1.本实用新型涉及一种垃圾分类垃圾箱。


背景技术：

2.在国外发达国家，人们环保意识起步较早，对于垃圾属分类问题比较明确，户外滚动灯箱，国外西方发达国家经过半个多世纪的研究和经验积累，已形成了各自完善的分类体系，并取得了显著成效。因此对于垃圾分类设备的要求仍在普通垃圾桶的状态。
3.在国内，我国垃圾分类还处于起步的初级阶段，人们对于垃圾分类知识匮乏，错误分类设备比较普遍。因此国内许多团队公司在垃圾箱方面进行发力。随着大数据、机器视觉的迅猛发展，相关机构希望通过机器视觉来解决垃圾分类问题，但由于垃圾种类过于繁多，垃圾形状状态过于复杂，因此效果非常不理想。为此部分机构开始寻求半自动化垃圾分类方法研究，希望将语音识别技术运用到垃圾分类上来。
4.我国目前大多数城市采用垃圾回收方法是垃圾集中回收，是由居民将生活垃圾收集后丢弃至公共垃圾桶。政府部门并没有强制的垃圾分类要求，致使居民对于垃圾分类的意识不够强。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、智能化程度高的垃圾分类垃圾箱。
6.本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种垃圾分类垃圾箱，包括垃圾箱、电源模块、控制模块、传感器模块和人机交互模块，电源模块为整个垃圾分类垃圾箱供电，控制模块包括单片机最小系统和舵机，单片机最小系统分别与舵机、传感器模块和人机交互模块相连，舵机、传感器模块设置在垃圾箱上。
7.上述垃圾分类垃圾箱，所述电源模块通过太阳能电池板和可充电电池并联后再经过稳压电路给垃圾分类垃圾箱进行供电。
8.上述垃圾分类垃圾箱，所述传感器模块包括红外模块和人体感应模块，红外模块和人体感应模块均连接单片机最小系统。
9.上述垃圾分类垃圾箱，所述人机交互模块包括语音识别模块、语音播报模块、按键模块和短信模块，语音识别模块、语音播报模块、按键模块和短信模块均连接单片机最小系统，人机交互模块完成语音信息的播报，垃圾箱状态的设置以及完成人机通信的实现。
10.上述垃圾分类垃圾箱，所述控制模块通过单片机最小系统完成垃圾箱状态的检测，对传感器模块的信息进行处理，根据处理后的信息通过舵机完成对垃圾箱箱盖的打开与关闭。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.1、本实用新型设有电源模块，电源模块采用独立电源与太阳能电池相结合的方式，能增强产品的续航能力并且增大产品对清洁能源的利用，具有普遍性、无害、储量大、使
用长久等特点，在一定程度上减少了资源消耗，从而实现绿色能源可持续发展。
13.2、本实用新型的控制模块中单片机最小系统采用低功耗、高速的32单片机，在提高系统运行速率的同时降低了系统能耗，这样使系统能满足室外电池供电需求。
14.3、本实用新型将语音识别技术、人体感应技术结合使得垃圾分类更加简洁智能，通过语音识别技术极大地提高垃圾分类和回收的效率，提高社会资源利用效率。
15.4、本实用新型中分模块化的设计为产品的更新迭代更加容易，并且降低了产品迭代成本，符合产品设计标准。
16.5、本实用新型设有短信模块，垃圾箱可以通过短信模块及时将垃圾箱状态信息反馈给清理人员，减轻了清理人员的工作负荷量，同时降低了对后台服务器的要求，使得成本大幅度降低。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构框图。
18.图2为图1中电源模块的供电框图。
19.图3为图2中电源模块对单片机最小系统供电的电路图。
20.图4为图2中电源模块对舵机、人体感应模块、语音识别模块、语音播报模块、短信模块供电的电路图。
21.图5为图1中单片机最小系统的芯片图。
22.图6为图1中舵机和红外模块的电路图。
23.图7为图1中人体感应模块的电路图。
24.图8为图1中语音识别模块的电路图。
25.图9为图1中语音播报模块的电路图。
26.图10为图1中按键模块的电路图。
27.图11为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
29.如图1所示，一种垃圾分类垃圾箱，包括垃圾箱、电源模块、控制模块、传感器模块和人机交互模块。
30.垃圾箱中设置可回收垃圾、其他垃圾、有害垃圾、厨余垃圾4个垃圾桶，通过4个舵机控制4个垃圾桶的箱盖。
31.所述电源模块通过太阳能电池板和可充电电池并联后再经过稳压电路给垃圾分类垃圾箱进行供电。在电源上采用独立电源与太阳能电池相结合的方式，能增强产品的续航能力并且增大产品对清洁能源的利用。太阳能属于清洁能源，具有普遍性、无害、储量大、使用长久等特点。使用太阳能电池板能够在一定程度上减少资源消耗，实现绿色能源可持续发展。
32.电源模块的供电框图如图2所示，图2中电源模块通过太阳能电池板和可充电电池并联后再经过稳压电路给垃圾分类垃圾箱进行供电。稳压芯片lm1117经过调压输出3.3v电压为单片机最小系统供电和5v电压分别为舵机、人体感应模块、语音识别模块、语音播报模
块、短信模块供电。
33.电源模块对单片机最小系统供电的电路图如图3所示，图3 中电源包括3个部分，其中其他芯片电源3v3d1引脚分别连接单片机stm32f103c8t6的boot1、boot0、nrst引脚，stm32数字电源3v3d2引脚分别连接单片机stm32f103c8t6的vbat、vdd_1、vdd_2、vdd_3引脚，stm32基准电源3v3引脚连接单片机stm32f103c8t6的vdda引脚，电源模块通过太阳能电池板和可充电电池并联后再经过稳压电路给单片机stm32f103c8t6进行供电。
34.电源模块对舵机、人体感应模块、语音识别模块、语音播报模块、短信模块供电的电路图如图4所示，电源模块直接为这些模块提供5v的电源。
35.控制模块包括单片机最小系统和舵机，舵机设置在垃圾箱上，公交候车亭，单片机最小系统分别与舵机、传感器模块和人机交互模块相连。控制模块通过单片机最小系统完成垃圾箱状态的检测，对传感器模块的信息进行处理，根据处理后的信息通过舵机完成对垃圾箱箱盖的打开与关闭。单片机最小系统采用低功耗，高速的stm32f103c8t6单片机。在提高系统运行速率的同时降低了系统能耗，这样使系统能满足室外电池供电需求。
36.图5中单片机stm32f103c8t6的pa8
‑
pa11引脚分别连接4个舵机，4个舵机分别控制垃圾箱上的可回收垃圾、其他垃圾、有害垃圾、厨余垃圾的箱盖。
37.单片机stm32f103c8t6的pb0、pb1、pb5、pb6引脚分别连接红外模块的4个红外检测器，红外模块用于检测垃圾箱中垃圾是否已满。
38.单片机stm32f103c8t6的pa1引脚连接人体感应模块芯片jp1的输出端口，人体感应模块用于感应垃圾箱附近是否有人体靠近。
39.单片机stm32f103c8t6的pa12、pa15、pb7、pb13、pb14、pb15引脚分别连接语音识别芯片ld3320的irq、rst、cs、di、do、clk引脚，语音识别模块进行语音识别，准确识别垃圾名称。
40.单片机stm32f103c8t6的pa2、pa3、pa4、pa5、pa6、pa7、pb8、pb9引脚分别连接语音播报芯片jp8900的rx、tx、io1、io2、io3、io4、io5、io6引脚，语音播报模块播报出垃圾所属种类。
41.单片机stm32f103c8t6的pb3、pb4、pa0、pc13引脚连接按键模块，按键模块为设置短信模块时电话号码的设置。
42.舵机的电路图如图6所示，图6中舵机包括4个，分别连接单片机stm32f103c8t6的pa8
‑
pa11引脚，滚动灯箱，4个舵机分别控制垃圾箱上的可回收垃圾、其他垃圾、有害垃圾、厨余垃圾的箱盖。
43.所述传感器模块包括红外模块和人体感应模块，红外模块和人体感应模块均连接单片机最小系统。红外模块用于检测垃圾箱中垃圾是否已满，红外模块电路图如图6所示，图6中红外模块包括4个红外检测器，并分别连接单片机stm32f103c8t6的pb0、pb1、pb5、pb6引脚。人体感应模块用于感应垃圾箱附近是否有人体靠近，人体感应模块电路图如图7所示，图7中芯片jp1的输出端口连接单片机stm32f103c8t6的pa1引脚。
44.所述人机交互模块包括语音识别模块、语音播报模块、按键模块和短信模块，.灯箱，语音识别模块、语音播报模块、按键模块和短信模块均连接单片机最小系统，人机交互模块完成语音信息的播报，滚动灯箱，垃圾箱状态的设置以及完成人机通信的实现。
45.语音识别模块的电路图如图8所示，图8中语音识别芯片ld3320的irq、rst、cs、di、
do、clk引脚分别连接单片机stm32f103c8t6的pa12、pa15、pb7、pb13、pb14、pb15引脚。语音播报模块的电路图如图9所示，图9中语音播报芯片jp8900的rx、tx、io1、io2、io3、io4、io5、io6引脚分别连接单片机stm32f103c8t6的pa2、pa3、pa4、pa5、pa6、pa7、pb8、pb9引脚。按键模块的电路图如图10所示，图10中按键模块连接单片机stm32f103c8t6的pb3、pb4、pa0、pc13引脚。按键模块为设置短信模块时电话号码的设置。
46.如图11所示，本实用新型的工作原理为：系统上电启动后首先通过红外模块检测垃圾箱状态，如果垃圾箱已满，则会通过短信模块发送短信信息给预先设置的清理人员手机号码，通知清理人员清理垃圾箱地点与状态。如果未满系统则正常工作，并通过人体感应模块检测是否有人需要扔垃圾，当系统检测到有人扔垃圾时，系统会唤醒语音识别模块进行语音识别，准确识别垃圾名后，语音播报模块会播报出该垃圾所属种类，并通过舵机打开相应垃圾桶的箱盖从而实现垃圾的分类。