一种智能垃圾桶及其控制方法与流程

本发明涉及智能设备技术领域，尤其是一种智能垃圾桶及其控制方法。

背景技术：

目前，家用垃圾桶正慢慢朝着智能化的方向发展，逐步发展为能够自动打开桶盖的垃圾桶、能够自动移动到某处的垃圾桶、能够自动打包垃圾的垃圾桶，等等。

另外，每个家庭在日常生活中所产生的厨余生物废弃物的数量巨大，如果将其直接丢弃，则会带来严重的污染，浪费国家进行污染治理的经费资源。而如果由家庭自发将厨余垃圾存储起来以便日后回收，则厨余垃圾会在放置了几个小时后就污染室内环境(例如发臭、滋生细菌等)。

现有的智能垃圾桶无法在帮助家庭存储较长时间厨余垃圾的情况下，还保证不会污染室内环境。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种智能垃圾桶及其控制方法，能够延长垃圾桶的垃圾存储时间，并保障室内环境。

本发明的第一方面提供了一种智能垃圾桶，包括箱体，所述箱体包括压缩机组件仓，所述压缩机组件仓用于存放压缩机组件；

所述智能垃圾桶还包括容纳腔，所述箱体还包括腔体上框，所述容纳腔通过所述腔体上框与所述箱体连接，所述容纳腔用于装载垃圾；

所述箱体设有发泡腔，所述发泡腔将所述容纳腔包围；

所述箱体内设有控制芯片和无线通讯模块；

所述控制芯片用于对所述压缩机组件进行控制，以控制所述容纳腔内的环境温度；

所述无线通讯模块用于实现所述智能垃圾桶与远程终端的数据通信。

在一些实施例中，所述腔体上框上设有垃圾袋固定装置，所述垃圾袋固定装置包括固定架和固定凹槽，所述固定架配合所述固定凹槽将垃圾袋固定于腔体上框四周。

在一些实施例中，所述腔体上框设有密封不规则部和上盖密封圈，所述上盖密封圈中固定有软性密封圈，所述密封不规则部和所述上盖密封圈配合设置，以防止箱体内的冷量外漏。

在一些实施例中，所述箱体上设有把手。

在一些实施例中，所述腔体上框的开盖板设有一个或多个第一磁铁装置；所述第一磁体装置的位置对应的箱体上设有第二磁体装置；所述第一磁体装置和第二磁体装置配合设置。

在一些实施例中，所述腔体上框的开盖板与箱体背面之间设有防挡条，所述防挡条用于防止开盖板翻叠至箱体背面。

在一些实施例中，所述开盖板包括上盖把手、上盖外壳、上盖内壳以及上盖密封圈；

所述上盖外壳与所述上盖内壳固定连接；

所述上盖把手旁设有至少一个磁铁装置。

在一些实施例中，所述上盖外壳与所述上盖内壳之间的内部区域内部设有上盖发泡层。

在一些实施例中，所述箱体内还设有感应装置，所述感应装置包括堆料感应装置和温度感应装置；所述堆料感应装置用于获取箱体内的垃圾存放量；所述温度感应装置用于获取箱体内的实时温度信号。

在一些实施例中，所述堆料感应装置包括光电传感器，所述光电传感器包括设置于所述容纳腔一侧的发射端和设置于所述容纳腔的另一侧的接收端，所述接收端在所述发射端至所述接收端的路径上没有遮挡时能够接收来自所述发射端的信号；所述接收端包括第一接收端和第二接收端，所述第一接收端位于所述容纳腔的第一预设位置，所述第二接收端位于所述容纳腔的第二预设位置。

在一些实施例中，所述堆料感应装置包括位于所述箱体顶部的红外线发射器和红外线接收器。

本发明的第二方面提供了一种智能垃圾桶的控制方法，包括：

通过感应装置获取智能垃圾桶箱体内的温度信号；

根据所述温度信号，通过控制芯片对智能垃圾桶箱体内的压缩机组件进行温度控制；

通过无线通讯模块将控制芯片的数据发送至远程终端；

通过无线通讯模块将所述远程终端的控制信息发送至控制芯片，实现对所述控制芯片的远程控制。

在一些实施例中，所述通过无线通讯模块将控制芯片的数据发送至远程终端，包括：

通过无线通讯模块将控制芯片的数据发送至云服务器，以使得所述云服务器将所述数据发送至所述终端；

所述通过无线通讯模块将所述远程终端的控制信息发送至控制芯片，包括：

通过无线通讯模块将所述远程终端的控制信息发送至所述云服务器，以使得所述云服务器将所述数据发送至控制芯片。

本发明的实施例在智能垃圾桶箱体内设有压缩机组件、控制芯片和无线通讯模块，能够通过控制芯片对压缩机组件进行工作控制，使得箱体内的温度保持在适宜存放垃圾的温度，能够有效延长垃圾的存储时间；另外，本发明在箱体外设有发泡腔，能够对箱体进行保温，提高智能垃圾桶的保温效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的智能垃圾桶的上盖开启时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的智能垃圾桶的垃圾袋固定装置打开时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的智能垃圾桶的整体剖视图；

图4为本发明实施例提供的上盖的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的腔体上框组件的放大结构图；

图6为本发明实施例提供的控制芯片的电路原理图；

图7为本发明实施例提供的温度感应装置的电路原理图；

图8为本发明实施例提供的制冷压缩机的电路原理图；

图9为本发明实施例提供的蜂鸣器的电路原理图；

图10为本发明实施例提供的发光装置的电路原理图；

图11为本发明实施例提供的堆料感应装置的电路原理图；

图12为本发明实施例提供的门盖磁感开关的电路原理图；

图13为本发明实施例提供的系统电源的电路原理图；

图14为本发明实施例提供的无线通讯模块的电路原理图；

图15为本发明实施例提供的整体结构框图；

图16为本发明实施例提供的红外线测距方案下的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种智能垃圾桶，图1是智能垃圾桶的上盖开启时的结构示意图，图2是智能垃圾桶的垃圾袋固定装置打开时的结构图。参照图1和图2，该智能垃圾桶包括箱体7、压缩机组件、铰链2、上盖1、容纳腔4、感应装置3以及垃圾袋固定装置。另外，箱体7的侧面设有提手装置5，方便移动该智能垃圾桶。

其中，感应装置3可以包括厨余垃圾感应装置和温度感应装置，可以在箱体内分别设置接收区和发射区，堆料感应装置用于感应箱体内的垃圾是否已经装满，温度感应装置用于感应箱体内的实时温度。

如图2所示，垃圾袋固定装置包括固定架6和固定凹槽601，所述固定架6配合所述固定凹槽601将垃圾袋固定于腔体上框四周。固定架6和固定凹槽601可以均设置为2个。

图3是智能垃圾桶的整体剖视图，如图3所示，箱体7包括、容纳腔4、压缩机组件仓8以及发泡腔9。其中，发泡腔9将容纳腔4包围，发泡腔9用于对容纳腔4进行保温。压缩机组件仓8是装置固定制冷压缩件组件、电源、电路控制组件、散热部件的位置，底部还有底部连接板。容纳腔4的开口大于底部，开口到底部之间呈一定的倾斜角度，这样的设置便于垃圾的取出。

图4是智能垃圾桶的上盖1的结构示意图，如图4所示，上盖1中还设有方便开关闭合箱体的上盖把手101，上盖周围设有上盖密封圈102；另外，图4中的上盖铰链装置区201是用来装置铰链的位置。

图5是图3中a部分的放大结构图，如图5所示，箱体7还包括腔体上框10。上盖1还包括上盖外壳103、上盖内壳104、上盖密封圈102。其中，本实施例在上盖外壳103和上盖内壳104之间的内部区域进行发泡保温处理形成上盖发泡层105。本实施例在所述腔体上框10上设有箱体的密封不规则部701。不规则部701具有不平滑的表面，比如为锯齿状、波浪状、曲线状、凸点状，或者任何其它的能够增加摩擦力的表面。上盖内壳104在靠近边缘位置具有一内凹结构，该内凹结构和腔体上框10上的不规则部701组成一空间，该空间用于容纳上盖密封圈102。由于内凹结构和不平滑表面的配合，使得密封圈在受到挤压的同时发生形变，提升密封效果。

如图5所示，本实施例的垃圾固定装置的固定架6设于腔体上框10上，在使用过程中，将固定架6于容纳腔4中间提起移动，如图2所示，垃圾袋放于容纳腔并翻口套住固定凹槽601，然后将垃圾袋固定装置的固定架6压回腔体上框10，垃圾袋可固定于容纳腔4的固定凹槽601上，如图2、图4和图5所示，此时，箱体的密封不规则部701与上盖密封圈102配合能够防止腔体内的冷量外漏，上盖密封圈102中固定有软性密封圈，同时也能起到防止气味外漏的作用。

另外，图6为本发明的控制芯片的电路原理图，如图6所示，本实施例的控制芯片u1采用合泰公司8位高性能精简指令集的flash单片机ht66f0195单片机芯片。

图7为本发明的温度感应装置的电路原理图，如图7所示，本实施例的温度感应装置采用负温度系数热敏电阻ntc。电源、ntc、电阻r4组成串联电路，串联电阻的另一端接地。ntc和电阻r4之间的连接节点，经电阻r3后输出作为温度检测信号。电源和ntc之间的连接节点为nr1。ntc两端并联电容c4，电阻r4两端并联电容c3，以提高检测的稳定性。当然也可以采用正温度系数热敏电阻ptc。串联电路中的ptc或者ntc，与电阻、电源的串联位置也可灵活选择，本实施例中不做限制。

图8为本发明实施例提供的制冷压缩机的电路原理图，如图8所示，q2为三极管，比如可以选取在dc5v导通的三极管。实现开关控制dc12v工作的电磁继电器ra1。ra1为控制压缩机的继电器，其在dc12v供电时吸合，控制压缩机火线接通，压缩机开始工作。

图9为本发明实施例提供的蜂鸣器的电路原理图，如图9所示，b1为dc5v工作的蜂鸣器，当控制芯片u1发出控制信号，比如dc5v信号，给三极管q1，q1导通，b1的dc5v电路接通，b1发出蜂鸣声。

图10为本发明实施例提供的发光装置的电路原理图，如图10所示，发光二极管d2、d3为工作在5v的发光二极管，当产品接电，变压器t1和ic2工作后提供dc5v电压给电子电路，d2即导通发光，告知消费者本垃圾桶已经通电。当控制芯片u1通知压缩机工作时，同时控制芯片u1发出dc5v给发光二极管d3，发光二极管d3发光告知消费者产品开始制冷。

图11为本发明实施例提供的堆料感应装置的电路原理图，如图11所示，rd1为发光二极管，当u1发出指令时rd1接通发光，如果箱体内没有足够多垃圾遮挡，光线会被设置在箱体另一边的光敏二极管pd1，pd2所接收，pd1，pd2产生信号传送给控制芯片u1。

图12为本发明实施例提供的门盖磁感开关的电路原理图，如图12所示，s1为门磁感应开关设置在箱体上，sw-spst为永磁体设置在上盖相对s1位置上，当箱体关闭时，永磁体吸合s1，s1电路导通，电阻r15的doorsw电压为0，通知控制芯片u1，上盖已关闭。

图13为本发明实施例提供的系统电源的电路原理图，如图13所示，本实施例通过变压器使电压从ac220v降压到ac12v。ic1为桥式整流管db107s，为变压器供电的ac12v的电压经ic1整流成dc12v电压后，经ic2降压稳压为dc5v为电子线路供电，ic2为三端稳压集成芯片325ma。本实施例的系统电源系统电源为ac220v通过变压器降压和二极管桥式整流器后提供dc12v给控制压缩机的继电器供电，dc12v再通过三端稳压集成芯片325ma,降压到dc5v，给控制芯片和其它电子部件供电。由控制芯片控制各个部件工作，该芯片工作电压为dc5v，控制芯片控制制冷压缩机、箱温检测控探头、操作声光系统、门盖磁感开关、堆料检测系统、wifi通讯模块。

本实施例的无线通讯模块可采用如图14所示的wifi通讯模块来实现。

下面结合图15所示的整体结构框图，根据各个模块之间的数据流程来详细描述本发明中各个部件的工作原理：

a、压缩机工作。本实施例的制冷压缩机m在220v电压工作，通过dc12v继电器控制压缩机进行制冷，其制冷温度通过芯片控制在+5度到-5度之间，通过实验这个温度能控制厨余垃圾刚好冷住，提取垃圾也方便提取，同时不会发臭；所述箱温检测探头位于箱体发泡层里，探头ntc紧贴冷冻室，所述箱温检测探头ntc检测箱体内冷冻室的温度，传输给控制芯片，当温度高于5度时，控制芯片从comra口发出dc5v信号，此dc5v信号通过三极管控制dc12v供电的电磁继电器吸合，ac220v的压缩机供电接通，制冷压缩机开始工作制冷，当温度低于-5度时，控制芯片通知压缩机暂停工作；

b、led灯。本实施例提供了操作声光系统，具体包括led灯和峰鸣器，所述led灯有d2，d3两个，当低压电路正常通电时，led灯d2会亮；当压缩机运转时，led灯d3亮。

c、蜂鸣器。当控制芯片检测到该箱体制冷室上的上盖没关严时，峰鸣器会发出响声音报警。本实施例可以在上盖上设有磁感开关磁体，磁感开关可以成对分布在上盖和箱体上，同时磁感对上盖和箱体也起到更好的密封作用，所述磁感开关在上盖上设有一个磁体，在箱体上设有一个磁体和感应开关s1。当门体磁感应10s以上没感应到开关，控制芯片就会发出dc5v信号给控制蜂鸣器的三极管，三极管导通，蜂鸣器发出声音，提醒用户箱体门没关好，同时控制芯片会发出信号给wifi模块，wifi模块通知手机app端接收到门开关信息。具体的没感应的延时时间可灵活设置。具体的，磁体可以分布在上盖1的把手101的附件，箱体上的磁体设置在对应的位置。箱体上的磁体可以设置在腔体上框10的对应位置上。

d、堆料检测。

如图11、15所示，本实施例的堆料检测可采用固定位置检测和红外线测距的两种方案，具体为：

1)、固定位置检测。所述堆料检测系统包括发射端光电二极管rd1和接收端，接收端设有二个传感器光电感应二极管pd1和pd2，当控制芯片u1发出检测信号，光电二极管rd1导通发光，箱内厨余垃圾位置满到第一预设位置时，比如4分之3高度时，垃圾挡住第一接收传感器pd2，此时，第一接收传感器pd2接收不到信号反馈给控制芯片u1处理，控制芯片u1通过通信模块t1，通过wifi连接因特网发送信息到云服务端，再由云服务端把信息发送到pc应用程序或者移动app中，服务者和使用者都收到相关信息，提示服务者和/或使用者要安排回收工作人员进行厨余垃圾回收；当发射端rd1发出信号，箱内厨余垃圾位置满到垃圾阻挡第二接收传感器pd1，意味着垃圾已经装满，pd1接收不到信号反馈给控制芯片处理，控制芯片通过通信模块发送信息到云服务端，再由云服务端把信息发送到pc应用程序或者移动app中，服务者和使用者都收到相关信息，提示服务者和使用者必须一定要安排回收工作人员进行厨余垃圾回收；箱体内厨余垃圾已经装不了。预设位置至少为一个，可以根据需要设定具体的预设位置的个数、高度。图11中的预设位置为2个，这样既能够预先提示和/或通知回收，又可以在已经装满的状况下通知进行紧急处理。

2)、红外线测距：如图16所示，图16中，u1代表主控芯片，主控芯片u1的7针脚连接至操作声光系统，主控芯片u1的9针脚连接至门盖磁感开关，主控芯片u1的13针脚连接至堆料检测系统，主控芯片u1的15针脚和16针脚连接至wifi通讯模块，主控芯片u1的17针脚连接至箱温检测探头，主控芯片u1的19针脚连接至制冷压缩机。

具体地，主控芯片u1的14针脚pb5通过电阻r102和r103一直连接高电平dc5v，当主控芯片u1在检测垃圾桶门关闭一预定时间后，此时记录开始时间t1。比如在关闭5秒钟后，此时记录开始时间t1。经过一预定时间后，桶内检测用光线不会受到干扰，有利于提高检测的准确性。芯片u1的13针脚pb6发出高电平信号经电阻r101后驱动光电二极管d101发射rf红外激光，当rf红外激光遇到箱体里的垃圾后即反射回来被光电三极管q101接收，q101导通后，电阻r102接地线，主控芯片u1的14针脚pb5接收到低电平信号，此时记录接收时间t2。主控芯片u2，通过计算出红外线发射接收时间差t＝t2-t1，进而计算出距离s＝vt，知晓垃圾填充后的剩余高度s，计算出垃圾填量，其中v为红外线的传输速度。通过无线通讯模块把垃圾量发送给云端服务器。也可以在将记录开始时间t1替换为从此时刻开始计时，记录接收时间t2替换为结束计时，从而利用计时时长来代替上述时间查t，来完成上述计算。采用红外检测的方式，可以实时地检测到桶内垃圾存储状况，达到实时监控的目的。

在红外线测距这种方案中，本实施例从箱体顶部安装了一个红外线发射器，当箱体门关上后，红外线经过箱内胆中的填充物反射到光电3极管，系统根据反射回来的信号转换为电压、电流信号，进而读取到内胆中填充物。采用红外线测距，安装简单，便于生产。

综上所述，本发明通过在家庭中投放带智能制冷系统的垃圾箱，垃圾箱内放可降解垃圾袋装厨余垃圾，平时箱体内制冷保持在+5—5度之间，让垃圾处于刚结冰状态，也解决低温使空气结冰问题，这样便于取放回收同时也不会发臭；箱体内设有控制芯片，控制压缩制冷温度，箱体内温度通过温度探头检测温度情况；箱体内设有三个检测探头，其中1个接收用，2个发射用，首先厨余垃圾堆放当差不多满时第一个探头发出提示信号，当堆放满时第2个探头发出提示信号，堆放满时回收人员必需进行厨余垃圾的回收工作。

箱体内的芯片通过无线信号(蓝牙或红外线或wifi)发射到通信模块，云服务器进行信息储存和发送到开发者或者使用者上进行信息传送。

应用上述智能垃圾桶，本发明实施例还提供了智能垃圾桶的控制方法，包括：

通过感应装置获取智能垃圾桶箱体内的温度信号；

根据所述温度信号，通过控制芯片对智能垃圾桶箱体内的压缩机组件进行温度控制；

通过无线通讯模块将控制芯片的数据发送至远程终端；

通过无线通讯模块将所述远程终端的控制信息发送至控制芯片，实现对所述控制芯片的远程控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。