2.2 性能要求
本项目要达到的性能指标:
(1)在光线充足的情况下,太阳能电池板可在12小时内将两块蓄电池充满电同时对整个电路供电。已充满电的蓄电池可在无光线时,确保垃圾桶检测报警装置至少正常工作72小时;
(2)经音频功放电路处理,系统可播报符合实际要求的语音效果,杂音干扰少;
(3)zigbee模块功耗低,反应灵敏激活发送仅15ms.能够自组网络,能容纳200个以上的节点,广播的形式发送信息避免交互应答,并且能够避免信息碰撞。
(4)系统语音存储电路容量大,具备至少存储200多个节点地址信息和200多个垃圾箱的信息。
三、方案设计
3.1 系统功能实现原理
本设计以AVR的AT32UC3A芯片作为微控制器在此基础上建立FFD和RFD,RFD利用太阳能电池板为整个装置提供电源,在此基础上搭建语音模块、zigbee模块、传感器模块等外围电路,构成了基于太阳能垃圾箱信息系统。当有人丢垃圾时提供语音提示,并把垃圾箱内的信息传送给FFD.实现垃圾箱的无人监管。FFD利用太阳能电池为整个装置提供电源在此基础上搭建zigbee模块 GPRS模块等构建起外围电路。进行网络管理,接收RFF传送来的垃圾箱信息,并对信息加以分析,并把分析好的信息传送到接收终端设备(手机)。
该系统不仅可以节省不可再生资源的使用量,更保护了环境,同时语音提示提高了垃圾的分类率,间接的提高了垃圾的回收利用。并且不必要线路连接节省了设备开支。该系统把信息及时的传送给垃圾站,不必要派人专门监管,节省了大量的物理人力,并能保证垃圾箱随时处理。
3.2 硬件平台选用及资源配置
本系统选用基于高性能、低功耗AT32UC3A芯片的EVK110硬件平台,主要选用了开发板的USB数据传输、AT32UC3A控制处理、MP3播放器等功能部分。利用其USB接口下载MP3格式的语音报站文件至语音存储模块,并利用MP3播放器播放信息内容,MCU则负责控制整个系统的工作过程。利用支持zigbee技术和GPRS进行信息的无线传输
3.3 系统软件流程
系统软件流程主要分为FFD主程序流程图和RFD流程图两部分,RFD系统主程序流程图主要完成语传感器信号的接收、信号分析、 音文件的传输与保存、语音提示和zigbee模块的激发。FFD主程序流程图主要完成网络管理、信息接收、信息分析和GPRS模块的激发。
RFD系统的主流程图如图4所示:
图4 系统主程序流程图
FFD的程序流程图如图5所示:
图5 FFD模块流程图
3.4 系统预计实现结果
基于Zigbee的垃圾桶远程监控报警系统主要具有以下功能:
(1)系统电源模块有两块蓄电池,一块太阳能接收板,有阳光时,太阳能接收板向蓄电池充电,同时供整个电路用电,阴天或光线不好时,蓄电池为整个电路电源
(2) 当有人靠近扔垃圾时,双语语音播报提示信息;
(3)当垃圾桶内垃圾已满时,检测发送模块向信息收集模块发送信息;
(4)Zigbee网络收集各个垃圾桶的存储状况,将信息汇总,经过AVR模块处理,将信息通过GPRS发送出去。
(5)信息处理中心接受发送的信息,掌握垃圾桶存储状况并作出精确处理。