基于STM32单片机的智能垃圾桶设计

论文总字数：14602字

摘 要

近几年来，“智能家居”一词逐步进入人们的视野之中，受到了多数人的亲睐并开始大范围普及，而智能垃圾桶正是其中的一员大将。垃圾桶作为人们生活必备品，也开始更加趋向于人性化，所面对的市场十分广阔。

本文基于市场上对智能垃圾桶的需求，提出了基于STM32F103C8T6单片机的智能垃圾桶设计思想。本系统包括电源模块、红外感应模块、舵机驱动模块、溢满报警模块、稳压模块。其中电源模块使用的是输出电压为5V的移动电源，重量较轻，易于携带，可以给智能垃圾桶长时间供电，安全性能高；红外感应模块是一个具有一对红外发射与接收管的红外感应器，该传感器检测的距离可以通过改变电位器旋钮进行调整，操作简单；舵机驱动模块采用的是SG90舵机，价格实惠，工作性能好；稳压模块采用的是1117降压电路，可以将5V电压稳点输出为3.3V电压，维持智能垃圾桶各个模块的正常工作。结果证明，本次课题所设计的智能垃圾桶系统具有工作性能优良、安全性高、可实用性强等特点。

关键词：STM32单片机；传感器；智能垃圾桶；智能家居；新型冠状病毒

Design of Intelligent Trash Can Based on STM32 MCU

Abstract

In recent years, the term "smart home" has gradually entered people's field of vision, attracted the favor of most people and began to be popularized on a large scale, and the smart trash can is one of them. As an essential product of people's life, garbage cans also tend to be more humanized and face a very broad market.

Based on the market demand for intelligent trash can, the design idea of intelligent trash can based on stm32f103c8t6 MUC is proposed. The system includes power supply module, infrared induction module, actuator drive module, overflow alarm module and voltage stabilizing module. The power module uses a mobile power supply with an output voltage of 5V, which is light in weight and easy to carry. It can supply power to the intelligent garbage can for a long time and has high safety performance; The infrared sensor module is an infrared sensor with a pair of infrared transmitting and collection tubes. The distance detected by the sensor can be changed by rotating the potentiometer knob, so the operation is simple; Sg90 steering gear is used in the steering gear drive module, which is affordable and has good performance; The voltage regulator module adopts 1117 step-down circuit, which can output the 5V voltage stable point to 3.3V voltage to maintain the normal operation of each module of the intelligent trash can. The results show that the intelligent trash can system designed in this project has the characteristics of excellent working performance, high safety and strong practicability.

Keywords: STM32 MCU;，Sensors， Intelligent Trash Can，Smart Home，COVID-19

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题研究的意义 1

1.3 课题的主要研究内容 1

1.4 课题研究的步骤 2

1.5 论文结构安排 3

第二章 智能垃圾桶方案设计与论证 4

2.1 系统需求分析 4

2.2 系统的总体方案和功能 4

2.2.1 智能垃圾桶功能与控制参数的设计 4

2.2.2 系统的硬件结构 4

2.3 主要元器件的选取 5

2.3.1 系统控制器的选取 5

2.3.2 检测方案选择 5

2.3.3 稳压模块选择 5

2.4 本章小结 5

第三章 智能垃圾桶硬件设计 6

3.1 主控模块设计 6

3.2 红外感应模块设计 6

3.3 舵机驱动模块设计 7

3.4 溢满报警模块设计 8

3.5 稳压模块设计 8

3.6 本章小结 9

第四章 智能垃圾桶软件设计 10

4.1 软件开发语言及开发工具 10

4.2 系统程序设计 12

4.2.1 主程序设计 12

4.2.2 红外测距及舵机驱动模块程序设计 14

4.2.3 溢满报警模块程序设计 15

4.3 本章小结 15

第五章 系统试调和运行结果分析 16

5.1 系统调试 16

5.1.1 硬件调试 16

5.1.2 软件调试 16

5.2 各功能模块结果分析 17

5.2.1 红外测距及舵机驱动模块结果分析 17

5.2.2 溢满报警模块结果分析 18

5.3 本章小结 19

第六章 总结与展望 20

6.1 总结 20

6.2 未来展望 20

致 谢 21

参考文献 22

附 录 23

1. 引 言
   1. 课题研究的背景

早在人类出现初期，一个适合的栖息地和简陋的生活器具就已经成为了生活的基础，通过演变慢慢出现了房屋以及不同的家居用品。经过时间的推移，科技逐渐融入了我们的生活之中，毫不意外高科技赋予了家居用品新的生命，现在也不单单是为了满足人们最初的需求，而是为人们提供舒适、方便、高效的高层次生活，极大地提升了人们的生活品质。高新技术的突飞猛进，将智能家居生活带入了人们的视野中，各种智能化家居产品顺应市场需求大量出现。早在20世纪80年代，随着电子信息技术和通信技术发展，在家居中就出现了对住宅的通信、家电以及各种家用设备的管理系统，这就是智能家居的原型^[1]。到了21世纪，智能家居技术发展迅猛，其功能也趋向于多样化、人性化^[2]。

智能垃圾桶是一种利用自动控制技术、物联网技术为基础，采用微电脑控制芯片、新型传感探测装置和机械传动等设备对于传统垃圾桶进行改造发展而来的新型智能家居生活用品^[3]。

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