垃圾箱综合管理系统

董龙龙，杨　帆，韩　彬，丁成水

(德州学院 机电工程学院，山东 德州 253023)



垃圾箱综合管理系统

董龙龙，杨帆，韩彬，丁成水

(德州学院 机电工程学院，山东 德州 253023)

可检测垃圾箱内垃圾是否已满，识别垃圾箱箱内温湿度和气体状况，能将所监测的信息上传到电脑上位机显示的垃圾箱管理系统。漫反射光电传感器结合超声波测距传感器检测垃圾是否已满，温湿度传感器检测温湿度，MQ-2气体传感器检测垃圾箱内的刺激性的气体或烟雾气体，USR-C322WiFi传输模块将STC89C52单片机与上位机之间建立数据连接。通过上位机软件，工作人员可以直观的看到安装了检测装置的垃圾箱是否已满，以及垃圾箱周围的温湿度及气体状况，从而制定最合理的清扫路线，最大可能减少垃圾处理方面的人力物力。

垃圾箱；超声波；太阳能；WiFi传输

随着社会经济的高速发展，垃圾处理问题越来越成为世界各国最为关注的问题。节能减排，节约资源，保护环境，建设资源节约型和环境友好型社会是时代所趋。有关资料显示，中国是垃圾制造大国，我国城市人均垃圾年产量达至440公斤，到2000年，我国生活垃圾年产量已达到1.5亿吨，而且每年以8%～10%的速度增长。垃圾箱作为必不可少的城市设施，如果能实现智能化处理，将节省大量的人力物力。

1　设计方案

垃圾箱综合管理系统在软硬件设计上由五部分组成，分别是垃圾检测模块，温湿度检测模块，气体检测模块，WiFi传输模块，上位机。上位机应用于电脑端，其余四个模块集成于一体，可安装在垃圾箱内部，用以采集各项数据，并将数据上传至上位机。

图1　设计方案示意图

1.1垃圾检测模块

由三个漫反射光电传感器和一个超声波测距传感器组成，三个漫反射光电传感器呈三角形位置排列，分别检测垃圾箱底部，中部，顶部的垃圾高度，配合超声波测距传感器，使测量距离更加准确，当垃圾高度达到垃圾箱顶部时，单片机将会通过WiFi传输模块发送箱满指令，相关工作人员可根据箱满情况对处于监控范围内的垃圾箱清扫路线进行合理安排，避开不需要打扫的垃圾箱，减少行驶距离，从而减少垃圾车的燃油排放。

1.2温湿度检测模块

天气温度过高，这时垃圾箱内垃圾会有自燃的危险，所以加入了温湿度检测模块，温度过高，则温度传感器报警至上位机，通知工作人员及时处理；湿度过高，说明当时环境不适合装置运行，装置将会自动关机，避免损坏。

1.3气体检测模块

气体检测模块通过传感器MQ-2检测垃圾箱内的气体，当垃圾箱内检测到刺激性的气体或烟雾，说明此时垃圾箱内已经有异味或已有易燃物体燃烧，则通知上位机，环卫工人可以根据情况及时处理。

1.4WiFi传输模块

WiFi传输模块主要将垃圾检测模块，温湿度检测模块，气体检测模块所检测到的信息经过单片机的算法处理后上传到电脑端上位机显示。

1.5上位机

上位机可以将从WiFi模块接收到的信号进行图像化显示，相关工作人员可以根据上位机所显示的信息采取有效处理措施。

图2　上位机软件

2　应用前景

传统智能垃圾箱多使用电缆供电，无形中造成了电线电力的浪费。使用太阳能供电系统有效地避免了这种弊端。

有效减少垃圾车的出勤频率，从而降低碳排放、燃油消耗，并缓解环卫工人恶劣的工作环境。使垃圾打扫更及时，并且可以根据垃圾箱满情况对垃圾车进行路线规划，使垃圾车行驶里程更短，节省更多燃油，使垃圾车对环境的污染降

到最小。

实现了环卫部门对辖区所有垃圾箱的智能化监控，可以统筹安排、综合策划垃圾车的运行方案，从多个方面提升城市的节能减排效果。

检测装置体积小，重量轻，外部结构简单，坚固耐用，可在原有的普通垃圾箱基础上安装使用。

[1]吴国斌.Kinect人机交互开发实践[M].北京：人民邮电出版社，2012.

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[3]沈晓东，奚纯.城市分类垃圾箱设计研究[J].艺术与设计(理论版),2008(4):168-170.

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[5]杨金焕，葛亮，陈中华，等.太阳能发电系统的最佳化设计[J].能源工程,2003(5):25-28.

[6]张启君.国内垃圾车市场的情况分析及未来预测[J].商用汽车,2007(2):89-91.

Integrated Management System for Garbage Bin

Dong Longlong, Yang Fan, Han Bin, Ding Chengshui

(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,DezhouUniversity,DezhouShandong253023,China)

The system can make detection on whether the garbage bin is full or not, identify the temperature, humidity and gas status of the garbage box. The detected information can be uploaded to the garbage box management system displayed in host computer. Diffuse reflection photoelectric sensor combines with the ultrasonic distance sensor to detect whether the garbage is full or not, the temperature and humidity sensors detects temperature and humidity, the MQ-2 gas sensor detects the stimulus gas or smoke gas, and the USR-C322WiFi transmission module establish a data connection between the STC89C52 MCU and host computer. Through the host computer software, the staff can see whether the garbage bin is full or not which is installed with detection device, know the temperature and humidity around the garbage box and gas conditions so as to make the most reasonable cleaning line and reduce the manpower and resources of waste disposal in maximum possible.

rubbish bin; ultrasonic wave; solar energy; WiFi transmission

2016-04-05

董龙龙(1996- )，男，山东青岛人，本科在读，研究方向：机械电子。

1674- 4578(2016)04- 0016- 01

TP273.5

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