一种太阳能智能语音识别垃圾分类系统的制作方法

本发明涉及垃圾分类技术领域，具体是一种太阳能智能语音识别垃圾分类系统。

背景技术：

在现代社会生活中，我们是垃圾的制造者，同样的我们每一个人也是垃圾的受害者，如果没有对垃圾做出正确的处理，它的污染能力远远超出我们的想象。垃圾的污染已经成为在中国最严重的社会问题。如何正确地对垃圾作出分类处理，避免人与垃圾的直接接触，防止垃圾上所附着的细菌对人造成危害，一直是难以解决的环境问题。

伴随着人们走过了一个又一个时代的“垃圾箱”，作为一种隔离人类与垃圾的容器，已经成为人们生活中一种无法代替的物品，而且被广泛地运用在当今的酒店用品和家居用品市场。从最早的“坑洞式”，到现在变成一个独立的个体，垃圾箱的构造随着人类社会的进步也在发生着变化。但是就目前来看，我们生活中的垃圾箱，并没有彻底将人与垃圾隔离开来。人们在投放垃圾的过程中，甚至还可能与垃圾有“亲密接触”。尤其是像在医院这样的病菌多的公共场所，普通的手动翻盖式垃圾箱或是半开放式垃圾箱，已经不能起到隔离病菌保护人类的作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能智能语音识别垃圾分类系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能智能语音识别垃圾分类系统，包括单片机、电源电路、复位电路、晶振电路、语音识别模块、舵机驱动模块、语音提示模块和状态指示模块，所述单片机分别连接电源电路、复位电路、晶振电路、语音识别模块、舵机驱动模块、语音提示模块和状态指示模块，语音识别模块还连接语音命令模块。

作为本发明的进一步技术方案：所述语音命令模块型号为ld3320。

作为本发明的进一步技术方案：所述电源电路输出5v和3.3v电压。

作为本发明的进一步技术方案：所述舵机驱动模块型号为sg90。

作为本发明的进一步技术方案：所述语音模块型号为wt588d。

作为本发明的进一步技术方案：所述红外传感器模块型号为tcrt5000。

作为本发明的进一步技术方案：所述单片机采用stc89c52rc单片机。

作为本发明的进一步技术方案：所述电源电路的电能来自太阳能模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有结构简单、性能稳定、操作方便、低成本、智能化等优点，为进一步隔离人与垃圾，防止人感染细菌找到了一个可行的解决方法。

附图说明

图1是系统硬件电路整体方框图；

图2是stc89c52rc管脚图；

图3是复位电路图。

图4为语音识别模块原理图。

图5是步进电机驱动电路原理图。

图6是指示电路原理图。

图7是稳压电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，实施例1：一种太阳能智能语音识别垃圾分类系统，包括单片机、电源电路、复位电路、晶振电路、语音识别模块、舵机驱动模块、语音提示模块和状态指示模块，所述单片机分别连接电源电路、复位电路、晶振电路、语音识别模块、舵机驱动模块、语音提示模块和状态指示模块，语音识别模块还连接语音命令模块。

语音命令模块型号为ld3320，使用时只需连接5v电源，然后模块的串口通讯端口与单片的串口相连接就可以工作了。电源电路为系统中的各种芯片模块供电的模块:分别可输出5v和3.3v电压给驱动电机、主控制器提供电源信号。舵机驱动模块型号为sg90，用单片机p24-p27口输出pwm信号来控制舵机的旋转角度，从而带动垃圾箱盖的开关。语音模块型号为wt588d，其i/o端口较多，并且带控制功能和外置flash存储器，所以能做flash单片机，另外还能当作普通的语音芯片作为从片发声。红外传感器模块型号为tcrt5000，进行ad采样，传送到cpu进行采集、处理，从而判断出是否有用户需要投放垃圾。

单片机采用stc89c52rc单片机管脚图如图2所示，其功能特性概述：4k字节flash闪速存储器，128字节内部ram，32个可编程i/o口线，2个16位定时器/计数器，1个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器以及时钟电路。中央处理器cpu会在空闲模式的状态下停止工作，但是在此种状态下又同时允许随机存储器ram、串行通信口、定时/计数器和中断系统继续工作。在掉电模式下会保存随机存储器ram里面的内容，但是振荡器停止工作，而且同时禁止其他的所有部件工作，直至下一个硬件复位。

为了不影响系统运行后的正常工作，在单片机开始启动时，都需要重新复位，使得cpu以及系统各部分处于初始状态，并且从初态开始工作。常见的复位方式有2种：手动复位和上电复位。由于本次设计的系统是位于垃圾箱内部，考虑到实际使用过程中，在垃圾箱外安装手动复位按钮容易被来往人流按到造成不便，所以使用了上电复位的方式。复位电路图如图3所示，上电复位的电路便是在单片机的复位输入引脚rst上接一个电容到电源vcc端，而后下接一个电阻到地，这样组成的。上电复位电路的工作原理：复位电路通过电容加给rst端一个短暂信号，由于上电的瞬间电容充电电流最大，所以电容就相当于短路，即rst断获得一高电平信号。这个高电平信号是跟着vcc对电容的充电过程而逐渐回落，所以rst端的高电平持续时间的长短取决于电容的充电时间。电容两端的电压一旦达到与电源vcc相同的电压值时，给电容充电的电流就会减少至零，即停止给电容充电，电容就相当于开路，rst端就为低电平，程序就能够正常运行。

如图4式所示为语音识别模块，ld3320芯片上集成了高精度的a/d和d/a接口，不再需要外接辅助的flash和ram，即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以动态编辑的。基于ld3320，可以在任何的电子产品中，甚至包括最简单的51作为主控芯片的系统中，轻松实现语音识别/声控/人机对话功能。语音识别模块使用时只需连接5v电源，然后模块的串口通讯端口与单片的串口相连接就可以工作了。

本项目要控制4台舵机的转动。舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的ic驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流经线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。依据物理学原理，物体的转动惯量与质量成正比，因此要转动质量愈大的物体，所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小，于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体，形成一个重量极轻的无极中空转子，并将磁铁置於圆柱体内，这就是空心杯马达。

本设计用单片机p24-p27口输出pwm信号来控制舵机的旋转角度。舵机驱动电路如图3-4所示。其工作原理是：pwm控制信号由单片机发送到舵机的信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为0.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动，达到带动垃圾桶盖字开关的目的。

指示电路可以直观的显示垃圾桶的工作状态，其中led1是可回收垃圾桶开盖指示灯；led2是厨余垃圾桶开盖指示灯；led3是其它垃圾桶开盖指示灯；led4是有害垃圾桶开盖指示灯。指示电路图如图6所示。

本设计的单片机是5v供电，语音芯片是3.3v供电，所以这里需要一个稳压芯片将5v降到3.3v。电源模块主要用了稳压芯片asm1117-3.3v，3脚和2脚分别是输入端和输出端，1脚接地。外接电源接通后5v电压从3脚进入，经过稳压后从2脚输出3.3v电压，为语音模块供电。电容c4和c5是电源滤波电容。稳压电路如图7所示。电源是保证设备的稳定、可靠运行的关键。采用太阳能设计，更加的环保方便，电源电压由12v将压至稳压5v转化成各个电压并给各部分电路模块供电，当使用太阳能板充电或供电时，阳光光线较弱，功率不足时，使用锂电池供电消耗。

对语音识别垃圾箱的控制系统的各个模块的硬件设计，结合自身所学的基础知识和实践操作，对本次设计的硬件电路提出较为明确的要求和实施的流程，查阅各种相关文献资料，逐步构建出各个模块的框架结构，最后作出原理图。一个硬件模块设计的成功与否并不是只体现在各个模块的功能是否分别实现了，而是要看各个模块是否能够搭配起来一起实现硬件的整体功能。

实施例2，在实施例1的基础上，电源电路的电能来自太阳能模块，电源是保证设备的稳定、可靠运行的关键。采用太阳能设计，更加的环保方便，电源电压由12v将压至稳压5v转化成各个电压并给各部分电路模块供电，当使用太阳能板充电或供电时，阳光光线较弱，功率不足时，使用锂电池供电消耗。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。