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专利号: 2022212154693
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,用于对目标垃圾桶进行溢满检测,其特征在于,包括测满终端、测满协调器、至少一个测满节点,其中,各个测满节点沿垃圾桶内侧筒壁一周预设统一高度等间距设置,各个测满节点的结构彼此相同,各个测满节点分别均包括第一电源模块、第一主处理器模块、超声波测距模块、第一射频收发模块;所述第一主处理器模块分别与超声波测距模块、第一射频收发模块相连;第一电源模块的供电端与第一主处理器模块的取电端相连进行供电,超声波测距模块的测距方向指向各测满节点所围闭环形状的中心位置;

测满协调器包括第二电源模块、第二主处理器模块、串口通信模块、第二射频收发模块,所述第二主处理器模块分别与串口通信模块和第二射频收发模块相连;第二电源模块的供电端与第二主处理器模块的取电端相连进行供电,经各测满节点中第一射频收发模块与测满协调器中第二射频收发模块之间的通信,实现各测满节点中第一主处理器模块分别与测满协调器中第二主处理器模块间的通信;

测满协调器中第二主处理器模块经其所连串口通信模块与测满终端相通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,所述第一主处理器模块和第二主处理器模块结构相同,主处理器模块包括单片机IC1、电感L1、电容C1、C12、C6、C5、C241、C211、C101、C391、C11、C10、C9、C8、C14、C7、电阻R1、电阻R2、晶振Y1和晶振Y2;其中,电感L1的一端与电源连接,电感L1的另一端与电容C1、电容C12、电容C6、电容C5、电容C241、电容C211、电容C101、电容C391的一端分别相连,同时,电感L1的另一端与单片机IC1的AVDD_GUAED引脚、AVDD1引脚、AVDD2引脚、AVDD3引脚、AVDD4引脚、AVDD5引脚分别连接,电容C1、电容C12、电容C6、电容C5、电容C241、电容C211、电容C101、电容C391的另一端分别与地连接,单片机IC1的RESET_N引脚与电阻R3的一端、电容C7的一端分别连接,电容C7的另一端接地,单片机IC1的DGND_USB端、USB_M端、USB_P端、DCDD_USB端、GND端均接地,电阻R3的另一端接电源,单片机IC1的RBIAS引脚与电阻R5的一端连接,电阻R5的另一端接地,单片机IC1的DCOUPL端与电容C14的一端连接,同时单片机IC1的DCOUPL端与VCC连接,单片机IC1的输入/输出P2_4引脚与电容C11的一端、晶振Y2的一端分别连接,单片机IC1的输入/输出P2_3引脚与电容C10的一端、晶振Y2的一端分别连接,单片机IC1的XOSC32M_Q1引脚与晶振Y1的一端、电容C9的一端分别连接,单片机IC1的XOSC32M_Q2引脚与晶振Y1的另一端、电容C8的一端分别连接,电容C8、电容C9、电容C10、电容C11与电容C14分别相连并接地,射频收发模块的一端与单片机IC1的RF_P端连接,射频收发模块的另一端与单片机IC1的RF_N引脚连接;

第二处理器模块中,第二电源模块的一端与单片机IC1的第10引脚相连,构成第二电源模块的电源输出端;

第一主处理器模块中,U10超声波传感器的Trig引脚与单片机IC1的第P0_0引脚连接,U10超声波传感器的Echo引脚与单片机IC1的P0_1引脚连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,所述第一电源模块包括具有接口供电功能芯片USBC1、锂电池充电电路、锂电池供电电路、降压电路;所述锂电池充电电路包括具有充电功能的芯片U4、电容C3、电容C9、电阻R1、电阻R2、发光二极管RLED1、发光二极管GLED1;所述锂电池供电电路包括锂电池BAT1、SW2电源按键;所述降压电路包括芯片U1、电容C7、电容C8;所述降压电路包括具有降电压功能的芯片U1、电容C7、电容C8,电源按键SW1;

锂电池充电电路中,电容C3其中一端和电容C9其中一端相连接地,电容C3另一端、与充电功能芯片U4的VCC引脚、接口供电功能芯片的VBUS端三者相连,所述芯片USBC1接地端均接地;所述电容C9另一端、电阻R1其中一端、充电功能芯片U4的BAT引脚、锂电池供电电路中锂电池BAT1的正极BAT+四者相连,所述电阻R1另一端与发光二极管RLED1阳极、GLED1阳极分别相连;发光二极管RLED1阴极与充电功能芯片U4的CHRG端相连,发光二极管GLED1阴极与充电功能芯片U4的STDBY端相连;电阻R2其中一端与充电功能芯片U4的PROG端相连,电阻R2另一端接地;所述充电功能芯片U4的GND引脚均接地;

锂电池供电电路中:电源按键SW2的接地端均接地,电源按键SW2两切换端中的其中一切换端与锂电池BAT1的正极BAT+相连,电源按键SW2两切换端中的另一切换端与降压电路中降电压功能芯片U1的VIN端相连;

降压电路中:所述电容C7其中一端与降电压功能芯片U1的VIN端相连,电容C7另一端、电容C8其中一端、降电压功能芯片U1的VSS端三者相连、并接地;所述电容C8另一端与降电压功能芯片U1的VOUT端相连;电源按键SW1两切换端中的其中一切换端与降电压功能芯片U1的VOUT端相连,电源按键SW1两切换端中的另一切换端构成电源模块的供电端。

4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,第二电源模块包括升降压电源管理芯片U301、电容C301、电容C303、电容C304、电阻R301、电阻R302、电阻R303、电感L301、电流互感器CT301、电流互感器CT303,所述电容C301的其中一端接地,另一端与电源管理芯片U301的VIN端、电阻R301、电流互感器CT301四者相连,电阻R301的另一端与电源管理芯片U301的VINA端、EN端、PS端、电容C303四者相连,电容C303的一端与电源管理芯片U301的PGND端相连,并接地,电感L301与电源管理芯片U301L1端、L2端相连,所述电容C304的其中一端接地,另一端与电源管理芯片U301的VOUT端、电阻R302、电流互感器CT303四者相连,所述电阻R302的另一端与电阻R303相连,电阻R303的另一端与电源管理芯片U301的FB端相连,并接地,电源管理芯片U301的GND引脚均接地。

5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,射频收发模块包括天线、阻抗匹配电路,天线与阻抗匹配电路相连,天线采用的是陶瓷天线,阻抗匹配电路采用的是LC型巴伦匹配电路。

6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,所述超声波测距模块包括超声波测距传感模组U10,U10的VCC端构成电压接收端,且与电源模块供电段相连,所述U10的GND引脚接地,Trig端接入主处理器的引脚P0_0,Echo端接入主处理器的引脚P0_1。

7.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,串口模块包括MAX3232电平转换芯片和与其连接的RS232接口,用于实现终端和测满协调器的串口通信功能。

8.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,超声波测距模块为RCWL‑1601传感器。

9.根据权利要求4所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,所述第一电源模块还包括电源按键SW1、电源按键SW2、降电压功能芯片U1、充电功能芯片U4;

所述电源按键SW1为BTSA‑N‑P‑11,电源按键SW2为SK12D07VG5,所述降电压功能芯片U1为ME6209A33PG芯片,所述充电功能芯片U4为TP4509芯片。

10.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的农村智能垃圾桶测满系统,其特征在于,所述测满节点装置还包括防水外壳,且防水外壳内设置有接收头,发射头,射频天线,且防水外壳表面开设有充电接口,用于外接电源,所述充电接口与防水外壳内电源模块相连,射频天线与防水外壳内射频收发模块相连,所述超声波测距模块嵌于防水外壳外表面,所述射频天线、电源按键位于防水外壳表面,所述电源按键连接于防水外壳内电源模块;

所述测满协调器装置包括防水外壳,且防水外壳内设置有射频天线、电源开关、串行接口,且防水外壳表面开设有5V电源接口,用于外接电源,所述5V电源接口与防水外壳内电源模块相连,所述射频天线、电源按键位于防水外壳表面,射频天线与防水外壳内射频收发模块相连,所述电源按键连接于防水外壳内电源模块,所述串行接口嵌于防水外壳外表面,所述串行接口与防水外壳内串口模块相连。