一种智能垃圾桶及其控制方法与流程

本发明涉及垃圾桶技术领域，更具体地，涉及一种可由太阳能供电，并可进行云运维的智能垃圾桶及其控制方法。

背景技术：

城市公共区域中位于路边或小区内等处的垃圾汇集处，大多设置有盖或无盖式的垃圾桶对垃圾进行收集，但目前，由于垃圾清理人员无法实时查看垃圾桶的状态，当垃圾桶中垃圾堆满时，无法及时进行垃圾的清理，导致垃圾桶周边可能因垃圾的堆积而造成污染。

鉴于上述问题，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种智能垃圾桶，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种智能垃圾桶及其控制方法，可以通过云运维对垃圾桶内的垃圾量进行实时的监控，并反馈至垃圾清理人员，从而使得垃圾可得到及时有效的清理。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能垃圾桶，至少包括传感器模块、gprs模块、微处理器模块、物联网模块、云服务器和移动端app；

所述传感器模块用于检测垃圾桶内垃圾的容量，所述gprs模块确定垃圾桶的当前位置，所述物联网模块用于与所述云服务器进行数据的传输，所述移动端app用于供垃圾清理人员远程监控指定位置的垃圾桶的容量状态，所述微处理器模块用于对所述传感器模块和物联网模块进行控制。

进一步地，智能垃圾桶还包括电源模块，所述电源模块至少包括太阳能电池板、太阳能电池板控制器、蓄电池和稳压模块，所述太阳能电池板产生的电能通过所述太阳能电池板控制器的控制为所述蓄电池充电，经所述太阳能电池板或所述蓄电池输出的电能经稳压模块后产生整个控制电路的控制电压。

进一步地，智能垃圾桶还包括盖体动力模块，所述盖体动力模块包括电动推杆，所述控制电路为所述电动推杆供电，从而带动所述电动推杆进行垃圾桶桶盖的打开和关闭动作。

进一步地，智能垃圾桶还包括距离传感器模块，所述距离传感器模块用来检测垃圾倾倒人员与所述垃圾桶之间的距离，当垃圾倾倒人员与所述垃圾桶距离在设定范围内时，所述微处理器模块控制所述电动推杆打开垃圾桶桶盖，当垃圾倾倒人员与所述垃圾桶距离在设定范围外时，所述微处理器模块控制所述电动推杆关闭垃圾桶桶盖，从而实现所述垃圾桶盖体的打开和关闭。

进一步地，智能垃圾桶还包括语音播放模块，所述语音播放模块用于播放语音提示。

进一步地，智能垃圾桶还包括显示屏模块，所述显示模块设置于所述智能垃圾桶的桶口之上，通过与云服务器连接的web端进行显示内容的修改，用于供广告宣传或显示垃圾桶容量信息使用。

进一步地，所述太阳能电池板通过支架与所述智能垃圾桶连接，所述支架用于对所述太阳能电池板进行支撑并实现其角度调节。

一种智能垃圾桶控制方法，包括以下步骤：

步骤一：通过设置在垃圾桶内的传感器模块对所述垃圾桶内的垃圾容量进行实时检测，同时对所述垃圾桶的位置信息进行检测，并将检测结果传送至微处理器模块；

步骤二：所述微处理器模块通过物联网模块、云服务器和移动端app将所检测到的垃圾容量信息和位置信息反馈至垃圾清理人员，进行及时的垃圾清理。

进一步地，所述微处理器模块还根据距离传感器模块所检测的人体距离垃圾桶的距离，综合检测到的垃圾桶内的垃圾容量判断是否开启所述垃圾桶的桶盖，当垃圾已经满时，通过语音播放模块和/或显示屏模块提示垃圾倾倒人员垃圾已满，并且不开启所述垃圾桶的桶盖，当垃圾未满时，通过盖体动力模块将所述垃圾桶的桶盖自动打开，以供垃圾倾倒。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过本发明的技术方案，可实现垃圾桶的智能管理，实现垃圾容量的及时反馈和清理，并可通过新型能源对桶盖的开启提供动力，避免垃圾倾倒者触碰到垃圾桶造成污染，推进了智慧城市的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明智能垃圾桶的系统框架图;

图2是本发明智能垃圾桶的机械结构的正视图；

图3是本发明智能垃圾桶的机械结构的侧视图；

图4是本发明智能垃圾桶的垃圾桶部分的软件流程图。

图5是本发明智能垃圾桶的垃圾桶云平台部分的软件流程图。

附图标记：蓄电池及硬件电路密封盒1，桶身2，桶盖3，led显示屏4，支架5，太阳能电池板6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明的实施例采用递进的方式撰写。

如图1所示，一种智能垃圾桶，包括传感器模块、微处理器模块、gprs模块、物联网模块、云服务器和移动端app；本实施例中，传感器模块可采用超声波传感器，微处理器模块使用stm32单片机，物联网模块采用air800模组，云服务器可采用阿里云服务器。超声波传感器用于检测垃圾桶内垃圾的容量，其中，需设定垃圾容量的上限值，gprs模块确定垃圾桶的当前位置，物联网模块用于与云服务器进行数据的传输，包括容量信息和位置信息，移动端app安装于垃圾清理人员的手机上，用于供垃圾清理人员远程监控指定位置的垃圾桶的容量状态，stm32单片机用于对超声波传感器和air800模组进行控制，实现数据的采集和传输。通过上述智能垃圾桶，能够将垃圾储量和垃圾桶的位置信息建立起关联，并通过数据的传输，使得垃圾清理人员可以根据这种关联及时的确定垃圾储量已满的垃圾桶的位置，从而进行及时有效的垃圾清理工作，避免因垃圾的堆积而带来的环境污染问题。

为了避免供电线路的繁琐，智能垃圾桶还包括电源模块和盖体动力模块，电源模块包括太阳能电池板、太阳能电池板控制器、蓄电池和稳压模块，太阳能电池板产生的电能通过太阳能电池板控制器的控制为蓄电池充电，经太阳能电池板或蓄电池输出的电能经稳压模块后产生整个控制电路的控制电压。因为目前在垃圾桶的使用过程中，大多需要手动去开启垃圾桶的桶盖3，这样极容易使手弄脏，智能垃圾桶还设置盖体动力模块，盖体动力模块包括电动推杆，控制电路为电动推杆供电，从而带动电动推杆进行桶盖3的打开和关闭动作。其中，本实施例中太阳能控制器采用12v10a太阳能控制器，稳压模块可以提供3.3v，12v两种电压，通过太阳能的利用可降低能源的使用，通过电动推杆的使用可降低因人员的接触而带来的污染问题，避免了手动开启所带来的麻烦，蓄电池的设置可保证在任何天气状况下盖体动力模块的正常使用，其中，电源模块同样为传感器模块、微处理器模块、gprs模块和物联网模块供电。

为了更好地实现垃圾桶的智能性，还包括距离传感器模块，距离传感器模块用来检测垃圾倾倒人员与垃圾桶之间的距离，当垃圾倾倒人员与垃圾桶距离在设定范围内时，微处理器模块控制电动推杆打开垃圾桶桶盖，当垃圾倾倒人员与垃圾桶距离在设定范围外时，微处理器模块控制电动推杆关闭垃圾桶桶盖，从而实现垃圾桶盖体的打开和关闭；通过上述方式可实现桶盖的智能启动，其中，距离传感器模块可采用红外传感器，当人靠近垃圾桶时，红外传感器检测到人靠近，会向stm32发出信号，stm32接收到人靠近垃圾桶的信号后，通过电动推杆驱动控制电动推杆打开垃圾桶盖，当人远离垃圾桶时，stm32会通过电动推杆驱动控制电动推杆关闭垃圾桶盖。其中，为了增加使用的功能性，智能垃圾桶还包括语音播放模块，语音播放模块用于播放语音提示，例如包括“欢迎投放垃圾”、“谢谢投放”和“垃圾桶已满”等信息。

考虑到垃圾桶的分布广泛性，处于市政考虑，智能垃圾桶还包括显示屏模块，显示模块可采用led显示屏，为了避免垃圾倾倒过程中的污染问题，将其设置于智能垃圾桶的桶口之上，通过与云服务器连接的web端进行显示内容的修改，用于供广告宣传或显示垃圾桶容量信息使用。

本实施例中，具体如图2和3所示，智能垃圾桶的机械结构部分由以下几部分组成：蓄电池及硬件电路密封盒1，桶身2，桶盖3，led显示屏4，支架5，太阳能电池板6组成；支架5在安装的时候可以根据太阳光直射太阳能电池板6的角度来进行调节，以获得最大效率的太阳光直射。

一种智能垃圾桶控制方法，包括以下步骤：

步骤一：通过设置在垃圾桶内的传感器模块对垃圾桶内的垃圾容量进行实时检测，同时对垃圾桶的位置信息进行检测，并将检测结果传送至微处理器模块；

步骤二：微处理器模块通过物联网模块、云服务器和移动端app将所检测到的垃圾容量信息和位置信息反馈至垃圾清理人员，进行及时的垃圾清理。

其中，为了在垃圾倾倒人员到达时使得垃圾桶自动开启，在垃圾桶上设置包括电动推杆在内的盖体动力装置，微处理器模块根据距离传感器模块所检测的人体距离垃圾桶的距离，综合检测到的垃圾桶内的垃圾容量判断是否开启垃圾桶的桶盖，具体的，当垃圾已经满时，通过语音播放模块和/或显示屏模块提示垃圾倾倒人员垃圾已满，并且不开启垃圾桶的桶盖，从而避免有毒气体的挥发，当垃圾未满时，通过盖体动力模块将垃圾桶的桶盖自动打开，以供垃圾倾倒。

以下列举两种具体的使用情况：

第一种如图4所示，当电源模块开始工作后，红外传感器检测垃圾倾倒人员与垃圾桶的距离是否在20cm范围内，若不在20cm范围内则保持垃圾桶保持常闭状态，若在20cm范围内，首先检测垃圾桶内容量，若容量已满，则保持垃圾桶常闭状态，并使得语音播放模块播放“垃圾已满”等语音提示，若垃圾桶尚未满载，则通过盖体动力装置打开垃圾桶桶盖，并使得语音播放模块播放“欢迎投放垃圾”等语音提示，红外传感器继续检测垃圾倾倒人员与垃圾桶的距离，当超出20cm范围时，通过盖体动力装置关闭垃圾桶桶盖，并使得语音播放模块播放“谢谢投放”等语音提示。

第二种情况如图5所示，当电源模块开始工作后，一方面stm32定时通过物联网模块和云服务器向移动端app发送蓄电池的电量和垃圾桶内的垃圾容量，同时超声波传感器检测垃圾桶内垃圾是否已满，若检测显示垃圾未满，则继续检测，若垃圾已满则通过stm32向移动端app和web端发送垃圾已满的信息，垃圾清扫人员通过移动app接收到垃圾已满的信息后，会及时的通过gps的位置锁定去进行垃圾的清理；另一方面，工作人员可通过web端对显示内容进行修改，新的led显示内容推送至云服务器，云服务器将新的led显示内容推送给stm32，stm32将新的led显示内容通过串口发送给led，从而led液晶屏显示最新的内容，其中，上述内容可以为广告，也可为垃圾已满的提示信息。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。