一种智能垃圾箱系统技术路线

摘要：智能垃圾箱可以解决许多因垃圾溢出而无法及时处理的问题，通过

STM32

来控制各个外围设备，让垃圾可以进行多次压缩，达到满溢状态后，通过

GSM

通信功能通知相应的工作人员进行及时的处理，工作人员打开手机

APP

就有

GPS

定位功能可以查出哪一些垃圾箱已经达到满溢状态，接着就派出清洁人员前

去清理。垃圾箱满溢状态解除，重新回到初始状态。

        1

、整体结构

通过

CPU

控制

GPIO

的高低电平对电机、蜂鸣器、

LED

进行控制。在压缩杆上

的压力传感器，通过信号放大器，将放大后的信号传入

IO

口，进行

AD

转换得到

的数值就是压力的大小。红外的发射与接收都通过

GPIO

进行读取和控制。而

GPS

以及

GSM

的信息则通过

DMA

快速通道传输信息，以达到合理利用

CPU

的目的。

图

1 

整体结构图

        2

、主芯片的选择

市面上最常见的单片机有

8

位，

16

位和

32

位，

8

位和

16

位单片机在价格上

比

32

位便宜，但处理数据速度慢。如果处理大量数据的话，

8

位或者

16

位单片

机容易卡死，这对于电子产品来说是致命的缺点。

ARM

基于

32

位单片机发展而

来，它的优点在于体积小、功耗低、廉价、性能优异，并且内部集成了大量的寄

存器。

本项目涉及范围广，功能相对也比较多，系统具有网络数据传输，

USB

通讯

等功能。所以，主控芯片必须得具有足够的外设接口，高速的处理速度和较高的

性价比。单片机由于自身条件的限制，无法满足此系统的要求。因此，本系统选

用了高性价比的

STM32F103VCT6

芯片。

STM32

拥有比单片机更强的运算能力，

且价格低廉，它还有非常丰富的外设与内设资源，扩展性强，非常适用于设计智

能设备。

STM32

集成了

32-512KB

的闪存和

6-64KB

的静态存储器，可以放入足够

的代码，不用担心内存溢出。并且，内部集成了

2

个

12

位的

us

级的

A/D

转换器

和

12

位

D/A

转换器，开发者并不需要外接模数或数模转化芯片来额外增加成本。

        3

、主要硬件电路设计

① STM32F103

最小系统设计

        STM32

的最小系统主要由晶振、复位、电源三部分组成，如图

3

所示。

STM32F103

的晶振电路由两部组成，分别是时钟电路和驱动电路。时钟晶振电路

主要是为了能够准确的设置本地时间，所采用的晶振频率是

32768Hz

，

15

次二分

频就可得到

1S

的定时周期，根据需要可以通过程序驱动

RTC

，从而获得准确的时

间。系统时钟晶振是

8MHz

，主要是给控制芯片执行程序所需要的时序。晶振电

路需平稳运行才能保证设备工作正常，如果

8M

的晶振不起振，那么控制芯片将

会运行不正常。本项目中，

STM32

所采用的供电电压是

3.3V

，由

5V

电压通过稳

压芯片

7805

产生。

图

2 

最小系统电路图

项目设计还得考虑启动模式，这个部分常常被开发人员所忽略，一旦设置错

误，系统将不能运行。启动模式由

BOOT0

、

BOOT1

这两个引脚决定，本系统直接

将

BOOT0

设置接地，将启动模式设置为闪存启动，在这个模式下，

BOOT1

引脚