一种基于语音识别的智能垃圾桶控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及环保设施技术领域，尤其是一种基于语音识别的智能垃圾桶控制系统。


背景技术：

2.垃圾桶是人们生活中不可或缺的必需品，特别是在当今的居家用品、酒店用品市场更是必不可少。随着我国生活垃圾量不断上升、人们的社会环保意识和审美水平的普遍提高，垃圾桶的种类和数量也在不断翻新和增加，人们更加注重垃圾桶的美观和实用性，而垃圾桶产品也向着智能化的方向发展。
3.智能垃圾桶，不仅能够让垃圾分类，而且对于垃圾的清理会更方便。据相关市场调查的数据显示，国内一个100万人口的城市，垃圾桶销量在10万个左右，市值不低于1000万元。由此可见，垃圾桶市场潜力巨大，且随着科技的发展，垃圾桶也逐渐趋于智能化，越来越多的家庭会尝试购买智能分类垃圾桶；而目前公共场所(如机场、火车站)对垃圾桶的管理还处于非智能状态，清洁工人的每天需要花费大量精力去清理，管理起来十分麻烦。
4.目前市面上销售的带盖垃圾桶，开盖时均需采用手动或脚踩方式实现，这种开盖方式给使用者带来了不便；在一些公共场合，虽然到处都设有垃圾桶，但部分垃圾仍然没有被丢进桶内，严重了污染环境。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题至少之一，本实用新型的目的在于：提供一种方便、高效的基于语音识别的智能垃圾桶控制系统。
6.本实用新型所采取的技术方案是：
7.一种基于语音识别的智能垃圾桶控制系统，包括语音识别模块、红外线感应模块、主控模块、舵机以及分类垃圾桶，所述红外线感应模块的输出端与所述主控模块的第一输入端连接，所述语音识别模块的输出端与所述主控模块的第二输入端连接，所述主控模块的第一输出端与所述舵机的输入端连接，所述舵机设置在所述分类垃圾桶上，所述舵机用于控制所述分类垃圾桶的桶盖。
8.进一步，所述分类垃圾桶包括有害垃圾桶、厨余垃圾桶、可回收垃圾桶以及其他垃圾桶，所述舵机有多个，分别设置在所述有害垃圾桶、所述厨余垃圾桶、所述可回收垃圾桶以及所述其他垃圾桶上。
9.进一步，所述智能垃圾桶控制系统还包括语音播放模块和扬声器，所述主控模块的第二输出端与所述语音播放模块的输入端连接，所述语音播放模块的输出端与所述扬声器的输入端连接。
10.进一步，所述语音播放模块为mp3-tf-16p模块。
11.进一步，所述智能垃圾桶控制系统还包括显示模块，所述主控模块的第三输出端与所述显示模块的输入端连接。
12.进一步，所述显示模块为oled显示屏或lcd显示屏。
13.进一步，所述智能垃圾桶控制系统还包括重量传感器，所述重量传感器设置在所述分类垃圾桶的底部，所述重量传感器的输出端与所述主控模块的第三输入端连接。
14.进一步，所述语音识别模块为asr m08-b模块。
15.进一步，所述红外线感应模块为hc-sr501模块。
16.进一步，所述基于语音识别的智能垃圾桶控制系统还包括通信模块，所述通信模块与所述主控模块连接，所述通信模块用于与云服务器通信。
17.本实用新型的有益效果是：基于语音识别的智能垃圾桶控制系统包括语音识别模块、红外线感应模块、主控模块、舵机以及分类垃圾桶，通过红外线感应模块检测是否有人体靠近，当有人体靠近时，通过主控模块启动语音识别模块，通过语音识别模块识别语音信息，并通过主控模块产生相应的控制信号，进而通过舵机控制相应的分类垃圾桶的桶盖打开，便于使用者投放垃圾至相应的分类垃圾桶内。本实用新型通过语音识别模块识别使用者的语音信息，从而可以根据语音信息自动打开相应的分类垃圾桶的桶盖，不需要使用者接触垃圾桶，使得垃圾投放更加方便，并且提高了垃圾分类的效率；通过红外线感应模块检测是否有人体靠近，可以排除非使用者产生的其他无关语音信息的干扰，避免桶盖在不需要投放垃圾的时候打开，提高了垃圾桶控制的准确性；此外，在长时间无人靠近垃圾桶的情况下，主控模块和语音识别模块可进入休眠状态，减少了电能的消耗，更加环保。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本实用新型实施例提供的一种基于语音识别的智能垃圾桶控制系统的结构框图。
具体实施方式
20.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
21.参照图1，本实用新型实施例提供了一种基于语音识别的智能垃圾桶控制系统，包括语音识别模块、红外线感应模块、主控模块、舵机以及分类垃圾桶，红外线感应模块的输出端与主控模块的第一输入端连接，语音识别模块的输出端与主控模块的第二输入端连接，主控模块的第一输出端与舵机的输入端连接，舵机设置在分类垃圾桶上，舵机用于控制分类垃圾桶的桶盖。
22.本实用新型实施例通过红外线感应模块检测是否有人体靠近，当有人体靠近时，通过主控模块启动语音识别模块，通过语音识别模块识别语音信息，并通过主控模块产生相应的控制信号，进而通过舵机控制相应的分类垃圾桶的桶盖打开，便于使用者投放垃圾至相应的分类垃圾桶内。本实用新型实施例通过语音识别模块识别使用者的语音信息，从而可以根据语音信息自动打开相应的分类垃圾桶的桶盖，不需要使用者接触垃圾桶，使得
垃圾投放更加方便，并且提高了垃圾分类的效率；通过红外线感应模块检测是否有人体靠近，可以排除非使用者产生的其他无关语音信息的干扰，避免桶盖在不需要投放垃圾的时候打开，提高了垃圾桶控制的准确性；此外，在长时间无人靠近垃圾桶的情况下，主控模块和语音识别模块可进入休眠状态，减少了电能的消耗，更加环保。
23.具体地，主控模块通过脉冲信号控制舵机的通电时间，结合角度传感器的反馈信号，实现了舵机的精确角度控制。舵机的脉冲伺服系统主要原理是通过对一个可以随时改变脉冲宽度的舵机脉冲信号进行电路控制，由主控模块发出舵机脉冲信号给舵机，经由电路板上的ic驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回位置信号，从而判断是否已经到达预设位置。
24.本实用新型实施例通过控制舵机脉冲信号来控制垃圾箱舵机旋转的角度，实现了垃圾箱的自动翻盖功能。
25.具体地，语音识别模块首先对接收到的语音信号进行一系列的运算处理，识别出预设的语音词条，然后和关键词列表中所有的关键词进行对比，对每一个关键词的相似度打分，将得分最高的关键词作为识别结果，最后通过串口输出识别结果至主控模块。由主控模块根据识别结果进行判断，打开对应的垃圾桶的桶盖。
26.上述主控模块包括mcu(micro-programmed control unit，微程序控制装置)、cpu(central processing unit，中央处理机)、dsp(digital signal processor，数字信号处理器)、单片机和嵌入式设备中的至少一种逻辑计算器件。
27.本实用新型实施例中，主控模块可采用atmega328p-au单片机。
28.参照图1，进一步作为可选的实施方式，分类垃圾桶包括有害垃圾桶、厨余垃圾桶、可回收垃圾桶以及其他垃圾桶，舵机有多个，分别设置在有害垃圾桶、厨余垃圾桶、可回收垃圾桶以及其他垃圾桶上。
29.具体地，本实用新型实施例设有四种分类垃圾桶，包括有害垃圾桶、厨余垃圾桶、可回收垃圾桶以及其他垃圾桶，分别用于投放有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾以及其他垃圾。当语音识别模块识别出使用者的语音信息中的关键词后，主控模块根据预设的逻辑规则打开相应的垃圾桶，例如，识别到关键词“纸箱”，则打开可回收垃圾桶，识别到关键词“电池”，则打开有害垃圾桶。可以理解的是，主控模块判断关键词属于哪种垃圾的逻辑规则可根据实际情况进行设置，本实用新型实施例对此不作限定。此外，每种分类垃圾桶的个数也不作限定，可以有多个。
30.参照图1，进一步作为可选的实施方式，智能垃圾桶控制系统还包括语音播放模块和扬声器，主控模块的第二输出端与语音播放模块的输入端连接，语音播放模块的输出端与扬声器的输入端连接。
31.具体地，主控模块将预设的语音文件从存储器读取出来，然后通过语音播放模块的解码电路进行解码，再通过语音播放模块的数模转换器将解码后的数字音频信号转换成模拟音频信号，然后将转换后的模拟音频信号放大，经过低通滤波后传输至扬声器，通过扬声器将电信号转变为声信号，从而播放出语音信息。
32.本实用新型实施例中，当主控模块确定需要打开的分类垃圾桶时，同时控制语音播放模块播放相应的语音信息，从而提高使用者的体验感。
33.进一步作为可选的实施方式，语音播放模块为mp3-tf-16p模块。
34.具体地，mp3-tf-16p模块集成了mp3、wav、wma的硬解码，同时支持tf卡驱动，支持fat16、fat32文件系统，通过简单的串口指令即可完成播放指定的语音文件。
35.参照图1，进一步作为可选的实施方式，智能垃圾桶控制系统还包括显示模块，主控模块的第三输出端与显示模块的输入端连接。
36.具体地，显示模块可用于提示使用者通过语音控制垃圾桶的打开，还可以用于显示垃圾分类的相关知识，便于使用者正确使用语音信息控制垃圾桶的打开，提高了垃圾分类的效率和使用者的体验感。
37.进一步作为可选的实施方式，显示模块为oled显示屏或lcd显示屏。
38.参照图1，进一步作为可选的实施方式，智能垃圾桶控制系统还包括重量传感器，重量传感器设置在分类垃圾桶的底部，重量传感器的输出端与主控模块的第三输入端连接。
39.具体地，重量传感器用于检测垃圾桶内垃圾的重量信息，并将该重量信息传输至主控模块。在本实用新型实施例中，各种类型的分类垃圾桶均设有多个，当某个垃圾桶内垃圾的重量达到预设的阈值时，该垃圾桶将不再自动打开，当需要投放相应种类的垃圾时，主控模块将打开同种类型的其他的垃圾桶。
40.进一步作为可选的实施方式，语音识别模块为asr m08-b模块。
41.进一步作为可选的实施方式，红外线感应模块为hc-sr501模块。
42.进一步作为可选的实施方式，基于语音识别的智能垃圾桶控制系统还包括通信模块，通信模块与主控模块连接，通信模块用于与云服务器通信。
43.具体地，本实用新型实施例将从使用者的语音信息中获取的关键词进行汇总，同时也将各种类型的垃圾桶的使用频率、使用时间段等信息进行汇总，通过通信模块传输至云服务器，便于后续根据这些信息增加或减少不同类型的分类垃圾桶的安装数量，以使资源利用率最大化。
44.以上对本实用新型实施例的结构进行了说明，可以理解的是，当人在垃圾桶附近说出需投放的垃圾的名字，智能垃圾桶控制系统便会自动进行分类，相应的垃圾桶盖便会自动打开，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭，人、物不需要接触垃圾桶；在长时间不使用垃圾桶的情况下主控模块和语音识别模块会自动进入休眠模式以便节能；使用的过程中，语音播放模块会根据不同的情况播放不同的语音。与现有技术相比，本实用新型实施例还具有以下优点：
45.1)节能环保。本实用新型有休眠唤醒功能，在长时间没有人来投垃圾，主控模块自动的将除红外线检测模块以外的电路电源关闭，之后主控模块进入休眠，从而大大减少能源的浪费；通过语音播放模块让投垃圾者将垃圾分类投放，做到了节能环保。
46.2)干净卫生。本实用新型无需使用者接触垃圾桶，减少了生活中各种病菌交叉感染的机率，同时具有良好的密封性，无垃圾异味溢出，确保四周空气清新。
47.3)娱乐互动。本实用新型的语音播放模块可根据不同情况发出一些幽默诙谐的语音，娱乐大众的同时也吸引人们有意识地将垃圾丢进桶内，更能促使儿童养成垃圾分类的习惯。
48.4)使用场景广泛。本实用新型可有多种色彩、多种容量、多种材料选择，提升了公共场合及居家生活的档次，是办公、家用、公用、会议、医疗等场景的理想选择。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
50.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
51.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
54.以上对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。