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编号：

T0702410M

设计简介：

本设计是基于STM32的多功能垃圾车，主要实现以下功能：

1、能够按照既定规划路线自主往返行驶
2、通过超声波模块监测垃圾桶容量
3、通过舵机来模拟垃圾桶是否倾倒垃圾
4、通过红外循迹模块进行循迹，俩侧的红外循迹检测是否到达站点
5、通过语音识别模块播报，例如，垃圾车回倒垃圾/垃圾桶已满，检测到人，说请投掷垃圾

电源： 5V
传感器：超声波模块（HC-SR04）、舵机（SG90）、红外循迹模块（TCRT5000 ）、红外对管（FC-33）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：电机
人机交互：独立按键

标签：STM32、OLED12864、HC-SR04、SG90、TCRT5000、FC-33

题目扩展：基于单片机的智能社区自动垃圾场、基于STM32的酒店送餐车

基于 STM32 的多功能垃圾车系统设计

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. HC-SR04 超声波测距模块：检测垃圾桶内垃圾填充量，判断是否装满
2. 红外循迹模块（4 个）：引导垃圾车按照指定路线自动运行
3. 红外对管模块：检测周围是否有人，实现人机交互联动
4. 供电电路：为整个多功能垃圾车系统供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示系统名称、垃圾桶容量状态、桶盖开关状态等信息
2. 直流电机驱动芯片及电机（四个）：控制垃圾车四个轮子的运转，实现前进、后退、转向等动作
3. SG90 舵机模块（2 个）：模拟垃圾桶倾倒垃圾的动作，完成垃圾卸载
4. 语音播报模块：在执行倾倒垃圾、启动运行等操作前，进行语音提示播报
5. 4G 模块：实现实时数据传输、远程控制功能，同时监控垃圾桶容量等状态

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计主要硬件包含以 STM32F103C8T6 为主控芯片，搭配复位电路、晶振电路保障单片机稳定运行；电源电路实现电压转换与稳定供电；红外循迹传感器用于识别行驶路线；超声波传感器监测垃圾桶状态；语音识别模块实现语音交互；SG90 舵机完成机械角度控制；还有通信模块实现远程数据交互，OLED 显示模块呈现系统状态。

焊接流程大致是先准备好焊接工具和材料，清洁焊接点，然后焊接电源电路，确保供电稳定；接着焊接主控芯片，注意引脚对齐；再依次焊接各功能模块，连接通信接口等。焊接时，要注意控制焊接温度和时间，避免温度过高损坏芯片和敏感元件；保持焊点清洁，防止虚焊、短路；芯片引脚焊接要精准，避免连锡；焊接完成后，仔细检查电路连接是否正确，确认无短路、断路等问题再进行通电测试。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 倾倒垃圾测试

该功能基于站点标志位与传感器数据实现智能垃圾车的场景化操作控制。当站点标志位为 0 时，若超声波检测到距离小于 5（预设阈值），小车触发收垃圾动作，同步语音播报提示（如 “正在收垃圾”）；标志位为 2 时，小车循迹前进中会先停止 1 秒，完成掉头动作后再停 1 秒，随后执行垃圾倾倒操作并播报（如 “正在倒垃圾”），之后自动返回起点；标志位为 4 时，小车直接执行掉头动作。此外，若检测到前方有人，无论处于何种标志位状态，小车都会即时播报提示（如 “请投掷垃圾”），通过标志位逻辑与传感器反馈的结合，实现了垃圾车在不同场景下的自动化操作与交互响应。倾倒垃圾测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 倾倒垃圾测试图

5.3 手机控制测试

当手机端作为智能垃圾车的远程交互界面，通过与小车的通信模块（如 4G 或 WiFi ）建立连接。其呈现垃圾桶容量（如数字 “52”）、收垃圾等任务状态，还设有控制按钮（如前进、后退、停止等），用户可发送指令，经通信链路传输给小车主控，实现远程操控，同时接收小车回传的状态数据（如位置、运行状态），让用户实时掌握设备信息，完成人机交互与远程管理。手机控制测试功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 手机控制测试图