基于GSM技术的公共垃圾箱自动预报清理系统

　　摘要：设计公共垃圾箱自动预报清理系统，可以解决分散公共垃圾箱的集中管理。采用具有GSM短信功能的TC35i模块，以STC12C5A60S2芯片为主控单元，通过TC35i模块将公共垃圾箱的重量、容量和异味信息传送到手机客户端，实现对公共垃圾箱的自动预报清理和实时查询，达到公共垃圾箱按需定点清理的目的，避免清洁人员现场巡查和降低清洁人员工作量。

　　关键词：GSM；公共垃圾箱；自动预报清理；按需定点

　　引言

　　目前公共垃圾箱的清理和管理主要靠保洁人员的现场巡查，经济学论文这就加大保洁人员的工作量同时降低工作效率，也不利于对城市环境的集中管理。市场上相继出现距离感应垃圾桶、自动分类垃圾桶、自动压缩处理垃圾桶等智能垃圾桶[1，2]，但它主要用于室内，未能用到人员相对集中的室外，如小区、学校、火车站、广场等公共场所。同时该类产品缺乏对箱内异味检测，忽略了环境检测这一环节。

　　设计一种基于GSM短信功能的公共垃圾箱自动预报清理系统，对公共垃圾箱箱内现存量、箱内异味进行检测，提高公共垃圾箱的集中管理同时改善公共垃圾箱周围环境。

　　1 系统框架及工作原理

　　该系统由公共垃圾箱监测节点、安卓客户端和公共环境监控中心，如图1所示。公共垃圾箱监测节点检测公共垃圾箱箱内现存量、箱内异味信息，并通过GSM短信把检测信息发送至安卓终端设备[3，4]。

　　图1 系统总体框图

　　图2所示，公共垃圾箱监测节点包括垃圾箱状态检测用传感器和各传感器的信号调理电路、微处理器和无线通信模块，其中微处理器采用STC12C5A60S2单片机，GSM短信功能采用TC35i无线通信模块。

　　图2 公共垃圾箱监测节点组成框图

　　各传感器模块采集垃圾箱的周围异味、垃圾重量和箱内容量后转换成电压信号，经过调理电路和A/D转换电路后传给STC12C5A60S2单片机。根据采集信息判断是否需要清理，若需要启动无线通信模块TC35i，将信息发送给终端设备，提示尽快清理。同时系统具备管理员模式，由安卓客户端发送查询指令到TC35i无线通信模块，实现实时查询和参数设置。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 主控芯片STC12C5A60S2

　　主控芯片STC12C5A60S2是STC生产的高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍[5]。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换。工作电压在5.5-3.5V之间，具有双串口，外部时钟源11～17MHz 最小系统图，如图3所示。系统复位采用阻容复位电路，电容为10uf，电阻为10k？赘，设置复位开关对系统进行手动复位。通信端口P3.0（RxD）和P3.1（TxD）分别与TC35i无线通信模块的TxD和RxD连接。

　　图3 系统总体框图

　　2.2 TC35i无线通信模块

　　TC35i无线通信模块采用西门子公司的双频900/1800MHZ高度集成GSM短信模块[6]，支持数据、语音、短信息和传真，直流电压：3.3～4.8V；电流消耗：1.0mA（睡眠）10.0mA（闲置）、300mA（通话），最大2.0A。SIM电压为3V/1.8V，TC35i的数据接口通过AT命令可双向传送指令和数据，支持TEXT格式和PDU格式的短息。TC35i无线通信模块与STC12C5A60S2单片机进行双向通信，接收单片机发送指令后执行并返回执行状态。

　　2.3 重量检测模块

　　重量检测模块采用YZC-1B台秤称重传感器[7]，满量程为30kg，输出电压的最大量程与激励电压有关，其满量程输出电压等于激励电压和灵敏度相乘。激励电压选为5V，满量程输出电压为10mv，而STC12C5A60主控芯片的电压分辨率为5mv，无法正常读取称重传感器的输出信号，因此采用LM358进行放大，如图4所示。

　　其输出电压与重量的对应关系，如图5所示。

　　图5 输出电压与重量对应关系

　　由图5可知，重量和输出电压基本成比例关系，运算方便，满足设计要求。

　　2.4 异味检测模块

　　异味检测模块采用TGS2600-SOP气体传感器[8]，其敏感元件由一个以金属铝做衬底的金属氧化物敏感芯片和一个完整的加热器组成。在检测气体时，传感器的传导率依赖于周围环境气体浓度的变化，其应用电路如图6所示。TOUT为传感器输出，与主控单元的A/D转换口连接，主控单元根据转换后的数据判断周围气体的质量。

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