一種基于arm控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)及回收方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)及回收方法，該系統(tǒng)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(jī)構(gòu)；垃圾箱機(jī)構(gòu)包含有支架、設(shè)置在支架上的垃圾箱、活動設(shè)置在垃圾箱的垃圾箱頂和驅(qū)動部件；垃圾箱控制層包含：設(shè)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(nèi)的垃圾狀態(tài)進(jìn)行檢測；設(shè)置在垃圾箱機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)部件，其通訊連接從站層，用于控制垃圾箱的升高高度和垃圾箱傾斜角度；設(shè)置在垃圾箱上的若干個接近開關(guān)，其與從站層連接，對垃圾箱運行的垃圾狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。本發(fā)明能夠垃圾箱內(nèi)的垃圾狀態(tài)全方位了解。
【專利說明】一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)及回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及垃圾回收系統(tǒng)，特別涉及一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系 統(tǒng)及回收方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的公共垃圾箱內(nèi)的垃圾回收都比較針對單一功能、各個應(yīng)用領(lǐng)域的子系統(tǒng)， 其中有對垃圾箱內(nèi)的垃圾狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并且監(jiān)控的方式通過GPRS與監(jiān)控平臺進(jìn)行無線 通訊，而對垃圾箱沒有較大的設(shè)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(jìn)行清理。而有些對垃圾回收通過鋪設(shè)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，并且對所有的垃圾箱考慮不周全。有些的垃圾箱 的設(shè)計很智能，能自己行走自己收集垃圾，但應(yīng)用在公共場所，可行性不太高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)及回收方法， 一方面能使垃圾回收人員對整個地區(qū)內(nèi)的垃圾箱內(nèi)的垃圾狀態(tài)全方位了解、減少他們對垃 圾巡查次數(shù)，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(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，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(jī)構(gòu)； 所述垃圾箱機(jī)構(gòu)包含有支架、設(shè)置在支架上的垃圾箱、活動設(shè)置在垃圾箱的垃圾箱頂 和驅(qū)動部件； 所述垃圾箱控制層包含： 設(shè)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(nèi)的垃圾狀態(tài) 進(jìn)行檢測； 設(shè)置在所述垃圾箱機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)部件，其通訊連接所述從站層，用于控制垃圾箱 的升高高度和垃圾箱傾斜角度； 設(shè)置在垃圾箱上的若干個接近開關(guān)，其與從站層連接，對垃圾箱運行的垃圾狀態(tài)進(jìn)行 監(jiān)測。
[0005] 所述的步進(jìn)電機(jī)部件包含第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)； 所述的第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)分別固定在支架上； 所述的第三步進(jìn)電機(jī)固定在垃圾箱上。
[0006] 所述的驅(qū)動部件包含： 一對直形導(dǎo)軌，其一端分別插入在支架內(nèi)，且分別位于垃圾箱的兩側(cè)，另一端與垃圾箱 活動相連，所述的垃圾箱可繞著直形導(dǎo)軌的另一端旋轉(zhuǎn)； 弧形導(dǎo)軌，其中心部位與一個所述的直形導(dǎo)軌另一端相連； 所述的直形導(dǎo)軌一面設(shè)有齒，且與第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)的輸出齒輪相互嚙 合； 所述的弧形導(dǎo)軌設(shè)有弧形齒，且與第三步進(jìn)電機(jī)的輸出齒輪相互嚙合。
[0007] 若干所述的接近開關(guān)分別為第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)和第三接近開關(guān)； 其中，所述的第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)分別設(shè)置在一對直形導(dǎo)軌的上部； 所述的第三接近開關(guān)設(shè)置在垃圾箱一側(cè)，且與所述的弧形導(dǎo)軌相對應(yīng)。
[0008] 每個所述直形導(dǎo)軌上下兩端設(shè)有一對直形導(dǎo)軌小孔，其分別用于第一接近開關(guān)、 第二接近開關(guān)的檢測。
[0009] 所述的弧形導(dǎo)軌設(shè)有一對弧形導(dǎo)軌小孔，其分別用于第三接近開關(guān)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動齒輪，使得垃圾箱頂旋轉(zhuǎn)。
[0011] 所述的主站層包含ARM單片機(jī)系統(tǒng)，以及電路連接該ARM單片機(jī)系統(tǒng)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(jī)系統(tǒng)，所述的從站單 片機(jī)系統(tǒng)通過總線連接至主站層的ARM單片機(jī)系統(tǒng)，并電路連接并控制一組所述的傳感 器、步進(jìn)電機(jī)部件和接近開關(guān)。
[0013] 一種采用上述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在 于，該方法包含： 步驟1、位于垃圾箱控制層的傳感器檢測垃圾箱內(nèi)狀態(tài)，通過從站單片機(jī)系統(tǒng)對傳感器 信號進(jìn)行處理，判斷垃圾箱是否已滿，但垃圾箱不滿時，繼續(xù)檢測； 步驟2、當(dāng)垃圾箱已滿時，從站層單片機(jī)系統(tǒng)向主站層發(fā)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(jié)所有需要清理的垃圾箱，總結(jié)的信息 里包含已滿垃圾箱的具體位置； 步驟4從站單片機(jī)系統(tǒng)向步進(jìn)電機(jī)部件發(fā)出步進(jìn)電機(jī)啟停信號，控制步進(jìn)電機(jī)使垃圾 箱升高、下降、傾斜翻滾。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點： 1.本發(fā)明實現(xiàn)了垃圾箱內(nèi)垃圾狀態(tài)監(jiān)測和回收的一體化，對一個地帶的垃圾箱監(jiān)測和 回收統(tǒng)一管理。
[0015] 2.本發(fā)明實現(xiàn)了垃圾回收的簡便性和合理性，易于實現(xiàn)。
[0016] 3.本發(fā)明整體使用公共場所環(huán)境，尤其是繁華地區(qū)，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(fā)明一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖2為本發(fā)明一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)的垃圾機(jī)構(gòu)的主視圖； 圖3為垃圾機(jī)構(gòu)的左視圖； 圖4為垃圾機(jī)構(gòu)的右視圖。

【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0019] 如圖1~4所示，一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，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(jī)構(gòu)；垃圾箱機(jī)構(gòu)是使用不銹鋼或鋁合金有一定硬度和強度的材料，機(jī)構(gòu)包含有支 架46、設(shè)置在支架46上的垃圾箱43、活動設(shè)置在垃圾箱43的垃圾箱頂41和驅(qū)動部件；垃 圾箱控制層包含：設(shè)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(nèi)的垃圾狀態(tài)進(jìn)行檢測，該傳感器為紅外傳感器(紅外線發(fā)射接收對管)，其分別 位于垃圾箱的傳感器發(fā)射端311和接收端312,位于傳感器發(fā)射端311處的傳感器型號為 TSAL6200,位于傳感器接收端312處的傳感器型號為HS0038B ;設(shè)置在所述垃圾箱機(jī)構(gòu)上的 步進(jìn)電機(jī)部件，其通訊連接所述從站層2,用于控制垃圾箱43的升高高度和垃圾箱傾斜角 度；設(shè)置在垃圾箱43上的若干個接近開關(guān)，其與從站層2連接，對垃圾箱43運行的垃圾狀 態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0020] 步進(jìn)電機(jī)部件包含第一步進(jìn)電機(jī)32、第二步進(jìn)電機(jī)33和第三步進(jìn)電機(jī)34 ;第一步 進(jìn)電機(jī)32、第二步進(jìn)電機(jī)33分別固定在支架46上；第三步進(jìn)電機(jī)34固定在垃圾箱43上。
[0021] 驅(qū)動部件包含：一對直形導(dǎo)軌44,其一端分別插入在支架46內(nèi)，且分別位于垃圾 箱43的兩側(cè)，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(dǎo)軌44的另一端 旋轉(zhuǎn)；弧形導(dǎo)軌45,其中心部位與一個所述的直形導(dǎo)軌44另一端相連；所述的直形導(dǎo)軌44 一面設(shè)有齒，且與第一步進(jìn)電機(jī)32和第二步進(jìn)電機(jī)33的輸出齒輪相互嚙合；所述的弧形導(dǎo) 軌45設(shè)有弧形齒，且與第三步進(jìn)電機(jī)34的輸出齒輪相互嚙合。
[0022] 第一步進(jìn)電機(jī)32帶動齒輪51轉(zhuǎn)動、第二步進(jìn)電機(jī)33帶動齒輪52轉(zhuǎn)動，使得直形 導(dǎo)軌44上升或下降，第三步進(jìn)電機(jī)帶動齒輪53旋轉(zhuǎn)，并在在弧形導(dǎo)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，并且使垃圾箱頂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(guān)分別為第一接近開關(guān)36、第二接近開關(guān)37和第三接近開關(guān) 35 ;其中，所述的第一接近開關(guān)36、第二接近開關(guān)37分別設(shè)置在一對直形導(dǎo)軌44的上部； 第三接近開關(guān)35設(shè)置在垃圾箱43 -側(cè)，且與所述的弧形導(dǎo)軌45相對應(yīng)。
[0024] 每個直形導(dǎo)軌44上下兩端設(shè)有一對直形導(dǎo)軌小孔441，其分別用于第一接近開關(guān) 36、第二接近開關(guān)37的檢測。
[0025] 垃圾箱43的提升高度是利用第一接近開關(guān)36和第二接近開關(guān)37進(jìn)行檢測，當(dāng)接 近開關(guān)檢測到直形導(dǎo)軌小孔441后，就可以判斷垃圾箱43已經(jīng)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(guān)35進(jìn)行檢測，當(dāng)?shù)谌咏_關(guān)檢測到弧形導(dǎo)軌小 孔451后，就可以判斷垃圾箱43已經(jīng)在傾斜一定角度或回到原來角度。
[0026] 弧形導(dǎo)軌45設(shè)有一對弧形導(dǎo)軌小孔451，其分別用于第三接近開關(guān)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(jìn)電機(jī)34驅(qū)動齒輪54,使得垃圾箱頂（41)旋轉(zhuǎn)。
[0028] 主站層1包含型號為S3C2410的ARM單片機(jī)系統(tǒng)11()，以及電路連接該ARM單片 機(jī)系統(tǒng)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(jī)系統(tǒng)21 (型號為 MCS-51即AT89C51)，所述的從站單片機(jī)系統(tǒng)21通過總線連接至主站層的ARM單片機(jī)系統(tǒng) 11，并電路連接并控制一組所述的傳感器31、步進(jìn)電機(jī)部件和接近開關(guān)，該從站單片機(jī)系統(tǒng) 21包含紅外無線通訊接收裝置。
[0030] 一種采用上述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)的回收方法，該方法包 含： 步驟1、位于垃圾箱控制層3的傳感器31檢測垃圾箱內(nèi)狀態(tài)，通過從站單片機(jī)系統(tǒng)21 對傳感器信號進(jìn)行處理，判斷垃圾箱43是否已滿，但垃圾箱43不滿時，繼續(xù)檢測； 步驟2、當(dāng)垃圾箱43已滿時，從站層單片機(jī)系統(tǒng)21通過RS485/M-BUS向主站層發(fā)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(jié)所有需要清理的垃圾箱43,總結(jié)的信 息里包含已滿垃圾箱的具體位置，通知相關(guān)垃圾回收人員對已滿垃圾箱進(jìn)行清理，并合理 分配任務(wù)； 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(jī)系統(tǒng) 21向步進(jìn)電機(jī)部件發(fā)出步進(jìn)電機(jī)啟停信號，此單從站單片機(jī)系統(tǒng)21會控制步進(jìn)電機(jī)使垃 圾箱從" 1"狀態(tài)成"V"狀態(tài)，使其內(nèi)的垃圾傾倒到垃圾回收車內(nèi)，垃圾傾倒后，再向此從站 單片機(jī)系統(tǒng)21發(fā)出一個無線控制信號，此單片機(jī)系統(tǒng)會控制步進(jìn)電機(jī)使垃圾箱回到原狀 "1"狀態(tài)。
[0031] 綜上所述，本發(fā)明一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)及回收方法，一 方面能使垃圾回收人員對整個地區(qū)內(nèi)的垃圾箱內(nèi)的垃圾狀態(tài)全方位了解、減少他們對垃圾 巡查次數(shù)，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] 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，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(jī)構(gòu)； 所述垃圾箱機(jī)構(gòu)包含有支架（46)、設(shè)置在支架（46)上的垃圾箱（43)、活動設(shè)置在垃圾 箱（43)的垃圾箱頂（41)和驅(qū)動部件； 所述垃圾箱控制層包含： 設(shè)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(nèi)的垃圾狀態(tài)進(jìn)行檢測； 設(shè)置在所述垃圾箱機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)部件，其通訊連接所述從站層（2)，用于控制垃圾 箱（43)的升高高度和垃圾箱傾斜角度； 設(shè)置在垃圾箱（43)上的若干個接近開關(guān)，其與從站層（2)連接，對垃圾箱（43)運行的 垃圾狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，所述的 步進(jìn)電機(jī)部件包含第一步進(jìn)電機(jī)（32)、第二步進(jìn)電機(jī)（33)和第三步進(jìn)電機(jī)（34); 所述的第一步進(jìn)電機(jī)（32)、第二步進(jìn)電機(jī)（33)分別固定在支架（46)上； 所述的第三步進(jìn)電機(jī)（34)固定在垃圾箱（43)上。
3. 如權(quán)利要求3所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，所述的 驅(qū)動部件包含： 一對直形導(dǎo)軌（44)，其一端分別插入在支架（46)內(nèi)，且分別位于垃圾箱（43)的兩側(cè)， 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(dǎo)軌（44)的另一端旋轉(zhuǎn)； 弧形導(dǎo)軌（45)，其中心部位與一個所述的直形導(dǎo)軌（44)另一端相連； 所述的直形導(dǎo)軌（44) 一面設(shè)有齒，且與第一步進(jìn)電機(jī)（32)和第二步進(jìn)電機(jī)（33)的輸 出齒輪相互嚙合； 所述的弧形導(dǎo)軌（45)設(shè)有弧形齒，且與第三步進(jìn)電機(jī)（34)的輸出齒輪相互嚙合。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，若干所 述的接近開關(guān)分別為第一接近開關(guān)（36)、第二接近開關(guān)（37)和第三接近開關(guān)（35); 其中，所述的第一接近開關(guān)（36)、第二接近開關(guān)（37)分別設(shè)置在一對直形導(dǎo)軌（44)的 上部； 所述的第三接近開關(guān)（35)設(shè)置在垃圾箱（43)-側(cè)，且與所述的弧形導(dǎo)軌（45)相對應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，每個所 述直形導(dǎo)軌（44)上下兩端設(shè)有一對直形導(dǎo)軌小孔（441)，其分別用于第一接近開關(guān)（36)、 第二接近開關(guān)（37)的檢測。
6. 如權(quán)利要求4所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，所述的 弧形導(dǎo)軌（45)設(shè)有一對弧形導(dǎo)軌小孔（451)，其分別用于第三接近開關(guān)（35)的檢測。
7. 如權(quán)利要求2所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，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(jìn)電機(jī)（34)驅(qū)動齒輪（54)，使得垃圾箱頂（41)旋轉(zhuǎn)。
8. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，所述的 主站層（1)包含ARM單片機(jī)系統(tǒng)（11)，以及電路連接該ARM單片機(jī)系統(tǒng)（11)的顯示屏（12)。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)，其特征在于，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(jī)系統(tǒng)（21)，所述的從站單片機(jī)系 統(tǒng)（21)通過總線連接至主站層的ARM單片機(jī)系統(tǒng)（11)，并電路連接并控制一組所述的傳感 器（31)、步進(jìn)電機(jī)部件和接近開關(guān)。
10. -種采用如權(quán)利要求1-9所述的基于ARM控制的公共垃圾箱垃圾回收系統(tǒng)的回收 方法，其特征在于，該方法包含： 步驟1、位于垃圾箱控制層（3)的傳感器（31)檢測垃圾箱內(nèi)狀態(tài)，通過從站單片機(jī)系統(tǒng) (21)對傳感器信號進(jìn)行處理，判斷垃圾箱（43)是否已滿，但垃圾箱（43)不滿時，繼續(xù)檢測； 步驟2、當(dāng)垃圾箱（43)已滿時，從站層單片機(jī)系統(tǒng)（21)向主站層發(fā)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(jié)所有需要清理的垃圾箱（43)，總結(jié)的 信息里包含已滿垃圾箱的具體位置； 步驟4從站單片機(jī)系統(tǒng)（21)向步進(jìn)電機(jī)部件發(fā)出步進(jìn)電機(jī)啟停信號，控制步進(jìn)電機(jī)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(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張永奎, 王飛, 孫林 申請人:上海海事大學(xué)