一種基於arm控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法
2023-05-06 23:15:26
一種基於arm控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法，該系統主站層、與所述主站層通訊連接的從站層、與所述從站層電路連接的垃圾箱控制層，以及垃圾箱機構；垃圾箱機構包含有支架、設置在支架上的垃圾箱、活動設置在垃圾箱的垃圾箱頂和驅動部件；垃圾箱控制層包含：設置在垃圾箱頂端上的傳感器，其與從站層連接，傳感器對垃圾箱內的垃圾狀態進行檢測；設置在垃圾箱機構上的步進電機部件，其通訊連接從站層，用於控制垃圾箱的升高高度和垃圾箱傾斜角度；設置在垃圾箱上的若干個接近開關，其與從站層連接，對垃圾箱運行的垃圾狀態進行監測。本發明能夠垃圾箱內的垃圾狀態全方位了解。
【專利說明】一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及垃圾回收系統，特別涉及一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系 統及回收方法。
【背景技術】
[0002] 現有的公共垃圾箱內的垃圾回收都比較針對單一功能、各個應用領域的子系統， 其中有對垃圾箱內的垃圾狀態進行監控，並且監控的方式通過GPRS與監控平臺進行無線 通訊，而對垃圾箱沒有較大的設計，在垃圾回收時垃圾回收人員還是要和以前一樣出較大 的力氣對垃圾進行清理。而有些對垃圾回收通過鋪設垃圾箱軌道使垃圾箱自己運動到垃圾 回收處，這樣的可行性不太高，投資很大，並且對所有的垃圾箱考慮不周全。有些的垃圾箱 的設計很智能，能自己行走自己收集垃圾，但應用在公共場所，可行性不太高。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法， 一方面能使垃圾回收人員對整個地區內的垃圾箱內的垃圾狀態全方位了解、減少他們對垃 圾巡查次數，另一方面能夠使垃圾收集簡單化，減少垃圾收集人員的勞動強度，可行性很 強。
[0004] 為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的： 一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特點是，包含：主站層、與所述主站 層通訊連接的從站層、與所述從站層電路連接的垃圾箱控制層，以及垃圾箱機構； 所述垃圾箱機構包含有支架、設置在支架上的垃圾箱、活動設置在垃圾箱的垃圾箱頂 和驅動部件； 所述垃圾箱控制層包含： 設置在垃圾箱頂端上的傳感器，其與從站層連接，所述傳感器對垃圾箱內的垃圾狀態 進行檢測； 設置在所述垃圾箱機構上的步進電機部件，其通訊連接所述從站層，用於控制垃圾箱 的升高高度和垃圾箱傾斜角度； 設置在垃圾箱上的若干個接近開關，其與從站層連接，對垃圾箱運行的垃圾狀態進行 監測。
[0005] 所述的步進電機部件包含第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機； 所述的第一步進電機、第二步進電機分別固定在支架上； 所述的第三步進電機固定在垃圾箱上。
[0006] 所述的驅動部件包含： 一對直形導軌，其一端分別插入在支架內，且分別位於垃圾箱的兩側，另一端與垃圾箱 活動相連，所述的垃圾箱可繞著直形導軌的另一端旋轉； 弧形導軌，其中心部位與一個所述的直形導軌另一端相連； 所述的直形導軌一面設有齒，且與第一步進電機和第二步進電機的輸出齒輪相互齧 合； 所述的弧形導軌設有弧形齒，且與第三步進電機的輸出齒輪相互嚙合。
[0007] 若干所述的接近開關分別為第一接近開關、第二接近開關和第三接近開關； 其中，所述的第一接近開關、第二接近開關分別設置在一對直形導軌的上部； 所述的第三接近開關設置在垃圾箱一側，且與所述的弧形導軌相對應。
[0008] 每個所述直形導軌上下兩端設有一對直形導軌小孔，其分別用於第一接近開關、 第二接近開關的檢測。
[0009] 所述的弧形導軌設有一對弧形導軌小孔，其分別用於第三接近開關的檢測。
[0010] 所述的垃圾箱頂通過垃圾箱頂支架支撐，所述的垃圾箱頂支架一端固定在齒輪 上，且所述的第三步進電機驅動齒輪，使得垃圾箱頂旋轉。
[0011] 所述的主站層包含ARM單片機系統，以及電路連接該ARM單片機系統的顯示屏。
[0012] 所述的從站層包含若干個從站，每個從站包含有從站單片機系統，所述的從站單 片機系統通過總線連接至主站層的ARM單片機系統，並電路連接並控制一組所述的傳感 器、步進電機部件和接近開關。
[0013] 一種採用上述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統的回收方法，其特徵在 於，該方法包含： 步驟1、位於垃圾箱控制層的傳感器檢測垃圾箱內狀態，通過從站單片機系統對傳感器 信號進行處理，判斷垃圾箱是否已滿，但垃圾箱不滿時，繼續檢測； 步驟2、當垃圾箱已滿時，從站層單片機系統向主站層發出信息，使主站層檢測出此垃 圾箱已滿，需要清理； 步驟3、主站層通過分析所有從站層的信息、總結所有需要清理的垃圾箱，總結的信息 裡包含已滿垃圾箱的具體位置； 步驟4從站單片機系統向步進電機部件發出步進電機啟停信號，控制步進電機使垃圾 箱升高、下降、傾斜翻滾。
[0014] 本發明與現有技術相比，具有以下優點： 1.本發明實現了垃圾箱內垃圾狀態監測和回收的一體化，對一個地帶的垃圾箱監測和 回收統一管理。
[0015] 2.本發明實現了垃圾回收的簡便性和合理性，易於實現。
[0016] 3.本發明整體使用公共場所環境，尤其是繁華地區，減輕垃圾回收人員的勞動量， 提高了垃圾回收工作效率，減少了垃圾清理的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統的系統框圖； 圖2為本發明一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統的垃圾機構的主視圖； 圖3為垃圾機構的左視圖； 圖4為垃圾機構的右視圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
[0019] 如圖1~4所示，一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，包含：主站層1、 與所述主站層1通訊連接的從站層2、與所述從站層2電路連接的垃圾箱控制層3,以及 垃圾箱機構；垃圾箱機構是使用不鏽鋼或鋁合金有一定硬度和強度的材料，機構包含有支 架46、設置在支架46上的垃圾箱43、活動設置在垃圾箱43的垃圾箱頂41和驅動部件；垃 圾箱控制層包含：設置在垃圾箱頂端上的傳感器31，其與從站層2連接，所述傳感器31對 垃圾箱43內的垃圾狀態進行檢測，該傳感器為紅外傳感器(紅外線發射接收對管)，其分別 位於垃圾箱的傳感器發射端311和接收端312,位於傳感器發射端311處的傳感器型號為 TSAL6200,位於傳感器接收端312處的傳感器型號為HS0038B ;設置在所述垃圾箱機構上的 步進電機部件，其通訊連接所述從站層2,用於控制垃圾箱43的升高高度和垃圾箱傾斜角 度；設置在垃圾箱43上的若干個接近開關，其與從站層2連接，對垃圾箱43運行的垃圾狀 態進行監測。
[0020] 步進電機部件包含第一步進電機32、第二步進電機33和第三步進電機34 ;第一步 進電機32、第二步進電機33分別固定在支架46上；第三步進電機34固定在垃圾箱43上。
[0021] 驅動部件包含：一對直形導軌44,其一端分別插入在支架46內，且分別位於垃圾 箱43的兩側，另一端與垃圾箱43活動相連，所述的垃圾箱43可繞著直形導軌44的另一端 旋轉；弧形導軌45,其中心部位與一個所述的直形導軌44另一端相連；所述的直形導軌44 一面設有齒，且與第一步進電機32和第二步進電機33的輸出齒輪相互嚙合；所述的弧形導 軌45設有弧形齒，且與第三步進電機34的輸出齒輪相互嚙合。
[0022] 第一步進電機32帶動齒輪51轉動、第二步進電機33帶動齒輪52轉動，使得直形 導軌44上升或下降，第三步進電機帶動齒輪53旋轉，並在在弧形導軌45上運動，而且能帶 動齒輪54,從而帶動垃圾箱43和垃圾箱支架42 -個順時針、一個逆時針運動，使垃圾箱口 逐漸向下傾斜，並且使垃圾箱頂41不在垃圾箱口的正上方，不阻擋垃圾的正常傾倒，使垃 圾箱和垃圾箱頂及支架成"V"形。
[0023] 若干所述的接近開關分別為第一接近開關36、第二接近開關37和第三接近開關 35 ;其中，所述的第一接近開關36、第二接近開關37分別設置在一對直形導軌44的上部； 第三接近開關35設置在垃圾箱43 -側，且與所述的弧形導軌45相對應。
[0024] 每個直形導軌44上下兩端設有一對直形導軌小孔441，其分別用於第一接近開關 36、第二接近開關37的檢測。
[0025] 垃圾箱43的提升高度是利用第一接近開關36和第二接近開關37進行檢測，當接 近開關檢測到直形導軌小孔441後，就可以判斷垃圾箱43已經在指定的最高點或最低點； 垃圾箱43的傾斜角度通過第三接近開關35進行檢測，當第三接近開關檢測到弧形導軌小 孔451後，就可以判斷垃圾箱43已經在傾斜一定角度或回到原來角度。
[0026] 弧形導軌45設有一對弧形導軌小孔451，其分別用於第三接近開關35的檢測。
[0027] 垃圾箱頂41通過垃圾箱頂支架42支撐，所述的垃圾箱頂支架42 -端固定在齒輪 54上，且所述的第三步進電機34驅動齒輪54,使得垃圾箱頂（41)旋轉。
[0028] 主站層1包含型號為S3C2410的ARM單片機系統11，以及電路連接該ARM單片 機系統11的顯示屏12。
[0029] 所述的從站層2包含若干個從站，每個從站包含有從站單片機系統21 (型號為 MCS-51即AT89C51)，所述的從站單片機系統21通過總線連接至主站層的ARM單片機系統 11，並電路連接並控制一組所述的傳感器31、步進電機部件和接近開關，該從站單片機系統 21包含紅外無線通訊接收裝置。
[0030] 一種採用上述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統的回收方法，該方法包 含： 步驟1、位於垃圾箱控制層3的傳感器31檢測垃圾箱內狀態，通過從站單片機系統21 對傳感器信號進行處理，判斷垃圾箱43是否已滿，但垃圾箱43不滿時，繼續檢測； 步驟2、當垃圾箱43已滿時，從站層單片機系統21通過RS485/M-BUS向主站層發出信 息，使主站層檢測出此垃圾箱43已滿，需要清理； 步驟3、主站層通過分析所有從站層的信息、總結所有需要清理的垃圾箱43,總結的信 息裡包含已滿垃圾箱的具體位置，通知相關垃圾回收人員對已滿垃圾箱進行清理，併合理 分配任務； 步驟4垃圾回收人員開著垃圾回收車到需要清理垃圾箱的指定位置，從站單片機系統 21向步進電機部件發出步進電機啟停信號，此單從站單片機系統21會控制步進電機使垃 圾箱從" 1"狀態成"V"狀態，使其內的垃圾傾倒到垃圾回收車內，垃圾傾倒後，再向此從站 單片機系統21發出一個無線控制信號，此單片機系統會控制步進電機使垃圾箱回到原狀 "1"狀態。
[0031] 綜上所述，本發明一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統及回收方法，一 方面能使垃圾回收人員對整個地區內的垃圾箱內的垃圾狀態全方位了解、減少他們對垃圾 巡查次數，另一方面能夠使垃圾收集簡單化，減少垃圾收集人員的勞動強度，可行性很強。
[0032] 儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1. 一種基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，包含：主站層（1)、與所 述主站層（1)通訊連接的從站層（2 )、與所述從站層（2 )電路連接的垃圾箱控制層（3 )，以及 垃圾箱機構； 所述垃圾箱機構包含有支架（46)、設置在支架（46)上的垃圾箱（43)、活動設置在垃圾 箱（43)的垃圾箱頂（41)和驅動部件； 所述垃圾箱控制層包含： 設置在垃圾箱頂端上的傳感器（31)，其與從站層（2)連接，所述傳感器（31)對垃圾箱 (43)內的垃圾狀態進行檢測； 設置在所述垃圾箱機構上的步進電機部件，其通訊連接所述從站層（2)，用於控制垃圾 箱（43)的升高高度和垃圾箱傾斜角度； 設置在垃圾箱（43)上的若干個接近開關，其與從站層（2)連接，對垃圾箱（43)運行的 垃圾狀態進行監測。
2. 如權利要求1所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述的 步進電機部件包含第一步進電機（32)、第二步進電機（33)和第三步進電機（34); 所述的第一步進電機（32)、第二步進電機（33)分別固定在支架（46)上； 所述的第三步進電機（34)固定在垃圾箱（43)上。
3. 如權利要求3所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述的 驅動部件包含： 一對直形導軌（44)，其一端分別插入在支架（46)內，且分別位於垃圾箱（43)的兩側， 另一端與垃圾箱（43)活動相連，所述的垃圾箱（43)可繞著直形導軌（44)的另一端旋轉； 弧形導軌（45)，其中心部位與一個所述的直形導軌（44)另一端相連； 所述的直形導軌（44) 一面設有齒，且與第一步進電機（32)和第二步進電機（33)的輸 出齒輪相互嚙合； 所述的弧形導軌（45)設有弧形齒，且與第三步進電機（34)的輸出齒輪相互嚙合。
4. 如權利要求1所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，若干所 述的接近開關分別為第一接近開關（36)、第二接近開關（37)和第三接近開關（35); 其中，所述的第一接近開關（36)、第二接近開關（37)分別設置在一對直形導軌（44)的 上部； 所述的第三接近開關（35)設置在垃圾箱（43)-側，且與所述的弧形導軌（45)相對應。
5. 如權利要求4所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，每個所 述直形導軌（44)上下兩端設有一對直形導軌小孔（441)，其分別用於第一接近開關（36)、 第二接近開關（37)的檢測。
6. 如權利要求4所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述的 弧形導軌（45)設有一對弧形導軌小孔（451)，其分別用於第三接近開關（35)的檢測。
7. 如權利要求2所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述 的垃圾箱頂（41)通過垃圾箱頂支架（42)支撐，所述的垃圾箱頂支架（42) -端固定在齒輪 (54)上，且所述的第三步進電機（34)驅動齒輪（54)，使得垃圾箱頂（41)旋轉。
8. 如權利要求1所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述的 主站層（1)包含ARM單片機系統（11)，以及電路連接該ARM單片機系統（11)的顯示屏（12)。
9. 如權利要求1所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統，其特徵在於，所述的 從站層（2)包含若干個從站，每個從站包含有從站單片機系統（21)，所述的從站單片機系 統（21)通過總線連接至主站層的ARM單片機系統（11)，並電路連接並控制一組所述的傳感 器（31)、步進電機部件和接近開關。
10. -種採用如權利要求1-9所述的基於ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統的回收 方法，其特徵在於，該方法包含： 步驟1、位於垃圾箱控制層（3)的傳感器（31)檢測垃圾箱內狀態，通過從站單片機系統 (21)對傳感器信號進行處理，判斷垃圾箱（43)是否已滿，但垃圾箱（43)不滿時，繼續檢測； 步驟2、當垃圾箱（43)已滿時，從站層單片機系統（21)向主站層發出信息，使主站層檢 測出此垃圾箱（43)已滿，需要清理； 步驟3、主站層通過分析所有從站層的信息、總結所有需要清理的垃圾箱（43)，總結的 信息裡包含已滿垃圾箱的具體位置； 步驟4從站單片機系統（21)向步進電機部件發出步進電機啟停信號，控制步進電機使 垃圾箱升高、下降、傾斜翻滾。
【文檔編號】B65F1/14GK104058196SQ201410295874
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張永奎, 王飛, 孫林 申請人:上海海事大學