圾進(jìn)行分類回收，方便回收站對(duì)垃圾分類處理。垃圾收集車采取智能無(wú)人操作模式，無(wú)需人工干預(yù)進(jìn)行垃圾收集，分類、上下車、運(yùn)輸、進(jìn)出站等全過(guò)程且?guī)в新暪馓崾竞捅苊庹系K裝置?？稍谏钜箷r(shí)間工作，既節(jié)約人力，又不會(huì)因環(huán)衛(wèi)工作影響交通、市容和市民日常生活。采取無(wú)人環(huán)保車進(jìn)行垃圾分類回收，目前在國(guó)內(nèi)外環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域還是空白。城市垃圾處理需要花費(fèi)大量的運(yùn)輸費(fèi)和處理費(fèi)，成為城市發(fā)展和環(huán)境污染的一個(gè)突出問(wèn)題。這種低成本、無(wú)污染

4、的垃圾分類收集方式，大大降低了垃圾后期處理的技術(shù)難度，具有極大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能21系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)由無(wú)人操作垃圾收集車和回收站控制系統(tǒng)兩部分組成。無(wú)人操作垃圾收集車主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊、無(wú)線發(fā)射／接收模塊、傳感器模塊、機(jī)械手臂模塊和行程驅(qū)動(dòng)模塊；回收站控制系統(tǒng)主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊、無(wú)線發(fā)射，接收模塊、LCD數(shù)據(jù)顯示模塊、鍵盤輸入模塊和卸車機(jī)械模塊，如圖l和圖2所示。兩個(gè)部分都用AT89S52單片機(jī)作為控制器件，并通

5、過(guò)兩部分的無(wú)線發(fā)射，接收模塊互相發(fā)送和收集相關(guān)數(shù)據(jù)。l簇器卜呻魚片IJ機(jī)控阿嗣制模l燃b塊【_J|LcD數(shù)據(jù)顯k魚l示懊塊I片I。_J機(jī)控陬孬習(xí)制模l模塊卜塊I_J圖2回收站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖22功能介紹啟動(dòng)電源后，無(wú)人操作垃圾收集車延著預(yù)設(shè)的路線，檢測(cè)垃圾桶位置，并將當(dāng)前收集車的工作狀態(tài)通過(guò)無(wú)線發(fā)射／接收模塊傳送給回收站控制系統(tǒng)；回收站控制系統(tǒng)根據(jù)收集車的工作狀態(tài)，通過(guò)無(wú)線發(fā)射，接收模塊調(diào)整收集車的車速、運(yùn)行方向和控制機(jī)械手臂的動(dòng)作。當(dāng)

6、檢測(cè)副垃圾桶位置時(shí)，垃圾收集車啟動(dòng)機(jī)械手臂，把垃圾分類倒入收集車的集裝箱中。當(dāng)收集車完成回收任務(wù)后自動(dòng)返回收集車通過(guò)無(wú)線通信與回收站控制系統(tǒng)通信，使同收站的卸車機(jī)械模塊作出相應(yīng)的動(dòng)作。把垃圾集裝箱卸下車。完成所有的任務(wù)后收集車自動(dòng)返回停車場(chǎng)。3無(wú)人操作垃圾收集車系統(tǒng)設(shè)計(jì)31無(wú)人操作垃圾收集車硬件設(shè)計(jì)無(wú)人垃圾收集車采用兩個(gè)光電傳感器(TK一20)和單片機(jī)(A1119S521。光電傳感器分別安裝在車底，左右各一個(gè)(用于軌道行駛)；光電傳感器

7、具有體積小、安裝方便、控制簡(jiǎn)單、信號(hào)為開關(guān)量。單片機(jī)采集傳感器信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，控制直流減速電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加減速；實(shí)現(xiàn)垃圾收集車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速、原地調(diào)頭、沿軌道行駛。硬件設(shè)計(jì)電路如圖3所示。32無(wú)人操作垃圾收集車軟件設(shè)計(jì)垃圾收集車在軌道行駛中。通過(guò)光電傳感器采集信號(hào)，把信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，判定垃圾收集車應(yīng)該執(zhí)行的任務(wù)。首先，傳感器采集垃圾桶位置信號(hào)，把信號(hào)輸送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，確定是否停車、是否起

8、動(dòng)機(jī)械手夾住垃圾桶。并往車上分類倒垃圾；然后放下垃圾桶，繼續(xù)前進(jìn)搜索下一站垃圾桶；最后。垃圾收集車將垃圾箱送回垃圾站，待垃圾站處理。軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。圖3無(wú)人操作垃圾收集車硬件設(shè)計(jì)電路圖4無(wú)人操作垃圾收集車軟件設(shè)計(jì)流程圖4回收站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)41回收站控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)回收站系統(tǒng)包括上車機(jī)構(gòu)和下車機(jī)構(gòu)。上車機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是車出站前進(jìn)行垃圾箱裝車；而下車機(jī)構(gòu)就是取下車上的垃圾箱?；厥照就ㄟ^(guò)無(wú)線通信與車建立通信，信號(hào)經(jīng)過(guò)回收站的單片機(jī)(AT

9、89S52)處理，來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，完成垃圾箱上下車任務(wù)。硬Jf畢彭ttt電路如圖5所示。42同收站控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)垃圾桶上下車采用直流減速電動(dòng)機(jī)，金屬舵機(jī)，行程開關(guān)相結(jié)合。金屬舵機(jī)采用PWM信號(hào)，其特點(diǎn)是在于它的上升沿與下降沿的時(shí)間寬度。我們采用20ms改變PWM信號(hào)就可以調(diào)節(jié)角度。垃圾收集車在行駛過(guò)程中，當(dāng)傳感受器檢測(cè)到垃圾桶標(biāo)志時(shí)。垃圾收集車馬上停車；同時(shí)啟動(dòng)舵機(jī)，進(jìn)行夾垃圾桶，確定垃圾桶夾到位時(shí)，啟動(dòng)直流減速電動(dòng)機(jī)一165—萬(wàn)方數(shù)

10、據(jù)基于MSC51單片機(jī)垃圾分類收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于MSC51單片機(jī)垃圾分類收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作者：楊黎，戴衛(wèi)軍，古培錢作者單位：河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院刊名：科技信息英文刊名：SCIENCE&TECHNOLOGYINFMATION年，卷(期)：2009，(18)引用次數(shù)：0次參考文獻(xiàn)(7條)參考文獻(xiàn)(7條)1.馬忠梅單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)20032.王晶全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集20073.劉和平PIC18FXXX單片機(jī)程序設(shè)計(jì)2005