題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 基于ZigBee的智能公益垃圾桶
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 基于ZigBee技術(shù)的智能公益垃圾桶，是采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的新型垃圾桶，能采集和傳輸相關(guān)信息并提醒環(huán)衛(wèi)機(jī)構(gòu)及時清理垃圾，是具有很好環(huán)保理念的作品。作品使用基于先進(jìn)的ZigBee無線傳感器技術(shù)芯片，整合重量傳感器、激光傳感器、熱釋紅外感應(yīng)器、語音芯片等外圍器件，使傳統(tǒng)垃圾桶變成一個具有無線互聯(lián)網(wǎng)能力的智能化信息采集平臺。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前在城市里，置放著大量的垃圾桶，而且分布非常分散，其中有部分垃圾桶比較容易堆滿垃圾，特別是在一些比較繁華的地方，需要頻繁地清理，否則將會影響到日人們的身心健康。當(dāng)然在一些地方的垃圾桶，經(jīng)常性的空置，就不必經(jīng)常清理?？紤]到如何可以加快清理垃圾，保持城市衛(wèi)生，給人們一個滿意的居住環(huán)境，同時節(jié)省人力，我們特意將 ZigBee 無線傳感技術(shù)應(yīng)用到這方面。 在每個垃圾桶上，安裝上一個基于ZigBee的小節(jié)點（我們使用的是TI公司的芯片CC2430），還有重量傳感器、激光傳感器、熱釋紅外感應(yīng)器、太陽能板、語音芯片、揚聲器與氣體傳感器（由于氣體傳感器比較昂貴，考慮到資金方面的問題，所以我們此次制作就沒有加入氣體傳感器模塊）。 （1）、重量傳感器、激光傳感器可以收集這個垃圾桶里面的數(shù)據(jù)，包括重量、體積，然后再把數(shù)據(jù)返回到終端節(jié)點，由上位機(jī)來判斷這個節(jié)點的垃圾桶是否要清理，然后把信息返回給執(zhí)行部門，去進(jìn)行處理。 （2）、在垃圾桶上面，我們會使用電池和太陽能光伏電池，給節(jié)點和LCD供電。 （3）、熱釋紅外感應(yīng)器可以起到實現(xiàn)當(dāng)人們走近垃圾桶時，垃圾桶蓋子自動打開，方便人們輕松扔垃圾，蓋起蓋子時，又可以隔絕垃圾桶發(fā)出來的氣味，美化環(huán)境。 （4）、當(dāng)然為了讓人們自覺地將垃圾丟到垃圾桶里面，我們想到一個培養(yǎng)與提高人們不亂丟垃圾習(xí)慣的方法，就是在垃圾桶上面增加語音功能模塊，當(dāng)人們把垃圾丟進(jìn)垃圾桶的時候，激光傳感器感應(yīng)到信息后，揚聲器會自動地發(fā)出聲音（它會親切地跟你說一聲：“謝謝！”），這樣可以提高人們文明素質(zhì)，不亂丟垃圾，也體現(xiàn)了幸福廣東建設(shè)的理念。 （5）、對于公益部分，由于CC2430使用的是51內(nèi)核，有著強(qiáng)大的功能，如果放著強(qiáng)大的功能不用，很可惜。所以我們考慮到可以在垃圾桶上面做公益廣告。用低成本的 LED 燈（由于考慮到現(xiàn)有的資金與時間方面的問題，我們用現(xiàn)有的LCD代替），做成廣告牌，來實現(xiàn)公益廣告。我們可以使用上位機(jī)來編寫廣告詞，再發(fā)送到節(jié)點上，再顯示到LCD上，這樣操作起來簡單便捷，可行性很強(qiáng)。 由于協(xié)議棧上有自帶的功能強(qiáng)大的AES/CCM算法，所以不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)安全問題。這些功能既可以減少人力物力的浪費，又可以起到保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生，延長垃圾桶的使用壽命。基于ZigBee的智能公益垃圾桶的設(shè)計主要技術(shù)在于基于ZigBee協(xié)議棧的應(yīng)用，上位機(jī)對于信息的判斷，以及太陽能的充電控制。 物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在正在快速發(fā)展當(dāng)中，ZigBee技術(shù)無疑是物聯(lián)網(wǎng)中的一員。ZigBee架構(gòu)簡單價格低廉、低消耗功率延長使用壽命，即使傳輸效率不高，但針對感測與控制之使用，ZigBee仍有其很大的發(fā)展?jié)摿?。我們特意在垃圾桶增加ZigBee技術(shù)，讓其與重量傳感器、激光傳感器綜合使用，使垃圾桶更具有人性化的特點。在基于ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上，重量傳感器與激光傳感器能及時迅速地把采集到的信息（重量與體積）返回到終端節(jié)點，由上位機(jī)來判斷這個節(jié)點的垃圾桶是否要清理，然后把信息返回給執(zhí)行部門，去進(jìn)行清理。這么人性化、智能的垃圾桶，可以更加服務(wù)于社會，同時起到節(jié)省人力物力的作用。做到了科學(xué)服務(wù)于生活的特點。 無 （ A ）A實驗室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段 D （自填） □實物、產(chǎn)品 □模型 □圖紙 □磁盤 □現(xiàn)場演示 □圖片 □錄像 □樣品 基于ZigBee的智能公益垃圾桶，安裝了一個基于ZigBee的小節(jié)點（我們使用的是TI公司的芯片CC2430），還有重量傳感器、激光傳感器、熱釋紅外感應(yīng)器、語音芯片與揚聲器。這兩個傳感器，可以收集這個垃圾桶里面的數(shù)據(jù)，包括重量與體積，然后再把數(shù)據(jù)返回到終端節(jié)點，由上位機(jī)來判斷這個節(jié)點的垃圾桶是否要清理，然后把信息返回給執(zhí)行部門，去進(jìn)行清理。在每個垃圾桶上面，我們使用了電池和太陽能光伏電池，給節(jié)點和LCD供電。同時，我們在每個垃圾桶上面增加語音功能模塊，在人們自覺地將垃圾扔進(jìn)垃圾桶里時，激光傳感器感應(yīng)到信息后，驅(qū)動語音芯片，垃圾桶的揚聲器就會自動地發(fā)出優(yōu)美的聲音，并親切地向你說聲：“謝謝！”。同時，我們在垃圾桶增加熱釋紅外感應(yīng)器，它可以實現(xiàn)當(dāng)人們走近垃圾桶時，垃圾桶自動打開蓋子，方便人們?nèi)永?。這樣可以提高人們的文明意識。 在城市里，大范圍的投入使用基于ZigBee的智能公益垃圾桶，是非常有必要的。因為在城市里，有的垃圾桶比較容易滿，遇到這種情況，基于ZigBee的智能公益垃圾桶中的重量傳感器與激光傳感器就會及時收集數(shù)據(jù)，包括重量與體積，然后再把數(shù)據(jù)返回到終端節(jié)點，由上位機(jī)來判斷這個節(jié)點的垃圾桶是否要清理，然后把信息返回給執(zhí)行部門，去進(jìn)行清理。這樣既可以加快清理垃圾，保持城市衛(wèi)生，延長垃圾桶的使用壽命，又可以給人們一個滿意的居住環(huán)境，同時節(jié)省人力物力，這就是我們?nèi)藗兿胍闹悄芾啊? 對于公益部分，由于CC2430使用的是51內(nèi)核，有著強(qiáng)大的功能，所以我們考慮到可以在垃圾桶上面做公益廣告。這滿足了很多商家的需求，符合社會發(fā)展的需要。用低成本的 LCD 燈，做成廣告牌，來實現(xiàn)公益廣告。我們使用上位機(jī)來編寫廣告詞，再發(fā)送到節(jié)點上，再顯示到LCD上，這樣操作起來簡單便捷，可行性很強(qiáng)。同時由于協(xié)議棧上有自帶的功能強(qiáng)大的AES/CCM算法，所以不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)安全問題。 基于ZigBee的智能公益垃圾桶，具有人性化的功能設(shè)計，滿足社會發(fā)展的需要。同時適應(yīng)范圍廣，推廣前景大，同時其需要投入的成本低，經(jīng)濟(jì)效益高?；赯igBee的智能公益垃圾桶在城市里的大規(guī)模投入，可以減少人力物力的浪費，同時其人性化的設(shè)計既提高了人們的文明素養(yǎng)，也極大地推進(jìn)社會衛(wèi)生文明環(huán)境的發(fā)展。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目前在城市里，置放著大量的垃圾桶，而且分布非常分散，其中有部分垃圾桶比較容易堆滿垃圾，特別是在一些比較繁華的地方，需要頻繁地清理，否則將會影響到日人們的身心健康。當(dāng)然在一些地方的垃圾桶，經(jīng)常性的空置，就不必經(jīng)常清理?？紤]到如何可以加快清理垃圾，保持城市衛(wèi)生，給人們一個滿意的居住環(huán)境，同時節(jié)省人力，我們特意將 ZigBee 無線傳感技術(shù)應(yīng)用到這方面。 在每個垃圾桶上，安裝上一個基于ZigBee的小節(jié)點（我們使用的是TI公司的芯片CC2430），還有重量傳感器、激光傳感器、熱釋紅外感應(yīng)器、太陽能板、語音芯片、揚聲器與氣體傳感器（由于氣體傳感器比較昂貴，考慮到資金方面的問題，所以我們此次制作就沒有加入氣體傳感器模塊）。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在正在快速發(fā)展當(dāng)中，ZigBee技術(shù)無疑是物聯(lián)網(wǎng)中的一員。ZigBee架構(gòu)簡單價格低廉、低消耗功率延長使用壽命，即使傳輸效率不高，但針對感測與控制之使用，ZigBee仍有其很大的發(fā)展?jié)摿?。我們特意在垃圾桶增加ZigBee技術(shù)，讓其與重量傳感器、激光傳感器綜合使用，使垃圾桶更具有人性化的特點。在基于ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上，重量傳感器與激光傳感器能及時迅速地把采集到的信息（重量與體積）返回到終端節(jié)點，由上位機(jī)來判斷這個節(jié)點的垃圾桶是否要清理，然后把信息返回給執(zhí)行部門，去進(jìn)行清理。這么人性化、智能的垃圾桶，可以更加服務(wù)于社會，同時起到節(jié)省人力物力的作用。做到了科學(xué)服務(wù)于生活的特點。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 廣東省 大學(xué)生 第十一屆 挑戰(zhàn)杯 或 二等獎
作品所處階段
- 應(yīng)用
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- 實物 或視頻
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 目前在城市里，置放著大量的垃圾桶，而且分布非常分散，其中有部分垃圾桶比較容易堆滿垃圾，特別是在一些比較繁華的地方，需要頻繁地清理，否則將會影響到日人們的身心健康。當(dāng)然在一些地方的垃圾桶，經(jīng)常性的空置，就不必經(jīng)常清理?？紤]到如何可以加快清理垃圾，保持城市衛(wèi)生，給人們一個滿意的居住環(huán)境，同時節(jié)省人力，我們特意將 ZigBee 無線傳感技術(shù)應(yīng)用到這方面。 在每個垃圾桶上，安裝上一個基于ZigBee的小節(jié)點（我們使用的是TI公司的芯片CC2430），還有重量傳感器、激光傳感器、熱釋紅外感應(yīng)器、太陽能板、語音芯片、揚聲器與氣體傳感器（由于氣體傳感器比較昂貴，考慮到資金方面的問題，所以我們此次制作就沒有加入氣體傳感器模塊）。
同類課題研究水平概述
- ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。 ZigBee憑借其架構(gòu)簡單價格低廉、低消耗功率延長使用壽命，即使傳輸效率不高，但針對感測與控制之使用，ZigBee仍有其很大的發(fā)展?jié)摿Α?004年全球ZigBee之出貨量仍不大約為50萬套，而至2005年ZigBee出貨量達(dá)到成長爆發(fā)點，其出貨量將達(dá)到800萬套， 2007年出貨量將接近1億套。 盡管智能家居的概念已經(jīng)提出很多年了，但是由于相應(yīng)的通信技術(shù)及應(yīng)用方面的發(fā)展速度緩慢，智能家居一直沒有走向?qū)嵱没ｋS著ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)，使得智能家居可能在未來的2—3年內(nèi)走入人們的生活，應(yīng)用于家庭的照明、溫度、安全等的控制。ZigBee模塊可安裝在電視、電燈、遙控器、兒童玩具、游戲機(jī)、門禁系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及其他家電產(chǎn)品中。 在無線個人網(wǎng)路領(lǐng)域，UWB具備高傳輸速率其定位為多媒體傳輸，Bluetooth擁有QoS可作為與語音與數(shù)據(jù)資料傳輸之用，ZigBee傳輸速率雖低，但適合應(yīng)用在感測與控制用途，搭配低價與長壽之特性，成為眾所矚目之新興技術(shù)。
