无线传感器网络课程设计-智能垃圾桶

1、安徽理工大学无线传感器网络课程设计课程设计说明书（无线传感器网络）题目：智能垃圾桶院 系：计算机科学与工程学院专业班级： 物联网工程13-2班 学 号： 2013303038 学生姓名： 指导教师： 2015年10月10日摘 要WSN是Wireless Sensor Network的简称，即无线传感器网络。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 NFC是Near Field Commu

2、nication缩写，即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点。可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。目 录1.背景分析11.1 NFC概述12.1工作原理22.2产品概述22.3操作说明33.产品分析33.1产品特点33.2产品优势34.产品结构45.参考文献5第 2 页 共 14页1.背景分析1.1 NFC概述与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方

3、式传递，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。 其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。最后，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥

4、着巨大的作用。NFC、红外、蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术本身没有优劣差别。NFC手机内置NFC芯片，比原先仅作为标签使用的RFID更增加了数据双向传送的功能，这个进步使得其更加适合用于电子货币支付的；特别是RFID所不能实现的，相互认证和动态加密和一次性钥匙(OTP)能够在NFC上实现。NFC技术支持多种应用，包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间，通过任何设备，与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，获取海报信息等。NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端

5、以及设备对设备的数据传输链路，其应用主要可分为以下四个基本类型：用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。根据Strategy Analytics的报告显示，2011年售出4100万部带NFC功能的手机，预测到2016年其年销量将增至4.98亿部。NFC手机销量的不断增长以及各国移动运营商的不断支持，将在全球范围内极大地推动NFC应用的使用。回看国内，日前中国移动宣布首款具备NFC支持的TD-SCDMA手机已经研制成功，由酷派定制，并在中国移动与浦发银行手机支付系列产品联合发布会中展示。中国移动首款TD-SCDMA的 NFC手机支持NFC卡模拟、读写器及点对点三大功能，

6、满足金融级安全要求，可在手机支付业务中使用。我们可以清晰地看到，NFC技术在未来的应用范围十分宽广，市场潜力也足够强劲。系统分析2.产品介绍2.1工作原理 红外线感应自动翻盖垃圾桶核心为红外线技术。即利用感应开关感应垃圾桶的周围是否有人，然后控制电机运作，将垃圾桶盖打开，为了防止有人经过的时候误操作，设置了延时功能。当人离开红外的感应范围，传感器驱动电机运作，将垃圾桶盖关闭。有人要扔垃圾电机反转盖合上开盖完毕电机正转传感器感应信号延迟7秒1、电子控制：通过人体红外感应开关控制电路控制电机正反转2、机械控制：电机带动垃圾桶盖上下翻转3、红外线被动式感应垃圾桶的三视图2.2产品概述1、独创贴心的设

7、计，随心所欲，使用更便利；2、人体接近筒盖前端约15CM时自动掀盖，用毕并自动关闭，永保清洁卫生；3、感应灵敏，开盖速度理想，开盖5秒后自动关闭盖子；4、电子元器件使用全密封防水，以达到产品使用寿命；5、运用高科技红外线感应设计，让您真正靠近时才掀开桶盖，以节省不必要之耗损；6、非接触式设计概念，远离细菌病毒，远离感染源；7、造型优美，色泽高雅，不论置于客厅或房间均美观大方；8、内置垃圾内桶，不外露、无异味、更换方便。2.3操作说明1、打开电池盒盖子，放入电池（注意正负极），再盖上电池盖。将内桶放入桶身内，盖好桶头，打开电源快关，感应灯呈现红色闪烁，桶头开始工作。 2、当你准备将垃圾扔进桶中时

8、，只要把物体或手靠近感应口约15cm处，盖子就会自动开启。物体或手离开5-6秒钟后，盖子自动关闭。 3、通过感应口处左右两个按钮，可手动开启或关闭盖子。 3.产品分析3.1产品特点 智能感应垃圾桶，采用微电脑控制芯片、首创红外线探测装置、机械传动装置和连杆机构组成，自动开关盖，是集机、光、电于一体的高科技新产品，具有性能可靠，使用寿命长，耗电低等优点。使用“保家净”智能感应垃圾桶，人们无需接触垃圾桶的任何部位即可投放垃圾，防止交叉感染，环保卫生，外形雅观；无需外接电源，使用普通电池，耗电低，使用寿命长；密封性能好，减少了生活中各种病菌交叉感染的机率，无垃圾异味溢出，确保四周空气清新。3.2产品

9、优势（1）技术优势实用性高，可靠性高、方便快捷、能除异味等。（2）功能优势操作简单，方便，功耗很低，安装快捷方便，所以有很好的便携性，能迅速在需要的地方很快地使用。（3）特殊优势通过可移动电源供电，采用GSM广域网进行无线控制，在一些无人区有它的独特优势。4.产品结构硬件电路部份包括：电源电路模块Mod_1；HT46F49E芯片控制中心模块Mod_2；信号检测电路模块Mod_3；控制电路模块与语音电路模块Mod_4四部份。分别说明如下:Mod_1模块：电源电路模块实现给HT46F49E单片机供电功能。Mod_2模块：使用HT46F49E芯片，建立基本输入输出模型。实现与Mod_3模块的串行通信

10、功能，以及实现基本控制功能。Mod_3模块：信号检测电路模块是由各插孔的检测电路分别与各个用电器相串联组成，实现外部信号的检测。热式红外传感器模块实现对外部红外热源的检测。震动传感器模块实现对外部重量和形变的检测。红外光传感器模块在Mod_2模块中HT46F49E的控制下对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收。控制电路模块用一个电磁铁实现桶盖的打开与关闭。语音电路模块主要用编程实现智能垃圾桶的提醒功能及播报功能。信号检测电路部分分为三大块：热式红外传感器、震动传感器、红外光传感器。热式红外传感器模块这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。

11、为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。5.参考文献1邹涛、网络与无线通信技术M北京：人民邮电出版社M，2004 2 荆林波，刘波全球电子支付产业的发展状况J商业经济，2008(2)：3_4&