基于機智云物聯(lián)網(wǎng)平臺的智能垃圾桶監(jiān)管系統(tǒng)
?01監(jiān)管系統(tǒng)總體方案設(shè)計本系統(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際情況，確定系統(tǒng)的組成模塊，然后對電路控制系統(tǒng)進行設(shè)計與制作，編寫程序以及接入手機 APP 等，最后完成系統(tǒng)設(shè)計，整個系統(tǒng)構(gòu)建框架如下所示。
如上圖所示，由 ARM 單片機控制整個系統(tǒng)的運作，通過物聯(lián)網(wǎng)實現(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APP），環(huán)衛(wèi)工人實時監(jiān)控各個垃圾桶的狀況， 及時處理垃圾。
?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)，向控制中心傳達信息，完成垃圾桶蓋的自動開啟與關(guān)閉。2）對 ARM 進行程序編程，使垃圾桶內(nèi)的紫外線的燈進行殺菌，垃圾滿自動報警等等。3）借助機智云服務(wù)平臺實現(xiàn)產(chǎn)品手機 APP的開發(fā)及數(shù)據(jù)點的接入與設(shè)置。環(huán)衛(wèi)工人通過手機 APP 遠程查看城市內(nèi)各個垃圾桶狀況便于進行工作，實現(xiàn)遠程人機交互。
?03系統(tǒng)硬件設(shè)計要實現(xiàn)對本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，需要進行硬件與軟件的設(shè)計，本系統(tǒng)主要是由 STM32F103ZET6單片機，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，負責接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)據(jù)的處理然后發(fā)送到 ESP8266WIFI 模塊進來處理垃圾。
?04系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(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)，還要實現(xiàn)垃圾桶蓋的自動打開與閉合，并且聯(lián)網(wǎng)把信號發(fā)送到環(huán)衛(wèi)人員手機 APP 中，除了要進行良好的硬件搭建外，還需要進行軟件設(shè)計。
本設(shè)計主要進行軟件設(shè)計的有數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計、控制程序設(shè)計、聯(lián)網(wǎng)功能設(shè)計燈三大部分。軟件設(shè)計主要使用 Keil uVision5 和 STC官方固件庫，系統(tǒng)軟件設(shè)計整體流程圖如圖所示。
系統(tǒng)上電進行初始化后，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 旁邊時自動關(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，都會發(fā)送報警信號到手機 APP 上，環(huán)衛(wèi)人員通過查看APP 就可以及時的進行垃圾處理，提高工作效率。
?05接入機智云平臺本系統(tǒng)是通過ESP8266-12F 模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)，借助機智云平臺搭建手機 APP 來查看本系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。
機智云平臺現(xiàn)在是全球領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺，為個人以及企業(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 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，在這個基礎(chǔ)上添加本系統(tǒng)所需要的設(shè)備節(jié)點，系統(tǒng)會生成對應(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)的遠程查看。想要通過 ESP8266 模塊達到讓硬件連接機智云平臺，就必須在 STM32F103ZET6 上移植通訊固件庫，通過燒錄機智云的 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)來實現(xiàn)云端通信。
?06結(jié)語本垃圾桶監(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行一個相對集中的監(jiān)控管制，在垃圾桶狀態(tài)有問題時能發(fā)送信息到手機 APP 上，使垃圾得到一個及時有效的處理。
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