大学生创新项目申报书

1、附件3大学生创新训练项目申报书项目名称 基于智能垃圾桶的研究主持人所在系部机械工程系联系188指导教师申请日期 2016-11-22起止年月一、申请理由知识条件，特长、兴趣，相关经历等<1>项目背景：垃圾桶是家庭、小区、公共场所等不可缺少的设施。然而，在一些公共场合， 虽然到处都有垃圾桶，但陈旧无 新意，缺乏一些人性化设计，使人们用起 来既不方便也不 卫生。例如：垃圾没有丢进桶内，导致遍地狼藉、臭气冲 天，严重污染环境；垃圾难以取出，费时费力。传统的生活垃圾收集方式对环境的污染，困扰着人们的日常生活和健 康。其一，无盖的垃圾桶虽然方便人们投送垃圾，但是存在卫生问题，垃圾的各种难闻的

2、气味特别容易通过空气传播，而细菌的感染间接地给人们来 了种种疾病的隐患，影响人们的生活；其二，有盖的垃圾桶相对卫生但是很 不方便，而且必须通过自己亲自开垃圾桶的盖子才能扔垃圾，这样就容易造 成接触感染，既不卫生又影响心情。<2>自身条件：做事认真负责，踏实肯干，有良好的组织能力和协调能力，同时在一些比赛 中收获的一些经验和具备的能力，参与一些结构设计大赛，慧鱼机器人比赛 的研究，对于结构方面有一定的了解。熟悉掌握 INVENTOR单片机的根本原 理。做事认真，勤劳，动手能力强，善于发明创造，获得过许多奖项，如工程力 学竞赛一等奖，工图比赛二等奖，参与过三下乡活动，积极热心，团结友好

3、。 擅长编程，获得校计算机比赛一等奖，聪明肯干，为人朴实，任劳任怨，曾 获校三好学生的奖项。熟悉各种计算机软件，设计力学结构，机械结构，曾获校区结构大赛二等奖， 节能减排大赛一等奖。二、项目研究内容目前研究的现状、研究方法、实验方案、解决的关键技术和创新点等1总述垃圾桶内部硬件主要由 HT46F49E芯片控制中心，信号检测电路、控制电路与语音 电路四部份组成。通过信号检测电路模块检测到探测X围内有人进入或者其他检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出相关开盖、关盖等 应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，提醒人们保护环境，讲究卫生， 当垃圾量过多时可以通过金属

4、电阻应变片传感器传递给控制电路，接通外部亮灯电路。 HT46F49E单片机具有休眠功能，在无人使用时可以进入休眠，节约能源。内部为两个子垃圾桶，一个装可回收垃圾，另一个装不可回收垃圾，还具有渗沥 液收集局部。垃圾桶的外部设计成长方形，在垃圾桶的外表设计宣传保护环境卫生的标语和口 号，倡导人们爱护环境、保护环境，同时可以充分利用垃圾桶外壳的广告功能，设计 一些环保宣传画电源提供云"PB5tPB4匚PA3；PPDCPA2E PAtCP2匚PB3ANJ 匚 PB2AN2C PB1 AN1C P0QANOC vssq pear PC忙 PCiC?s2T2«2s24232221R1f

5、t1Bt:1615压力传IS霽电阳弯上“电跖I2 主要设计1HT46F49E单片机HT46F49E单片机采用5V稳压电源供电。工作在8MHz时钟频率。由于采用RISC 结构, 此系列单片机具有高运算速度和高性能的特性有了集成的A/D和PWM功能的优势，再加上低功耗、高性能、制的输入 /输出和低本钱等特性 PB6 PB7 PM/niw 3PA5ANT PA6 PA7 OSC2 O3C1 qvDD S POiW(iMt powram m ZIPC32热释红外传感器平时端输出低电平，端输出高电平。当有移动发热体迸太监视X围时，热释电红外传感器接收到红外能量，并输出检测信号。该信号经放大器放大后，由比

6、拟器 进展比拟判断，再由信号处理电路处理后输出控制信号。此时输出端变为高电平， 而输出端变为低电平。在模块的外部可接增益调节电位器，以调节放大器的增益。丄3震动传感器这种应变片是利用真空沉积技术将半导体材料沉积在带有绝缘层的试件上制成 的。它通过改变真空沉积时衬底的温度来控制沉积层电阻率的上下，从而控制电阻温 度系数和灵敏度系数。因而能制造出适于不同试件材料的温度自补偿薄膜应变片。薄 膜型半导体应变片吸收了金属应变片和半导体应变片的优点，并防止了它的缺点，是 一种较理想的应变片。4压力传感器其核心局部是一块沿某 晶向切割的N型的圆形硅膜片。在膜片上利用 集成电路工 艺方法扩散上四个阻值相等的P

7、型电阻。用导线将其构成 平衡电桥。膜片的四周用圆 硅环硅杯固定，其下部是与被测系统相连的高压腔，上部一般可与大气相通。在 被测压力P作用下，膜片产生 应力和应变。2-31压阻式压力佚關5语音模块图IQ话专电匡按丢geSAj&&A.-tA-A¥ 酣T-v.fe'心s讥丁Ml卫 !*RMMTT：卫ANAOIT心 XK KET MCN tr-A_:小 -tro初皓化走时中断入并诩电磁糕关诩语音芯关闭雷动传感器谡定定时/计数器工作方设定定时器初值关闭红外光传感器单片机进入休眠中斷遞回等待中断图4主程序为等侍延时（主程序流程图）團5定时中断（节能程序流程團本作品中选用拍

8、合式电磁铁，其结构如如下图所示图9拍合式电礦铁结构图线圈1套在铁心2上，两者固定不动，衔铁 3是运动局部。当线圈局部通过一定 值电流过后，在铁心、衔铁、气隙中间就产生一定数量的磁通。图中虚线所示为磁通流过的路径。在磁通的作用下，产生一定大小的电磁吸力，将衔铁吸向铁心，企图是气隙4减到最小。图中箭头表示衔铁吸引时运动的方向。当线圈中电流停止后，电 磁吸力就消失。当电磁铁通电后，产生电磁吸力，再运用杠杆原理使桶盖打开；当电磁 铁断电后，电磁吸力消失，此时垃圾桶盖由于重力作用关闭。智能垃圾桶简易图3.创新点:智能垃圾桶防止了传统垃圾桶的气味难闻，传播病菌的缺点，通过感应人体热源来自动开关桶盖，并且有

9、语音提醒，垃圾重量感应的特点。三、项目进度安排查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、 开题报告、实验研究、 数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题辩 论和成果推广等整个项目的实施需要大致一年的时间，结合我校的教学时间安排，初步的计划进度安 排与时间节点如下：2017.2，完成智能垃圾桶所有的机械设计和程序设计，该内容包括：单片机的设 计和选用，热传感器和压力传感器的设计，语音电路的设计，垃圾桶外形结果设计； 对智能语音、自动开闭盖、重量提醒的程序设计2017.5，对设计进展理论上的检查2017.8，完成个局部具体参数的设定，选择合理的数据参数，列出所需的零件产 品清单2017.11，购置零件，开始加工外形金属结构，锡焊电路，整体组装。2017.12，后期调试与成果展示四、拟利用资源实验室、研究所、创新基地、实践基地、仪器设备、资料等1. 金工实习基地，进展产品加工。2. 图书馆，在设计制造期间继续研究相关书籍，作出更好地改良。3. 计算机实验室，对程序进展调试。五、经费使用计划序号支出项目金额元依据或理由1单片机、传感器与各组成电子元件3000内部软件需要2金属材料500外部框架结构3咼效能畜电池500为垃圾桶提供电能4各类传感器1000传感器是传递信息5专利申请与差旅费1500专利申请，参加学习合计6500六、项目预期成果研究论文、设计、调