基于STM32的智能垃圾桶的设计与实现

基于STM32的智能垃圾桶的设计与实现目录1绪论 11.1研究目的及意义 11.2国内外相关领域研究现状 11.3课题研究的主要内容 22系统硬件整体实现 42.1STM32F103C8T6单片机简介 42.2ESP8266WIFI模块 2.3超声波测距模块 52.4舵机模块 92.5语音模块 103系统硬件整体实现 123.1系统程序总体流程图 123.2各个模块的程序设计 133.3ESP8266接入TLink物联网平台 154系统调试 194.1软件调试 194.2硬件测试 195结论与展望 225.1研究结论 225.2未来展望 22参考文献 24致谢附录ESP8266接入Tlink代码超声波测距代码摘要：垃圾分类确实是现代城市管理中至关重要的环节，它对于资源的有效利用、环境的保护以及城市的可持续发展具有重要意义。传统的垃圾桶模式由于管理上的不足，往往导致垃圾难以正确分类，进而影响到垃圾处理的效率和环境卫生状况。针对传统垃圾桶模式存在的问题，现代城市管理中可以采取一系列改进措施。提出“智能垃圾桶”，它是一种新型的垃圾分类设备，通过采用单片机和传感器等技术手段，对垃圾进行更好的分类。本文将系统的阐述和分析智能垃圾桶的功能特点以及应用前景等方面。介绍智能垃圾桶的研究目的和背景，以此来说明它在城市管理等方面的重要意义，围绕“基于STM32单片机的智能垃圾桶“的功能进行开发与研究，在了解当今现状的基础上，对传统垃圾桶进行改进，旨在开发出符合现今需求的智能垃圾桶产品。关键词:STM32；垃圾分类；传感器；物联网1绪论1.1研究目的及意义当前国家对城市工作越来越重视，伴随城市规模不断扩大，每个人每日产生的废弃物数量也在逐步上升，然而许多地区的垃圾往往只是简单堆放或者直接掩埋，这使得垃圾无法进行分类处理，从而引发臭气扩散，并且会进一步破坏土壤和地下水的环境。垃圾分类[1]的目的就是为了将废弃物分流进行处理，利用现有制造能力，回收利用废弃物。实行垃圾分类，有效城乡环境，进行资源回收利用。智能垃圾桶能够对群众普及垃圾种类，还能提高垃圾分类的准确率和效率，减轻垃圾收集和后续处理的负担，从而减少清洁工人的工作量，降低垃圾处理的成本。为有效降低垃圾处理的成本，我们引入了物联网技术。该技术使得垃圾处理过程中的各类数据能够实时上传至云平台，为城市垃圾管理者提供了更为精准的数据支持。这不仅增强了垃圾管理的效率和准确性，还进一步帮助我们实现成本的有效控制。1.2国内外相关领域研究现状垃圾污染问题，无疑是当今城市环境卫生领域所面临的一大重要挑战。为了应对这一挑战，我国自2019年起，已经在全国地级及以上城市全面展开了生活垃圾分类工作。垃圾分类回收不仅有助于实现垃圾的有效再利用，更是构建绿色循环经济体系的关键环节，对于推动城市可持续发展具有重要意义。在国外，长久以来一直都有开展垃圾分类收集，不少国家和地方政府也都出台了垃圾分类的相关规定，并采取了多种措施以促进垃圾分类收集工作的开展[11]，垃圾分类收集工作在国外已经处于相对成熟的阶段。比如美国和加拿大约有22%的城市已经实施了智能垃圾箱战略，而全球只有7%的城市实施了智能垃圾箱战略[12]。我国从2000年开始，垃圾分类收集工作在北上广等8个试点城市全面推行开。时至今日，尽管这些城市在垃圾分类收集方面取得了显著成果，但智能化技术的运用却尚未普及，尚存在较大的发展空间。利用多种智能化设施APP，提升垃圾收集效率和精准度，我国其他城市也在逐步探索智能化垃圾分半收集的方式[6]。随着一系列政策文件的相继出台，我们可以明确得知，到2020年，全国范围内的46个重点城市将基本构建起生活垃圾分类处理系统。进一步展望至2025年，全国地级及以上城市亦将基本完成生活垃圾分类处理系统的建设，从而推动城市环境卫生的持续优化。从这些数据可以看出，在垃圾分类制度的进一步落实的背景，垃圾桶行业在未来5~7年内将展现迅速上升趋势，以往通过混合收运的垃圾处理方式将变革，并且人口密集度高的区域的前置分类投放环节市场需求将急速增长。1.3课题研究的主要内容现下，中国的生活垃圾数量持续上升，为垃圾分类产业提供了巨大的市场，国家政策的落实和技术的发展，也为之奠定了坚实的基础。在此背景下，本次课题选用STM32F103C8T6为主控，主要功能的实现如下。垃圾桶内的垃圾量检测是确保垃圾及时处理的重要环节。我们采用超声波模块测距的原理，精准地实现垃圾桶内垃圾量的实时检测。一旦垃圾量达到预设的阈值，相应的指示灯会立即亮起，为用户提供明确的清理提示，确保垃圾得到及时有效的处理。远程检测和管理。通过WIFIESP8266模块将垃圾桶垃圾量的信息上传到物联网Tlink云平台[8]，方便工作人员远距离的查看数据。语音提示功能。通过语音ASR-PRO模块，采集并识别语音信息[2，7，10]，对不知道垃圾为哪一类的人提供帮助，辨别垃圾类别。按键控制垃圾桶开关。在考虑到聋哑人使用语音识别进行垃圾分类不方便的情况下，为保证卫生，采取按键控制垃圾桶开关。智能垃圾桶系统整体框架如图1.1所示。图1.1整体框架图2系统硬件整体实现2.1STM32F103C8T6单片机简介STM32F103C8T6是一款采用ARMCortex-M3内核的微控制器，它凭借其出色的性能和稳定性，广泛适用于各类嵌入式系统开发，成为众多开发者的优选之一。这款微控制器属于ST公司微控制器中的STM32系列，这一系列是市场上广泛使用的一种型号。其最小系统主要由以下几个核心组件构成：首先是微控制器STM32F103C8T6芯片，作为系统的核心部件，它集成了强大的ARMCortex-M3内核、高效的闪存、快速的SRAM以及丰富的外设接口，为整个系统提供了稳定可靠的基础。它的引脚需要连接到其他电路板上的元器件，如晶振、电源电路、外设电路等。晶振。为芯片提供时钟信号，通常使用8MHz的晶振。晶振需要连接到芯片的OSC_IN和OSC_OUT引脚上，并且需要加上两个30pF的电容。电源电路。包括稳压器、电容、电感等，用于将输入的电源电压稳定为芯片需要的电压。STM32F103C8T6芯片通常需要3.3V的电压输入。外设电路如LED指示灯、按键等，用于扩展芯片的功能。这些外设需要连接到芯片的GPIO引脚上，并且需要添加相关的电阻、电容等元器件进行保护和控制。调试接口方面，通常我们采用SWD或JTAG接口，这些接口的作用在于连接调试器，从而实现对程序的烧录和调试工作，确保程序能够正确无误地运行。STM32F103C8T6这款芯片有48个引脚，其原理图如图2.1所示。图2.1.1STM32F103C8T6原理图STM32系列单片机深受众多工程师的喜爱与推崇。它以其出色的性价比与强大的功能赢得了市场的广泛认可。这款单片机搭载了专为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用量身打造的ARMCortex-M内核，为各种嵌入式应用提供了强大的动力与支持。此次方案选型STM32F103C8T6作为主控是由于相对于其他单片机，比如51单片机，STM32F103C8T6的主要优势为：强大的功能：STM32最高工作频率可达72MHz，提供了高性能的处理能力，性能通常是51单片机的3-30倍，能够处理复杂的任务。丰富的外设：多外设便于使用于多种应用，而51单片机外设通常比较简单，功能有限。内存大、功耗小：STM32通常有更大的FLASH和RAM内存，51单片机内存较小，在功耗方面，STM32一般是优于51单片机。两者之间STM32更适合处理大量数据或复杂程序。开发方式：STM32比起51有更成熟的开发工具，比如各种IDE，调试器，仿真器。而且STM32可以进行模块化的编程方式，51更多的是依赖C语言编程。此次设计中以STM32为主控设计的基本电路图如图2.1.2所示。图2.1.2电路图通过杜邦线将STM32F103C8T6的I/O引脚与各个模块的不同引脚进行连接（引脚表1所示），高低电平、模拟信号的输出输入等，作用于模块。表1STM32F103C8T6引脚对应表类型详细引脚备注WIFI-PA9TX舵机厨余PA0-有害PA1-可回收PA2-其他PA3-按键厨余PB12低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关有害PB13低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关可回收PB14低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关其他PB15低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关超声波厨余PA4TRIGPA5ECHO有害PA11TRIGPA8ECHO可回收PA12TRIGPA7ECHO其他PA10TRIGPA6ECHO2.2ESP8266WIFI模块ESP8266是一个功能强大且实用的模块，尤其适用于需要无线连接和数据传输的应用场景。选择它作为数据传输功能的模块，不仅因为成本低。价格在10块左右，相对于其他的无线通信模块，性价比高，而且还迷你便携。还因为他的以下优点。高速数据传输：STM32F1与ESP8266WIFI模块之间的有效传输速度以及最高无线传输速率都非常可观，这保证了数据能够快速、准确地传输，满足各种应用场景的需求。AT指令配置：用户可以通过串口发送AT指令去配置和使用ESP8266模块，这大大简化了模块的集成和使用过程。性能稳定：宽广的工作温度范围，使得能在各种操作环境下保持稳定的性能，这对于需要长时间运行或工作在恶劣环境下的设备来说是非常重要的。低功耗：ESP8266的低功耗特性使其非常适用于电池供电的设备。待机状态下的低功耗消耗有助于延长设备的整体使用寿命，降低维护成本。高度集成：模块的高度集成化设计减少了外部电路的需求，降低了PCB空间占用，使得整体解决方案更加紧凑和高效。ESP8266结合STM32F1等微控制器，可以构建出功能强大、性能稳定的无线数据传输系统。ESP8266原理图如图2.2所示。图2.2ESP8266原理图如图在此次设计中，通过WIFIESP8266模块与Tlink物联网平台进行数据传输，采用TCP协议通信，将超声波测距模块所采集到的距离数据，通过WIFIESP8266模块实时传输到物联网平台。方便工作人员远程查看垃圾桶填充情况，及时进行处理，也方便进行工作的规划。2.3超声波测距模块超声波具有良好的方向性和穿透能力，在多方面有广泛的应用，可以用来测距离和速度、消毒杀菌、清洗等。相对于其他的测距方式，超声波测距的原理简单。容易操作，计算简单，并且在实际应用中的测量精度也能满足要求。S超声波传感器模块上常配备两个超声波元器件，一个负责发射超声波信号，另一个则负责接收返回的超声波信号。在模块的电路板上，你可以看到四个引脚，它们分别标识为：VCC（代表正极，用于供电）、Trig（代表触发，用于启动超声波的发射）、Echo（代表回应，用于接收超声波反射回来的信号）、以及GND（代表接地，用于连接地线）。这些引脚共同协作，使得超声波传感器能够准确地进行距离测量。主要参数：（如表2所示）表2主要参数表工作电压工作电流感测距离精度5V15mA2-400cm可达0.2cm超声波测距的原理是基于声波的传播与反射特性。首先，发射端会发出一束超声波，并同时启动计时器。随着超声波在介质中的传播，一旦遇到障碍物，由于声波具有反射性质，超声波会被反射回来。当接收端接收到反射回来的超声波时，计时器停止计时。通过记录的时间与已知的声波传输速度，我们可以精确地计算出超声波发射端与障碍物之间的距离。这种方法不仅简单有效，而且在许多实际应用中都展现出了高度的准确性和可靠性。距离公式：(1)超声波时序图如图2.3所示。图2.3超声波时序图故本项目使用HC-SR04超声波模块实现测距功能。具体实现方法可参考以下步骤：将模块安装在垃圾桶内部，用于测量垃圾桶的高度或垃圾填充情况。对模块进行代码编写，得出距离数据，根据实际的垃圾桶高度设置一定的阈值（本次采用的是小型垃圾桶模拟实际垃圾桶，由于距离小，会产生一定的误差），当垃圾的高度达到一定值时，会触发垃圾桶的清理提醒。当工作人员收到提醒后，前往对应垃圾桶进行处理。（本次采用一组垃圾桶进行实验，可类比多组）清理后，填充情况将发生变化随之的提醒功能也重置。这样能保证垃圾处理得到更好的规划处理，维护环境卫生。2.4舵机模块舵机比起普通的电机，可以通过位置反馈器和控制电路精确控制其运动的位置和速度，精度高，响应速度快而可以通过控制信号控制，普通电机控制精度和响应速度相对较低，选择角度则取决于设计与应用，在本方案设计中，为了实现精确的响应和速度控制，我们选择了SG90舵机作为核心驱动器。SG90舵机实物图如图2.4所示。图2.4SG90舵机实物图SG90舵机模块内部集成了精细的控制电路，它能够接收来自信号线的控制信号，并巧妙地通过调制芯片将这些信号转换为直流偏置电压。随后，模块内部的基准电路会产生一个具有固定周期（20ms）和宽度（1.5ms）的基准信号。这一基准信号会与直流偏置电压以及电位器电压进行比较，通过比较产生的差异，最终生成输出电压差，从而实现对舵机的精准控制。这个电压差控制舵机的转动方向和角度，正负电压差分别对应舵机的正反转。整个工作过程中，控制信号起到了关键作用，实现了对舵机的精确控制。2.5语音模块ASR-PRO是一款专注于中文语音识别与语音合成的先进模块。它具备出色的功能，能够将用户的语音输入精准地转换成文字形式，同时，借助先进的AI语音合成技术，它还能将文字内容转化为自然流畅的语音输出。不仅如此，ASR-PRO还支持多语种语音识别，并适应多种场景应用，为用户提供更加便捷、高效的语音交互体验。其关键技术包括:语音信号处理、语音识别、语义理解和语音合成等。ASR-PRO具有高准确性和实时识别能力。相对常用的LD3320，ASR-PRO模块在价格和识别精度上都有一定的优势,并且ASR-PRO可以通过天问black进行图形化编程，操作简单。所以选用ASR-PRO模块。ASR-PRO的MCU原理图如图2.5.1所示。图2.5.1ASR-PRO的MCU原理图通过天问Block软件修改语音模型（唤醒词、命令词及回复词），实现智能的语音对话功能，可以自定义词条识别物的添加来进行识别物的添加。在实际应用中设置唤醒词唤醒模式，需要用户先喊“扔垃圾”唤醒语音模块，让模块进入工作状态，再喊对应的命令词（比如香蕉皮），模块识别命令词，通过语音识别模块的识别结果进行判断，给相应的舵机引脚输出低电平，舵机对应引脚如表3所示，播报垃圾的所属类别和垃圾桶打开状态。语音识别词条如图2.5.2所示。图2.5.2语音识别词条图表3ASRPRO引脚对应表类型详细引脚备注舵机厨余PA6低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关有害PA5低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关可回收PA3低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关其他PA2低电平垃圾桶盖开，高电平垃圾桶盖关3系统整体实现3.1系统程序总体流程通电后，首先对各个模块进行初始化，并在OLED显示屏上显示反馈信息，在知道垃圾类别的情况下，可以通过操作相应按键来控制舵机实现垃圾桶的开启闭合，或者通过唤醒语音模块，进行关键字对比，通过识别结果进行判断，驱动舵机打开相应的垃圾桶。通过超声波检测垃圾桶填充情况，将所得数据通过WIFI将数据传输到TLink云平台上，当数据超过一定值将发送预警推送通知，方便远程实时查看垃圾桶情况并进行及时处理。若没有注意应用端的信息，当垃圾桶满溢时，对应的指示灯亮，提醒周围的工作人员该及时处理，提高效率。系统程序总体流程图如图3.1所示。图3.1程序总体流程图3.2各个模块的程序设计超声波模块：初始化GPIO端口，用于连接超声波传感器。初始化中断服务程序是确保系统能够正确响应外部事件的关键步骤。首先，我们需要对定时器进行初始化，为其设置合适的预分频值和计数模式，以满足特定应用的需求。接下来，配置ECHO引脚为上升沿触发中断，并启动该中断，以便在ECHO信号上升时能够迅速响应。一旦系统检测到上升沿中断，立即启动定时器，并开始计时。随后，我们需要重新配置ECHO引脚为下降沿触发中断，以检测ECHO信号的下降沿。最后，系统等待下降沿中断的触发，以便进行后续的处理和操作。当ECHO引脚检测到下降沿时，读取定时器的当前数值，停止计时器，使用计数值计算当前超声波传播的时间，通过时间计算距离，清理并重置中断和定时器状态，为下一次测量做准备,退出ISR。超声波测距流程图如图3.2.1所示。图3.2.1超声波测距程序流程图按键：按下不同的按键，相对于的垃圾桶盖就会打开，实现零接触垃圾桶，进一步的保证卫生。按键扫描程序逻辑：判断按键有无被按下，没有返回0，有则返回相应的值。按键程序逻辑如图3.2.2所示。图3.2.2按键程序逻辑图舵机设计：智能垃圾桶需要开关桶盖时，输入CCR的值和给定的ARR值共同决定占空比。占空比公式：通过输出一个所得出的占空比值的PWM脉冲信号控制舵机旋转。舵机旋转程序流程图如图3.2.3所示。图3.2.3舵机旋转程序流程图语音模块：基于天问block编写ASRPRO语音芯片实现语音识别、GPIO输出功能。语音识别程序在初始化之后播报语音使用操作提示，之后进入休眠，可使用预设的唤醒词进行唤醒，在一定时间内没有接收到语音识别信息后进入休眠状态或接收信息并做出识别，通过设定命令词和回复语音实现基础语音对话，识别关键字相应的引脚输出低电平并进行语音回复，之后播报预设的退出语音。语音识别流程图如图3.2.4所示。图3.2.4ASRPRO语音识别流程图3.3ESP8266接入TLink物联网平台TLink物联网平台，作为一个开放且无需付费的设备连接平台，无疑极大地推动了设备连接与物联网应用服务的便捷性。该平台凭借其出色的功能和特性，为用户提供了诸多便利。以下的几点是TLink物联网平台优点和功能：设备连接与云端集成：TLink平台支持多种联网方式，无论是通过Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、LoRa等无线通信技术，还是有线连接方式，都能轻松将设备接入云端。平台提供了设备接入的SDK和API，使得设备制造商和开发者能够快速地集成设备到TLink平台。实时监管与设备管理：一旦设备连接到TLink平台，用户就可以实时监管设备的状态、运行数据以及任何异常情况。平台提供了设备管理的功能，包括设备的远程配置、更新、控制以及故障诊断等。设备分组与灵活管理：用户可以根据需要，将设备按照不同的维度（如地理位置、设备类型、业务场景等）进行分组管理。分组管理使得用户可以更方便地对一组设备执行统一的操作或查看数据，提高了管理效率。运行时数据监控：TLink平台可以实时收集并展示设备的运行数据。用户可以通过图表、表格等多种方式查看数据，便于对设备的运行状态进行实时监控和分析。历史数据查询与分析：平台存储了设备的历史数据，用户可以随时查询过去的数据，用于分析设备的运行趋势、故障模式等。历史数据对于优化设备运行、预测维护以及制定业务策略都具有重要意义。通过ESP8266连接Tlink，在设备连接图中，超声波传感器数据经过处理会以百分比的形式呈现出来，以此表示垃圾桶垃圾程度。并且将每一类的垃圾桶进行区分，图形化界面让用户更方便观察。设备连接如图3.3所示。图3.3.1设备连接图TLink物联网平台还提供触发器功能，在触发器中对设备及传感器设定触发条件，满足条件时发出警告。触发器如图3.3.1所示。图3.3.2触发器图Tlink链接协议如图3.3.3所示。图3.3.3链接协议图STM32通过ESP8266与Tlink平台进行通信，实现被连接远程服务器的流程为：设置手机热点，电脑连接热点保证可以正常上网。设置ESP8266连接手机热点，查看Tlink平台设备的序列号，通过网络调试助手TCP协议连接Tlink平台，查看收发指令。将超声波数据发送到Tlink平台。Tlink物联网平台上进行设备链接协议（TCP协议）设置，按照设定的协议收发数据，而传感器的数值将呈现为百分比，数据通过计算出的超声波测距数值与设置数据（垃圾桶高度）进行相减得到。计算公式：(2)连接过程：通过手机开启热点，电脑连接手机热点，通过网络调试助手TCPClient协议连接远程主机地址(Tlink的ip地址为：32端口8647)发送设备的序列号与设备进行连接。操作如图3.3.4所示。图3.3.4操作图4系统调试4.1软件测试任何运行的系统都会存在缺陷，而进行软件测试能够高效发现软件中存在的缺陷和不足，及时修复bug，并且可以测试程序的各种功能是否满足需求。此次所采用的集成开发环境是keil5，采用模块化编写程序，在写的过程中多次进行编译运行，以便于及时的发现问题并进行修改。Keil5调试如图4.1所示。图4.1keil5调试图4.2硬件测试模块之间的连接。检查电路设计图无误后，开始按照电路设计图，选用面包板和杜邦线进行模块与主控板之间的连接。硬件连接如图4.2.1所示。图4.2.1硬件连接图通电观察。需要连接电源和ST-LINK下载器（采用16路舵机和ST供电），观察通电后的情况，上电测试发现，由于使用的是面包板以及负载的模块较多，会出现电流不稳定或并联分流舵机供电不足的问题，后续将考虑打板。可能会出现供电不足导致喇叭不能正常运行的情况，建议更换一个功率小的喇叭。上电测试如图4.2.2所示。图4.2.2上电测试图功能测试。对硬件功能进行测试，测试按键按下是否有相应反应，手动在超声波面前进行遮挡的时候，Tlink平台的数据是否发生变化，由于语音的识别库是手动输入，所以当说出没有考虑到的物品时程序没有做出反应，可以在天问black项目里进行添加，接通电源后，独自测试普通话是否能识别关键字，在安静环境下测试的准确率高达98%。在测试中，发现Tlink设备显示连接但是并无传感器数据的显示，这时候连接ch340（黑线接负级，白线TXD接在WIFI的旁边），使用sscom5串口调试助手，波特率默认115200，出现乱码则需调到9600，在查看信息中发送手机热点给出的回复显示ESP8266并没有连接到手机热点。考证发现手机频段过高，默认设置的是5GHz，而ESP8266只支持2.4GHz频段，所以无法搜索到5GHz的热点。解决方法是将手机热点的频段改为2.4GHz（如使用苹果xp版本以上，需要开启最大兼容性）。sscom5调试如图4.2.3所示。图4.2.3sscom5调试图5结论与展望5.1研究结论本次课题研究，在实现最基本的通过按键控制舵机转动来实现垃圾桶打开及闭合的基础上，通过超声波模块进行测距来实现了对垃圾桶垃圾量程度的检测，并增加了语音播报功能，以及通过WIFI传输数据远程查看垃圾桶垃圾量数据。在尽可能降低成本下保证产品的质量，开发出更符合社会所需，更好的推动城市垃圾管理的建设。且在此次研究设计中，查阅大量相关单片机、超声波测距模块、语音模块、舵机、垃圾分类相关资料，对不同型号的价格、性能加以对比，才得以确定将STM32F103C8T6单片机作为核心板，进行开发。在开发过程中，结合实际应用，打造智能化生活体验，超越传统垃圾桶，让大众生活中随地可见的垃圾桶变得更加人性化。但研究仍有不足，比如：语音识别现在还没有做到对方言的识别，这导致了对于一些群体（如不会说普通话的老人）不够智能化。语音识别词库是一人添加，会导致忽略了很多信息，预计在应用初期根据用户的反馈意见进行词库信息的更新。在实际的应用场景，还有我没有注意的地方，这需要在不同的应用场景中一一去完善。而对于方言识别问题，我认为对于进一步推进智能化垃圾分类收集，这是一个局限，突破这一技术也是接下来课题研究的重要方向。后期会进一步改进语音识别功能以提高智能垃圾桶的普适性和用户体验，增强系统的稳定性和可靠性。5.2未来展望随着政策的推出，在中国市场，基于STM32单片机的智能垃圾桶有着广大的应用前景。在基础功能背景下，可以根据不同区域的不同需求，定制满足不同的应用场景。当前，我国城市化进程速度，伴随城市化的加快随之而来的垃圾数量也在直线上升，如何充分且合理的运用科技手段来对垃圾分类收集，在智能垃圾桶领域，将成为重要发展方向。随着国家对环境保护的不断加强，自动感应垃圾桶技术的发展越来越快，市场需求也会越来越多。预计到2025年，中国市场规模达到51亿元，同比增长179.2%。在商业建筑、公共场所等高人流密集区域之外，智能分类垃圾桶的应用场景正在不断扩大。例如，一些小区、学校等具有固定人群的场所也开始逐渐采用智能分类垃圾桶。未来，智能分类垃圾桶有望涉及到更多的场景，例如家庭等。综上所述，智能垃圾桶的设计，具有广阔的市场和实际应用价值，针对国家推进垃圾分类收集、保护环境有着积极影响。参考文献[1]什么是垃圾分类？[J].走向世界,2019,(32):41.[2]杨鹏.智能声控小车[J].少年电脑世界,2023,(09):32-35.[3]徐乾龙,王凌霄,赵志阳,姜懿轩.高精度智能垃圾分类回收系统[J].物联网技术,2023,13(11):72-73+77.[4]侯文晶,武文淼,孙玉婷,刘庆,李玫丹.智能化垃圾分类发展现状及趋势分析[J].物联网技术,2023,13(12):100-101+106.[5]卢睿洁,周泊龙,韩军良.单片机智能环保垃圾桶设计[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2020,(10):184-185.[6]张郁媛.城市生活垃圾分类收集智能化应用进展及对策研究[J].智能建筑与智慧城市,2023,(09):19-22.[7]郑冰倩,颜翠翠,刘云斐,周俊龙,田雨.智能语音垃圾分类器设计[J].电子制作,2023,31(18):55-58.[8]焦嘉伟,刘华,常若葵.宠物喂养远程控制系统设计[J].电子制作,2023,31(21):89-92.[9]李鑫,任琪轩,朱宇.基于STM32单片机的智能化垃圾桶设计与实现[J].工业控制计算机,2023,36(06):147-148.[10]Boakye-YiadomAdwoaAgyeiwaa.ResearchofAutomaticSpeechRecognitionoftheAsante-TwiDialectforTranslation[D].导师：MingweiQin.西南科技大学,2020.[11]HuhJ-H,ChoiJ-H,SeoK.SmartTrashBinModelDesignandFutureforSmartCity.AppliedSciences.2021;11(11):4810./10.3390/app11114810[12]ZiouziosD,DasygenisM.EffectivenessoftheIoTinRegionalEnergyTransition:TheSmartBinCaseStudy.Recycling.2023;8(1):28./10.3390/recycling8010028附录WIFI通信的核心代码：//实现TCP、UDP通信相关函数u8TXBuffer[TXBUFFER_LEN]={0};//网络通信数据发送缓冲u8RXBuffer[RXBUFFER_LEN]={0};//网络通信数据接收缓冲/***功能：初始化ESP8266*参数：None*返回值：非0连接成功,0失败*/u8initESP8266(void){ sendString(USART1,"+++");//退出透传delay_ms(500); sendString(USART1,"AT+RST\r\n");//重启ESP8266 delay_ms(500); sendString(USART1,"AT+UART=9600,8,1,0,0\r\n"); uart_init(9600);memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);//清空接收缓冲sendString(USART1,"ATE0\r\n");//关闭回显if(findStr(RXBuffer,"OK",200)!=0)//设置不成功{return0;}return1;//设置成功}/***功能：检查ESP8266是否正常*参数：None*返回值：ESP8266返回状态*非0ESP8266正常*0ESP8266有问题*/u8checkESP8266(void){memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);//清空接收缓冲sendString(USART1,"AT\r\n");//发送AT握手指令 if(findStr(RXBuffer,"OK",200)!=0){return1;}else//ESP8266不正常{return0;}}/***功能：连接热点*参数：*ssid:热点名*pwd:热点密码*返回值：*非0连接成功,0失败*说明：*通常连接失败的原因：*1.WIFI名和密码不正确*2.连接路由器设备过多,不能给ESP8266分配IP*/u8connectAP(u8*ssid,u8*pwd){ memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN); sendString(USART1,"AT+CWMODE?\r\n");//查询此时WIFI工作模式if(findStr(RXBuffer,"CWMODE:1",200)==0)//如果此时不是MODE1模式,即不是STATION模式{memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);sendString(USART1,"AT+CWMODE=1\r\n");//设置为STATION模式}memset(TXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);//清空发送缓冲memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);//清空接收缓冲 delay_ms(5000); sendString(USART1,"AT+CWJAP=\"fish\",\"20160901\"\r\n");if(findStr(RXBuffer,"OK",800)!=0)//连接成功且分配到IP{ return1; }}/***功能：使用协议(TCP协议)连接到服务器*参数：*mode:协议类型"TCP","UDP"*ip:目标服务器IP*port:目标是服务器端口号*返回值：*非0连接成功,0失败*说明：*通常连接失败的原因：*1.远程服务器IP和端口号有误*2.未连接AP*3.服务器端禁止添加(一般不会发生)*/u8connectServer(u8*mode,u8*ip,u16port){memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);memset(TXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);sendString(USART1,"AT+CIPSTA=\"\"\r\n");sendString(USART1,"+++");//多次连接需退出透传delay_ms(500);/*格式化待发送AT指令*/ sendString(USART1,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"32\",8647\r\n"); delay_ms(500);memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);sendString(USART1,"AT+CIPMODE=1\r\n");//设置为透传模式delay_ms(500);memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);sendString(USART1,"AT+CIPSEND\r\n");//开始处于透传发送状态}/***功能：主动和服务器断开连接0失败非0成功*参数：None*/u8disconnectServer(void){sendString(USART1,"+++");//退出透传delay_ms(500);memset(RXBuffer,0,RXBUFFER_LEN);sendString(USART1,"AT+CIPCLOSE\r\n");//关闭链接if(findStr(RXBuffer,"CLOSED",200)!=0)//成功和服务器断开{