随着社会科学技术的飞速发展,人们的生活质量和速度也在不断提高。大多数传统的家用垃圾桶已经过时且缺乏新颖性,并且缺乏人性化设计。使用起来既不方便也不卫生,并且所有的生活垃圾和废物垃圾都被均匀地装载,没有经过仔细的分类。随之而来的是,清洁工的任务量正以几何速度增长,并且浪费大量时间检查垃圾。在提倡效率和尽可能减少劳动时间的时代,人们越来越依赖于科学技术进步带来的便利。
为了更好地解决此类问题。本文设计了一种基于STM32F103C8T6的语音识别智能垃圾分类垃控制系统设计。该系统主要由LD3322语音识别模块、舵机控制块、金属检测、烟雾检测、红外感应、蜂鸣器声光报警、OLED液晶显示、超声波和电源供电电路等组成,以语音识别和舵机控制,单片机为核心,通过模块之间进行数据处理完成垃圾投放,本系统具有结构简单、性能稳定、操作方便、低成本、智能化等优点,对当前环境垃圾污染问题做垃圾分类处理找到了一个可行的解决方法。
以版本8为例:
硬件组成部分:
整个设计文档思路:
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为了便于大家观看实物功能下面是视频链接可以进行观看(复制到浏览器上即可观看)
需要其它功能定制也可以联系我们
版本一 超声波满溢检测+红外感应+蜂鸣器满溢提醒
自动+手动模式(无液晶显示)
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2Mzc1ODgzNg==.html
版本二 液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2OTUwNDg3Mg==.html
版本三 语音播报+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2OTQ5NDMwMA==.html
版本四 烟雾/烟头+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2MzI1NjI1Ng==.html
版本五 金属检测+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2MzI2MDg5Mg==.html
版本六 烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测
蜂鸣器满溢提醒+红外感应+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2NTgxNDEyMA==.html
版本七 语音播报+烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示
蜂鸣器满溢提醒+超声波满溢检测+红外感应+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM1NzEwNDIyOA==.html
版本八 语音识别+播报+烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示
蜂鸣器满溢提醒+超声波满溢检测+红外感应+自动+手动模式
https://v.youku.com/v_show/id_XNjM2MjU1MzMxMg==.html
版本九 干垃圾+湿垃圾+金属垃圾+超声波满溢检测
3个继电器模块分类
(视频为51的stm32版本和这个功能是一样的只是单片机不一样)
https://v.youku.com/v_show/id_XNDc5Njg0OTg5Ng==.html
版本十 干垃圾+湿垃圾+金属垃圾++超声波满溢检测+3个垃圾桶模型
(视频为51的stm32版本和这个功能是一样的只是单片机不一样)
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTMzMzUxMg==.html
版本十一 语音识别+4种垃圾分类+垃圾桶模型
https://v.youku.com/v_show/id_XNTk5NjkxNTU1Mg==.html
版本十二 液晶显示+超声波满溢+语音识别+4种垃圾分类+垃圾桶模型
hhttps://v.youku.com/v_show/id_XNTkwMTkzMDk3Mg==.html
下面为不同版本整个的设计方案和功能描述
版本一 超声波满溢检测+红外感应+蜂鸣器满溢提醒
自动+手动模式(无液晶显示)
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键蜂鸣器响两声切换到手动模式
再次按下第一个按键蜂鸣器响一声切换到自动模式
6. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开,蜂鸣器进行长响提
自动模式下:
7. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
8S左右自动关闭
手动模式下:
8. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
版本二 液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键蜂鸣器响两声切换到手动模式
再次按下第一个按键蜂鸣器响一声切换到自动模式
6. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
7. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开,蜂鸣器进行长响
自动模式下:
8. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
8S左右自动关闭
手动模式下:
9. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
版本三 语音播报+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
WT588D进行语音播报
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
6. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开
语音播报:垃圾桶已满,请及时处理
5. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键: 换到手动模式
再次按下第一个按键:切换到自动模式
自动模式下:
7. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
8S左右自动关闭垃圾桶,语音播报:垃圾桶已关闭
手动模式下:
8. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
语音播报:垃圾桶已关闭
版本四 烟雾/烟头+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. MQ-2烟雾传感器检测垃圾桶是否着火或者丢弃未熄灭烟头
6. 检测到烟雾或未熄灭烟头后蜂鸣器声光报警,液晶显示火焰图标
7. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键蜂鸣器响两声切换到手动模式
再次按下第一个按键蜂鸣器响一声切换到自动模式
8. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
9. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开,蜂鸣器进行长响
自动模式下:
10. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
8S左右自动关闭
手动模式下:
11. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
版本五 金属检测+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测+红外感应
蜂鸣器满溢提醒+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. 金属传感器检测垃圾是否有人丢弃易拉罐或者是金属垃圾
6. 检测到有金属垃圾后蜂鸣器声光报警,液晶显示可回收图标
7. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键蜂鸣器响两声切换到手动模式
再次按下第一个按键蜂鸣器响一声切换到自动模式
8. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
9. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开,蜂鸣器进行长响
自动模式下:
10. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
8S左右自动关闭
手动模式下:
11. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
版本六 烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示+超声波满溢检测
蜂鸣器满溢提醒+红外感应+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
5. MQ-2烟雾传感器检测垃圾桶是否着火或者丢弃未熄灭烟头
6. 金属传感器检测垃圾是否有人丢弃易拉罐或者是金属垃圾
7. 检测到烟雾或未熄灭烟头后蜂鸣器声光报警,液晶显示火焰图标
8. 检测到有金属垃圾后蜂鸣器声光报警,液晶显示可回收图标
9. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键蜂鸣器响两声切换到手动模式
再次按下第一个按键蜂鸣器响一声切换到自动模式
10. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
11. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开,蜂鸣器进行长响
自动模式下:
12. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
8S左右自动关闭
手动模式下:
13. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
版本七 语音播报+烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示
超声波满溢检测+红外感应+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. WT588D进行语音播报
5. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
6. MQ-2烟雾传感器检测垃圾桶是否着火或者丢弃未熄灭烟头
7. 金属传感器检测垃圾桶是否有人丢弃易拉罐或者是金属垃圾
8. 检测到烟雾或未熄灭烟头后,液晶显示火焰图标
语音播报:警告!请将烟头熄灭在进行投放
防止火灾,人人有责
9. 检测到有金属垃圾后,液晶显示可回收图标
语音播报:当前垃圾含有金属,垃圾分类从我做起
10. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键切换到手动模式
再次按下第一个按键切换到自动模式
11. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
12. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开语音播报垃圾桶已满,请及时处理
自动模式下:
13. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
8S左右自动关闭,语音播报:垃圾桶已关闭
手动模式下:
14. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
语音播报:垃圾桶已关闭
版本八 语音识别+播报+烟雾/烟头+金属检测+液晶垃圾剩余显示
超声波满溢检测+蜂鸣器满溢提醒+红外感应+自动+手动模式
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶是否满溢
3. 红外感应感应垃圾桶是否需要打开
4. LD3322进行语音识别
5. SG-90舵机控制垃圾桶模型打开/关闭
6. MQ-2烟雾传感器检测垃圾桶是否着火或者丢弃未熄灭烟头
7. 金属传感器检测垃圾桶是否有人丢弃易拉罐或者是金属垃圾
8. 检测到烟雾或未熄灭烟头后,液晶显示火焰图标
播报:警告!请将烟头熄灭在进行投放
防止火灾,人人有责
9. 检测到有金属垃圾后,液晶显示可回收图标
播报:当前垃圾含有金属,垃圾分类从我做起
10. 上电后默认是自动模式
按下第一个按键切换到手动模式
再次按下第一个按键切换到自动模式
11. OLED液晶显示屏当前的自动/手动模式,垃圾桶满溢程度
超声波检测距离小于8CM液晶显示5格,表示垃圾桶已满,
小于16CM显示四格,小于24CM显示三格,小于32CM显示2格
小于40CM显示一格,大于40CM则不显示
格子越多表示垃圾桶越满
12. 当超声波检测距离小于8CM(模拟垃圾桶满了)
自动模式下垃圾桶不在打开
LD3322播报垃圾桶已满,请及时处理
自动模式下:
13. 红外感应到有人需要投放垃圾后,自动打开垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
8S左右自动关闭,语音播报:垃圾桶已关闭
手动模式下:
14. 手动模式下按下第二个按键直接打开/关闭垃圾桶
语音播报:垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责
语音播报:垃圾桶已关闭
语音识别模式下:
13. 通过LD3322语音识别模块识别相应的指令
14.首先我们需要说一级指令(唤醒词)"你好,小桶"
LD3322回复”我在“
15.直接说:“自动模式”LD3322回复”已切换到自动模式“
16.直接说:“手动模式”LD3322回复”已切换到手动模式“
自动模式下:
17.直接说“打开垃圾桶”,垃圾桶将自动打开
语音播报:”垃圾桶已打开,请投放垃圾,爱护环境人人有责“
8S左右自动关闭
18.直接说”关闭垃圾桶“
语音播报:”垃圾桶已关闭”
手动模式下:
19.直接说“打开垃圾桶”,垃圾桶将自动打开
20.直接说”关闭垃圾桶“语音播报:”垃圾桶已关闭”
21.如果10S内没有说相应的指令则关闭语音识别功能
需要重新说唤醒词才可以进行语音识别
版本九 干垃圾+湿垃圾+金属垃圾+超声波满溢检测
3个继电器模块分类
1. 超声波检测当前垃圾满溢程度(当检测障碍物小于8cm
为1档,8-16为2档以此类推大于48cm为5档达到上限)
2. LCD1602液晶显示当前垃圾桶状态和相关参数信息
3. 红外传感器检测当前是否遮挡,如果遮挡表示有人扔垃圾
4. 检测到有人进行扔垃圾,传感器开始检测,液晶倒计时6s
5. 如果没有检测到湿垃圾或者是金属垃圾我们判断为干垃圾
1号继电器打开模拟打开垃圾桶5s后自动关闭
6. 如果垃圾为湿垃圾2号继电器打开5s后自动关闭
7. 如果检测到为金属垃圾蜂鸣器报警提醒并且需要手动按下
回收按键打开3号继电器强制进行回收,防止拾荒老人或其
他无关人员翻动垃圾,造成污染
版本十 干垃圾+湿垃圾+金属垃圾++超声波满溢检测+3个垃圾桶模型
1. 超声波检测当前垃圾满溢程度(当检测障碍物小于8cm
为1档,8-16为2档以此类推大于48cm为5档达到上限)
2. LCD1602液晶显示当前垃圾桶状态和相关参数信息
3. 红外传感器检测当前是否遮挡,如果遮挡表示有人扔垃圾
4. 检测到有人进行扔垃圾,传感器开始检测,液晶倒计时6s
5. 如果没有检测到湿垃圾或者是金属垃圾我们判断为干垃圾
1号舵机打开垃圾桶5s后自动关闭
6. 如果垃圾为湿垃圾2号舵机打开垃圾桶5s后自动关闭
7. 如果检测到为金属垃圾蜂鸣器报警提醒并且需要手动按下
回收按键打开3号舵机打开垃圾桶强制进行回收,防止拾荒
老人或其他无关人员翻动垃圾,造成污染
版本十一 语音识别+4种垃圾分类+垃圾桶模型
1. STM32单片机进行数据处理
2. 上电后LD3322语音播报:“欢迎使用智能垃圾桶,
保护环境卫生,人人有责”
3. LD3322语音模块识别当前的内容,首先需要进行
一级指令:“你好,小桶”
识别成功后自动回复:“我在”
4. 一级指令识别成功后10S,进行识别二级指令
语音指令如下:
“有害垃圾”,“厨余垃圾”“可回收垃圾”“其他垃圾”
识别成功后相应的垃圾桶会自动打开
并且播报识别的垃圾桶比如“有害垃圾”
5. 如果不知道如何分类
则直接说出垃圾名称也可以进行垃圾分类:
“厨余垃圾”:剩菜剩饭,鸡蛋骨头,萝卜青菜,瓜果果皮
“有害垃圾”:电池灯泡,油漆发胶,酒精水银,农药彩笔
“其他垃圾”:砖瓦陶瓷,花盆海绵,马桶扫把,筷子渣土
“可回收垃圾”:书本纸盒,罐头塑料,镜子铁锅,鞋子玩偶
6. 识别成功后LD3322会直接进行播报。比如“书本纸盒”
会直接播报“可回收垃圾”对应的通过舵机垃圾桶会打开
7. 如果10S内没有进行指令识别,
LD3322自动播报“有需要在叫我”
版本十二 液晶显示+超声波满溢+语音识别+4种垃圾分类+垃圾桶模型
1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理
2. SRC04超声波检测当前垃圾桶满溢程度
3. OLED液晶显示当前4个种类垃圾桶开盖情况
显示超声波到垃圾桶底部的距离
4. 上电后LD3322语音播报:“欢迎使用智能垃圾桶,
保护环境卫生,人人有责”
5. 当超声波检测距离小于10CM表示垃圾桶已满,
蜂鸣器进行声光报警
6. LD3322语音模块识别当前的内容,首先需要进行
一级指令:“你好,小桶”
识别成功后自动回复:“我在”
7. 一级指令识别成功后10S,进行识别二级指令
语音指令如下:
“有害垃圾”,“厨余垃圾”“可回收垃圾”“其他垃圾”
识别成功后相应的垃圾桶会自动打开
并且播报识别的垃圾桶比如“有害垃圾”
8. 如果不知道如何分类
则直接说出垃圾名称也可以进行垃圾分类:
“厨余垃圾”:剩菜剩饭,鸡蛋骨头,萝卜青菜,瓜果果皮
“有害垃圾”:电池灯泡,油漆发胶,酒精水银,农药彩笔
“其他垃圾”:砖瓦陶瓷,花盆海绵,马桶扫把,筷子渣土
“可回收垃圾”:书本纸盒,罐头塑料,镜子铁锅,鞋子玩偶
9. 识别成功后LD3322会直接进行播报。比如“书本纸盒”
会直接播报“可回收垃圾”对应的通过舵机垃圾桶会打开
10. 如果10S内没有进行指令识别,
LD3322自动播报“有需要在叫我”
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