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基于機(jī)智云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智能垃圾桶監(jiān)管系統(tǒng)

機(jī)智云 ? 2022-01-24 10:28 ? 次閱讀

本文由開發(fā)者通過以STM32F103ZET6 為核心,以 ESP8266 WIFI 模塊為數(shù)據(jù)傳輸通道,結(jié)合機(jī)智云平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)智能垃圾桶監(jiān)管系統(tǒng)。該系統(tǒng)由智能垃圾桶、云端數(shù)據(jù)中心、手機(jī) APP 等組成,搭載人體紅外傳感器,溫度、超聲波、氣味等傳感器,把垃圾桶實(shí)時(shí)狀態(tài)發(fā)送到云端,環(huán)衛(wèi)人員可通過手機(jī) APP 查看垃圾桶狀態(tài)然后盡快做出相應(yīng)處理,通過這套監(jiān)控系統(tǒng),提高環(huán)衛(wèi)人員工作效率。1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?01監(jiān)管系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能垃圾桶監(jiān)管系統(tǒng)研究,通過現(xiàn)有垃圾桶種類與發(fā)展情況,針城市垃圾桶分布實(shí)際情況,確定系統(tǒng)的組成模塊,然后對電路控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作,編寫程序以及接入手機(jī) APP 等,最后完成系統(tǒng)設(shè)計(jì),整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建框架如下所示。

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系統(tǒng)構(gòu)建框架圖

如上圖所示,由 ARM 單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作,通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收垃圾桶狀況數(shù)據(jù)經(jīng)過云端服務(wù)器發(fā)送到用戶終端(手機(jī)APP),環(huán)衛(wèi)工人實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)垃圾桶的狀況, 及時(shí)處理垃圾。

1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?02模塊功能說明各模塊功能如下:1)使用人體紅外傳感器、溫度傳感器、超聲波傳感器、氣味傳感器等傳感器傳感器搜集數(shù)據(jù),向控制中心傳達(dá)信息,完成垃圾桶蓋的自動(dòng)開啟與關(guān)閉。2)對 ARM 進(jìn)行程序編程,使垃圾桶內(nèi)的紫外線的燈進(jìn)行殺菌,垃圾滿自動(dòng)報(bào)警等等。

3借助機(jī)智云服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品手機(jī) APP的開發(fā)及數(shù)據(jù)點(diǎn)的接入與設(shè)置。環(huán)衛(wèi)工人通過手機(jī) APP 遠(yuǎn)程查看城市內(nèi)各個(gè)垃圾桶狀況便于進(jìn)行工作,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程人機(jī)交互。

1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?03系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)對本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),需要進(jìn)行硬件與軟件的設(shè)計(jì),本系統(tǒng)主要是由 STM32F103ZET6單片機(jī),紅外傳感器,溫度傳感器,超聲波模塊,ESP8266WIFI模塊,繼電器模塊。系統(tǒng)的核心是 STM32F103ZET6 單片機(jī),負(fù)責(zé)接收傳感器采集的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理然后發(fā)送到 ESP8266WIFI 模塊進(jìn)來處理垃圾。

1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?04系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)要完成對人體紅外傳感器、溫度傳感器、超聲波傳感 器、氣味傳感器等傳感器搜集數(shù)據(jù),還要實(shí)現(xiàn)垃圾桶蓋的自動(dòng)打開與閉合,并且聯(lián)網(wǎng)把信號發(fā)送到環(huán)衛(wèi)人員手機(jī) APP 中,除了要進(jìn)行良好的硬件搭建外,還需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。

本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的有數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)、聯(lián)網(wǎng)功能設(shè)計(jì)燈三大部分。軟件設(shè)計(jì)主要使用 Keil uVision5 和 STC官方固件庫,系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體流程圖如圖所示。

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系統(tǒng)上電進(jìn)行初始化后,采集人體紅外傳感器、溫度傳感器、超聲波傳感器、氣味傳感器等傳感器數(shù)據(jù),只要有人靠近垃圾桶,人體紅外傳感器檢測到有人就開啟垃圾桶蓋,沒有人在 旁邊時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。氣味傳感器校測到異味,溫度傳感器檢測到 溫度過高,超聲波傳感器檢測到垃圾桶滿等等,都會(huì)發(fā)送報(bào)警信號到手機(jī) APP 上,環(huán)衛(wèi)人員通過查看APP 就可以及時(shí)的進(jìn)行垃圾處理,提高工作效率。

1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?05接入機(jī)智云平臺(tái)

本系統(tǒng)是通過ESP8266-12F 模塊連接到互聯(lián)網(wǎng),借助機(jī)智云平臺(tái)搭建手機(jī) APP 來查看本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

機(jī)智云平臺(tái)現(xiàn)在是全球領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái),為個(gè)人以及企業(yè)提供了一站式的智能軟硬件開發(fā)服務(wù)。它提供的面向安卓手機(jī) APP 的應(yīng)用程序編程接口 (Application Programming Interface, API)可以使開發(fā)者較為輕松的創(chuàng)建 APP,在這個(gè)基礎(chǔ)上添加本系統(tǒng)所需要的設(shè)備節(jié)點(diǎn),系統(tǒng)會(huì)生成對應(yīng)的通信協(xié)議來完成數(shù)據(jù)互傳, 這樣就完成了垃圾桶數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看。

想要通過 ESP8266 模塊達(dá)到讓硬件連接機(jī)智云平臺(tái),就必須在 STM32F103ZET6 上移植通訊固件庫,通過燒錄機(jī)智云的 GAgen 通訊固件,把云端獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)云端通信。

1b3fc138-7ba6-11ec-bcb6-dac502259ad0.png?06結(jié)語

垃圾桶監(jiān)管系統(tǒng)開發(fā)周期短,開發(fā)成本低,能有效的對城市垃圾桶進(jìn)行一個(gè)相對集中的監(jiān)控管制,在垃圾桶狀態(tài)有問題時(shí)能發(fā)送信息到手機(jī) APP 上,使垃圾得到一個(gè)及時(shí)有效的處理。

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