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創(chuàng)新點(diǎn)

（1）利用可再生資源—太陽能作為系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，既節(jié)能又可靠。
（2）將語音直接下載到語音儲存電路內(nèi)方便快捷；
（3）將Zigbee技術(shù)應(yīng)用于垃圾桶遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，它可以自組網(wǎng)絡(luò)。
（4）利用GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送信息，可靠快速。

功能要求

智能垃圾桶遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)主要由RFD(簡易功能設(shè)備)和FFD（全功能設(shè)備）
RFD主要由電源模塊、語音模塊、系統(tǒng)主控模塊、Zigbee模塊、傳感器模塊五大部分組成。

（1）電源模塊
系統(tǒng)電源模塊有兩塊蓄電池，一塊太陽能接收板，有陽光時(shí)，太陽能接收板向蓄電池充電，同時(shí)為整個(gè)電路提供電源，陰天或光線不好時(shí)，蓄電池為整個(gè)電路提供電源。

（2）語音模塊
語音模塊主要由音頻下載電路、語音存儲電路以及音頻功放電路三部分組成。語音模塊主要完成以下三種功能：

①能夠?qū)⒄Z音通過USB下載入存儲模塊；
②當(dāng)有人靠近一定距離時(shí)，語音模塊自動(dòng)提示；
③當(dāng)人離開一定距離時(shí)，語音模塊再次啟動(dòng)提示。
本裝置通過USB接口將MP3格式的提示音頻信息下載至語音存儲電路中。通過外放模塊進(jìn)行播報(bào)。基于本模塊的應(yīng)用需要，設(shè)計(jì)選用了側(cè)重于音頻信號處理的基于AT32UC3A的EVK110開發(fā)板作為開發(fā)平臺。

（3）系統(tǒng)主控電路
系統(tǒng)主控電路及按鍵顯示模塊主要完成系統(tǒng)頂層的綜合管理、功耗控制和信息存儲等功能，提高系統(tǒng)整體的自動(dòng)化及智能化水平。
本項(xiàng)目采用高性能、低功耗的32位的AVR的AT32UC3A芯片作為系統(tǒng)微控制器，以實(shí)現(xiàn)對語音模塊﹑zigbee模塊﹑gprs模塊﹑傳感器模塊電路的控制。

（4）zigbee模塊
zigbee模塊主要完成以下兩個(gè)功能：
①自動(dòng)搜索其他的RFD(簡易功能設(shè)備)，組成星型網(wǎng)絡(luò)。
②把RFD信息傳送到FFD（全功能設(shè)備）。
利用zigbee技術(shù)可以快速，準(zhǔn)確的把信息傳送，節(jié)省了設(shè)備間的連線。

（5）傳感器模塊

①檢測人扔垃圾的紅外傳感器用紅外壁障傳感器，此傳感器對環(huán)境光線抗干擾能力很強(qiáng)、是用一對紅外發(fā)射管與接收管完成探測距離，發(fā)射管發(fā)射出高頻的紅外線信號，當(dāng)檢測到前方有障礙物（反射面）時(shí)，紅外線反射回來被接收管接收，此時(shí)指示燈亮起，經(jīng)過電路處理后，輸出低電平信號，從而觸發(fā)語音提示系統(tǒng)，提醒人們將垃圾分類，人道正確的垃圾箱中。通過調(diào)節(jié)傳感器的VR1電位器可以調(diào)節(jié)檢測的距離。此傳感器的主要性能指標(biāo)如下:
輸入電壓：4.0V -6.0V
輸入電流：小于15mA
輸出方式：數(shù)字量；(有紅外反射信號反饋時(shí)，輸出低平。)
可調(diào)距離：5cm~40cm、靈敏度高。
可調(diào)發(fā)射頻率：各個(gè)模塊調(diào)節(jié)在不同的發(fā)射頻率，可以同時(shí)使用多個(gè)模塊一起工作，相互不干擾。此傳感器性能穩(wěn)定，工作模式簡單，是首選選擇。

②垃圾桶內(nèi)用傳感器
采用OS806對射式紅外傳感器。OS806傳感器有原裝進(jìn)口高發(fā)射的砷化鎵紅外發(fā)射管和高靈敏度的光敏晶體管組成，它是利用被檢測物對光束的遮擋，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無。而且這種傳感器價(jià)格便宜，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，非常適合在此系統(tǒng)中應(yīng)用。

特點(diǎn)：
1、高可靠性，
2、響應(yīng)速度快，光縫0.5mm，槽寬4mm，腳距9mm。
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FFD主要由電源模塊、zigbee模塊、控制系統(tǒng)模塊、GPRS模塊四大部分組成
GPRS通信模塊
傳送距離遠(yuǎn)
信息傳輸穩(wěn)定
利用移動(dòng)平臺把區(qū)域內(nèi)垃圾箱的信息傳送到垃圾站。

本項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示：

性能要求

本項(xiàng)目要達(dá)到的性能指標(biāo)：

（1）在光線充足的情況下，太陽能電池板可在12小時(shí)內(nèi)將兩塊蓄電池充滿電同時(shí)對整個(gè)電路供電。已充滿電的蓄電池可在無光線時(shí)，確保垃圾桶檢測報(bào)警裝置至少正常工作72小時(shí)；
（2）經(jīng)音頻功放電路處理，系統(tǒng)可播報(bào)符合實(shí)際要求的語音效果，雜音干擾少；
（3）zigbee模塊功耗低，反應(yīng)靈敏激活發(fā)送僅15ms。能夠自組網(wǎng)絡(luò)，能容納200個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)，廣播的形式發(fā)送信息避免交互應(yīng)答，并且能夠避免信息碰撞。
（4）系統(tǒng)語音存儲電路容量大，具備至少存儲200多個(gè)節(jié)點(diǎn)地址信息和200多個(gè)垃圾箱的信息。

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

本設(shè)計(jì)以AVR的AT32UC3A芯片作為微控制器在此基礎(chǔ)上建立FFD和RFD，RFD利用太陽能電池板為整個(gè)裝置提供電源，在此基礎(chǔ)上搭建語音模塊、zigbee模塊、傳感器模塊等外圍電路，構(gòu)成了基于太陽能垃圾箱信息系統(tǒng)。當(dāng)有人丟垃圾時(shí)提供語音提示，并把垃圾箱內(nèi)的信息傳送給FFD。實(shí)現(xiàn)垃圾箱的無人監(jiān)管。FFD利用太陽能電池為整個(gè)裝置提供電源在此基礎(chǔ)上搭建zigbee模塊 GPRS模塊等構(gòu)建起外圍電路。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，接收RFF傳送來的垃圾箱信息，并對信息加以分析，并把分析好的信息傳送到接收終端設(shè)備（手機(jī)）。

該系統(tǒng)不僅可以節(jié)省不可再生資源的使用量，更保護(hù)了環(huán)境，同時(shí)語音提示提高了垃圾的分類率，間接的提高了垃圾的回收利用。并且不必要線路連接節(jié)省了設(shè)備開支。該系統(tǒng)把信息及時(shí)的傳送給垃圾站，不必要派人專門監(jiān)管，節(jié)省了大量的物理人力，并能保證垃圾箱隨時(shí)處理。

硬件平臺選用及資源配置

本系統(tǒng)選用基于高性能、低功耗AT32UC3A芯片的EVK110硬件平臺，主要選用了開發(fā)板的USB數(shù)據(jù)傳輸、AT32UC3A控制處理、MP3播放器等功能部分。利用其USB接口下載MP3格式的語音報(bào)站文件至語音存儲模塊，并利用MP3播放器播放信息內(nèi)容，，MCU則負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作過程。利用支持zigbee技術(shù)和GPRS進(jìn)行信息的無線傳輸

系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)軟件流程主要分為FFD主程序流程圖和RFD流程圖兩部分，RFD系統(tǒng)主程序流程圖主要完成語傳感器信號的接收、信號分析、 音文件的傳輸與保存、語音提示和zigbee模塊的激發(fā)。FFD主程序流程圖主要完成網(wǎng)絡(luò)管理、信息接收、信息分析和GPRS模塊的激發(fā)。

系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

基于Zigbee的垃圾桶遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)主要具有以下功能：

（1）系統(tǒng)電源模塊有兩塊蓄電池，一塊太陽能接收板，有陽光時(shí)，太陽能接收板向蓄電池充電，同時(shí)供整個(gè)電路用電，陰天或光線不好時(shí)，蓄電池為整個(gè)電路電源。。
（2） 當(dāng)有人靠近扔垃圾時(shí)，雙語語音播報(bào)提示信息；
（3）當(dāng)垃圾桶內(nèi)垃圾已滿時(shí)，檢測發(fā)送模塊向信息收集模塊發(fā)送信息；
（4）Zigbee網(wǎng)絡(luò)收集各個(gè)垃圾桶的存儲狀況，將信息匯總，經(jīng)過AVR模塊處理，將信息通過GPRS發(fā)送出去。
（5）信息處理中心接受發(fā)送的信息，掌握垃圾桶存儲狀況并作出精確處理。

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