基于STM32的校园内智能垃圾桶测满系统

李 琳，胡方圆，邹青龙，刘淑妍，邹 欣

(渤海大学信息科学与技术学院，辽宁 锦州 121000)

ZigBee技术发展十分迅速，已被广泛应用于家庭控制、电器遥控、智能能源管理和工业自动化等领域。ZigBee网络是一种新兴的短距离无线通信网络，是由多达65 000个无线传输模块组成的网络平台，在整个网络范围内，各个模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从64 m扩展到几百米，甚至几公里。应用此传输技术，可实现垃圾桶满溢状态的及时反馈。

随着城市化和工业化的不断推进，垃圾产量也不断增加。垃圾分类能够有效提高资源利用率和末端处置的安全性，是垃圾进行“三化”处理的前提。改进的基于STM32的校园内智能垃圾桶测满系统具有低功耗、集成度高、续航持久、维护方便等特点，如图1。

图1 系统组成框图Fig.1 System composition

1 测满系统的硬件构成

1.1 主控模块

STM32 集成了非常丰富的内核和外设资源、简易方便使用的架构及低功耗低成本的特性。STM32 能够满足本设计的需求，故采用该芯片作为主控制模块。

1.2 传感器模块

电子测距仪要求测量范围在0.10～5.00 m，测量精度1 cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地呈现测量结果。超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，常用于距离的测量，如汽车倒车、建筑施工工地及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等，故而将超声波测距应用于该装置中。

1.3 通信模块

为了将测量数据传送到PC或手机端，便于人们监测，出现了很多无线数据传输方式，如BT、ZigBee、WiFi无线数据传输方式。为了更直观地展现出应用ZigBee通信模块的综合优势，通过归类比较法来分析这3种无线通信技术的应用优势，如表1。

表1 无线通信技术参数对比表Fig.1 Compariso of parameters of wireless communication technique

1.4 电路供电模块

在各种电子设备中，电源是必不可少的组成部分，它是电子设备唯一的能量来源。该系统选用锂电池，具有良好的环境相容性和密封性，便于安装，可降低装置后期的维护成本。系统的实现需要具备低功耗、布局简单、操作方便、便于安装等特点。

2 手机终端的实现及组成

2.1 连接功能

软件通过搭建接口与物联网模块连接，以获得网络信号。确认物联网模块运行成功并发出信号时，打开APP，输入连接区域的IP地址和端口号，Java中的接口设置类与接口的关系为实现关系且是多实现关系，一个类可以实现多个接口，所以连接信号端口时要确认好端口的位置连接是否正确。当软件与物联网模块相连时，芯片将所检测到的垃圾桶满余状态、空气中湿度情况和提示音控制以数据形式发送信号，程序辨别信号并在控制面板反馈信息，从而令使用者及时发现物联网端的信息。

2.2 面板预设控制功能

现如今，大多数软件的文字控制技术操作复杂，可能导致出现操作问题，因此，提前预设解决并转跳结果，可为清洁人员节省搜索时间，达到节省人力、节约时间的目的。

2.3 地图功能

软件通过物联网端反馈的数据进行信息转化，显示本产品使用区域的缩略图，并显示产品的具体所在位置及满余状况。软件设置空闲额定值会自动提示满余状况，帮助使用者掌握满余情况，为其提供小范围内的最优规划路径，如图2所示。

图2 地图界面Fig.2 Map interface

2.4 统计功能

合理的数据统计和分析可以完整、全面、正确地反映客观情况。后台设计模拟最短优化路径，记录并统计每天、每周、每月、每季度的垃圾桶满余情况，根据具体的垃圾桶平均使用情况，设置清洁人员，合理优化清洁人员的工作范围和工作内容。统计数据能够更集中、更系统、更清楚地反映客观实际，便于阅读、理解和利用，发挥统计数据的信息、咨询、监督功能。从后台获得大量的统计分析结果，可以实现对垃圾桶清洁情况的监督，了解清洁人员的工作情况。根据统计分析，将结果以数据占比形式表达出来，使清洁人员的工作更有目的性，从而提高工作效率。

3 讨论

在硬件端制作及软件端编写过程中出现了用户名及信息紊乱情况，如何避免此类情况还需进一步研究。基于STM32芯片的垃圾桶测满系统的广泛应用有助于环境保护，未来应深入挖掘最优路径与预设路径，掌握垃圾桶满余情况，提升工作效率。