[發(fā)明專利]一種基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011129033.8
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112365695A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 曾志輝;鹿順航;孫欣彤
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G16Y20/20;G16Y20/40;G16Y30/00;G16Y40/10;G16Y40/30;H04W4/38;H04W84/12;H04W84/18
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于LoRa(Long Range Radio)組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)，包括多個子系統(tǒng)節(jié)點和一個總站節(jié)點;子系統(tǒng)節(jié)點利用子系統(tǒng)中的LoRa子站主控板，完成垃圾蓋自動開關、垃圾桶內部容量信息監(jiān)測、垃圾桶防溢出、信息處理及發(fā)送等功能；總站節(jié)點利用LoRa總站主控板完成LED顯示、信息的接收及處理等功能。本發(fā)明利用LoRa技術實現(xiàn)垃圾桶的區(qū)域化管理，并將垃圾桶分為多個子系統(tǒng)節(jié)點，多個子系統(tǒng)節(jié)點通過LoRaWAN通訊協(xié)議與總站節(jié)點相連，總站節(jié)點根據(jù)子系統(tǒng)節(jié)點發(fā)送的信息，在實現(xiàn)垃圾分類回收前提下，合理的使用垃圾車資源，所設計垃圾桶管理系統(tǒng)可靠性高、實用性強，具有很大的商業(yè)價值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)，屬于智能控制和檢測通信技術領域。

背景技術

在日常生活中，垃圾桶的身影無處不在，垃圾桶的廣泛應用在帶來便捷、環(huán)境保護的同時也帶來了很多麻煩，在社區(qū)諸多地方垃圾桶因垃圾裝滿后沒有得到及時處理而造成環(huán)境二次污染，尤其是不可回收垃圾、有害垃圾，對環(huán)境的危害更大。為了解決這一普遍存在的棘手問題，我們設計一款基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)。所設計的一種基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)分為子系統(tǒng)節(jié)點和總站節(jié)點兩部分，系統(tǒng)利用LoRa系統(tǒng)的LoRaWAN通訊協(xié)議實現(xiàn)站點之間的通訊和控制，采用星型網(wǎng)絡結構和正六邊形結構部署子系統(tǒng)節(jié)點的方式，完成系統(tǒng)的區(qū)域化連接，其中總站節(jié)點與信息處理模塊連接構成總站，起監(jiān)視、合理派送垃圾車的作用；子系統(tǒng)節(jié)點安裝于垃圾桶內部，利用太陽能電池板進行供電，并利用蓄電池對多余電量進行儲存，以保證系統(tǒng)24小時工作,子系統(tǒng)節(jié)點與垃圾桶連接構成子站，起信息采集、垃圾桶防溢出等作用。子系統(tǒng)節(jié)點利用人體感應傳感器檢測垃圾桶周圍是否有人、利用超聲波傳感器測距檢測垃圾桶內部剩余多少空間、利用紅外線傳感器檢測垃圾桶是否裝滿、通過電機驅動模塊實現(xiàn)對壓縮板以及對垃圾蓋的控制，從而實現(xiàn)整個子站的信息檢測和傳遞、垃圾桶的防溢出、垃圾蓋自動閉合等功能。總站節(jié)點根據(jù)LoRaWAN協(xié)議對子系統(tǒng)節(jié)點進行編號，總站節(jié)點可對子系統(tǒng)節(jié)點單元實現(xiàn)自動剔除，自動添加編號，實現(xiàn)總站節(jié)點與多個子系統(tǒng)節(jié)點通信，總站節(jié)點還根據(jù)每個子站發(fā)送的信息，合理的派遣不同種類、不同數(shù)量的垃圾車去回收垃圾，有效的節(jié)約垃圾車資源。該系統(tǒng)將涉及模擬電子、數(shù)字電子、單片機技術、檢測技術、數(shù)字信號處理、通信技術等知識背景。

發(fā)明內容

本發(fā)明根據(jù)子系統(tǒng)節(jié)點、總站節(jié)點的具體技術特點，實現(xiàn)垃圾分類回收以及垃圾桶的防溢出。總站節(jié)點與信息處理模塊等連接構成總站，起監(jiān)視、合理派送垃圾車的作用；子系統(tǒng)節(jié)點與垃圾桶連接構成子站，起信息采集、垃圾桶防溢出等作用，從提高系統(tǒng)的可靠性、實用性、高效性以及降低經(jīng)濟成本的角度出發(fā)，以實現(xiàn)垃圾防溢出以及垃圾分類回收為目的，設計了一種基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明設計了一種基于LoRa組網(wǎng)的垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)，垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)節(jié)點和一個總站節(jié)點，通過低功耗的數(shù)據(jù)匯聚方案讓多個子系統(tǒng)節(jié)點利用LoRaWAN協(xié)議分別與總站節(jié)點相連，使其完成垃圾桶防溢出區(qū)域化管理系統(tǒng)的各項功能，其特征包括子系統(tǒng)節(jié)點和總站節(jié)點：

所述的子系統(tǒng)節(jié)點包括太陽能電池板(1)，蓄電池(2)，由紅外傳感器(3)、超聲波傳感器(4)、人體感應傳感器(5)和信息處理模塊(6)組成的信息檢測系統(tǒng)，LoRa子站主控板(7)，由電機驅動模塊(8)、壓縮板(9)和垃圾蓋(10)組成的電機驅動系統(tǒng)；

其中LoRa子站主控板(7)通過LoRaWAN協(xié)議與LoRa總站主控板(11)通訊相連，LoRa子站主控板(7)輸入端分別與蓄電池(2)輸出端、信息處理模塊(6)輸出端相連，LoRa子站主控板(7)輸出端與電機驅動模塊(8)輸入端相連，太陽能電池板(1)輸出端與蓄電池(2)輸入端相連，信息處理模塊(6)輸入端分別與紅外傳感器(3)輸出端、超聲波傳感器(4)輸出端和人體感應傳感器(5)輸出端相連，電機驅動模塊(8)輸出端分別與壓縮板(9)輸入端和垃圾蓋(10)輸入端相連；