一种智慧社区管理监控设备的制作方法

1.本实用新型涉及智慧社区管理技术领域，具体涉及一种智慧社区管理监控设备。


背景技术：

2.智慧社区管理已经成为社会发展的必然趋势，随着垃圾分类的推广，垃圾箱装满后不能自动上报提醒工作人员，已经成为智慧社区管理亟待解决的问题，因此，有必要设计一种智慧社区管理监控设备，以解决目前垃圾箱装满后不能自动上报提醒监控人员的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种智慧社区管理监控设备，以解决目前垃圾箱装满后不能自动上报提醒监控人员的问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种智慧社区管理监控设备，用于监控社区内的垃圾箱是否装满，包括mcu单元(01)、溢出监测单元(02)、电源单元(03)、声音提示单元(04)、串口通信单元(05)以及检测光栅(06)，其中：
5.检测光栅(06)安装于垃圾箱的顶部，用于检测垃圾箱内的垃圾是否装满；
6.溢出监测单元(02)用于接收检测光栅(06)发送的溢出信号，并将所述溢出信号传送至mcu单元(01)；
7.mcu单元(01)一方面用于将溢出监测单元(02)传送的所述溢出信号转换为数字信号后，经过串口通信单元(05)传送至上位机提醒监控人员，一方面用于将所述溢出信号转换为声音控制信号传送至声音提示单元(04)，通过发出报警音提醒现场工作人员；
8.串口通信单元(05)用于mcu单元(01)与上位机进行数据通信；
9.电源单元(03)用于将外部电源转换为mcu单元(01)的工作电源，并通过mcu单元(01)为溢出监测单元(02)、声音提示单元(04)、串口通信单元(05)提供工作电源；
10.mcu单元(01)分别与溢出监测单元(02)、电源单元(03)、声音提示单元(04)、串口通信单元(05)电性相连，溢出监测单元(02)与检测光栅 (06)电性相连。
11.进一步地，检测光栅(06)为红外光栅，由发射器和接收器组成，所述发射器向所述接收器采用低频发射、时分检测的方式发出红外光，如果有物体挡住所述发射器发出的任何相邻两束以上光纤超过指定时间时，所述接收器输出所述溢出信号，经过电缆传送至溢出监测单元(02)。
12.进一步地，mcu单元(01)包括微处理器u3，晶振y1，电容c13和c15，发光二极管d5，电阻r22；微处理器u3的型号为stc89le52ad，内部设有8路8 位的ad转换器将所述溢出信号转换为数字信号；
13.微处理器u3的引脚30分别连接晶振y1的一端和电容c15的一端，电容 c15的另一端接地，微处理器u3的引脚13分别连接晶振y1的另一端和电容 c13的一端，电容c13的另一端接地，微处理器u3的引脚2连接发光二极管d5 的负极，发光二极管d5的正极连接电阻r22
的一端，电阻r22的另一端接端子；微处理器u3的引脚1为端子rx，用于接收数据；微处理器u3的引脚3为端子 buzzer，用于向声音提示单元(04)发出所述声音控制信号；微处理器u3的引脚9为端子overflow，用于接收所述溢出信号；微处理器u3的引脚41为端子inh-1，为使能引脚；微处理器u3的引脚43为端子rde，为通信协议端，用于设置串口通信单元(05)为rs485通讯方式；微处理器u3的引脚44为端子 tx，用于发送数据。
14.进一步地，溢出监测单元(02)包括光耦u491-c、发光二极管d581、电阻r1581和电阻r1571，光耦u491-c用于将检测光栅(06)传送的光信号转换为电流信号并将该电流信号传送至端子overflow；光耦u491-c的引脚4连接检测光栅(06)的信号输出端in_npnoverflow，光耦u491-c的引脚3连接电阻r1571的一端，电阻r1571的另一端连接电源电压vcc，光耦u491-c的引脚2接地，光耦u491-c的引脚1连接发光二极管d581的负极，发光二极管 d581的正极连接电阻r1581的一端，电阻r1581的另一端接地，光耦u491-c的引脚1还连接端子overflow。
15.进一步地，串口通信单元(05)包括rs232驱动器/接收器u2、rs485驱动器/接收器u4、选择开关ke1、rs232通信接口j1、rs485通信接口j2、极性电容 c7和极性电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12以及电容c14，电阻 r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14以及电阻r15，稳压二极管z11、稳压二极管z12、稳压二极管 z21、稳压二极管z22、稳压二极管z31以及稳压二极管z32；rs232通信接口j1 用于通过rs232通信协议连接上位机的通讯串口，rs485通信接口j2用于通过 rs485通信协议连接上位机的通讯串口，rs232驱动器/接收器u2用于接收或发出基于rs232通信协议的控制信号，rs485驱动器/接收器u4用于接收或发出基于 rs485通信协议的控制信号；选择开关ke1用于选择mcu单元(01)与上位机通过rs232通信协议或rs485通信协议进行通信；
16.选择开关ke1的引脚4和引脚3相连后接端子rx，rs232驱动器/接收器u2 的引脚11分别连接电阻r8的一端和端子tx，选择开关ke1的引脚4还连接电阻 r7的一端，电阻r7的另一端和电阻r8的另一端相连后接端子，选择开关ke1 的引脚1连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接rs232驱动器/接收器u2 的引脚12，选择开关ke1的引脚2连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接rs485驱动器/接收器u4的引脚1。
17.进一步地，rs232驱动器/接收器u2的引脚1连接电容c10的一端，电容 c10的另一端连接rs232驱动器/接收器u2的引脚3，rs232驱动器/接收器u2 的引脚4连接电容c11的一端，电容c11的另一端连接rs232驱动器/接收器 u2的引脚5，rs232驱动器/接收器u2的引脚10接地，rs232驱动器/接收器u2 的引脚15接地，rs232驱动器/接收器u2的引脚8接地，rs232驱动器/接收器 u2的引脚13连接电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接rs232通信接口j1的引脚1，rs232驱动器/接收器u2的引脚14连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端连接rs232通信接口j1的引脚2，rs232通信接口j1的引脚3接地，rs232通信接口j1的引脚1为数据接收端，rs232通信接口的引脚2为数据发送端。
18.进一步地，rs485驱动器/接收器u4的引脚2和引脚3相连后端子rde， rs485驱动器/接收器u4的引脚4连接端子tx，rs485驱动器/接收器u4的引脚5 接地，rs485驱动器/接收器u4的引脚8接电源端，rs485驱动器/接收器u4的引脚6分别连接电阻r11的一端和电阻r13的一端，电阻r11的另一端接端子，电阻 r11的一端电阻r13的一端的连接点分别连接稳压二极管z11的负极和稳压二极管z22的负极，稳压二极管z11的负极和稳压二极管z22的负
极的连接点分别连接电容c12的一端和电阻r12的一端，电容c12的另一端接地，电阻r12的另一端连接rs485通信接口j2的引脚1，稳压二极管z11的正极连接稳压二极管z12 的正极，稳压二极管z12的负极接地，rs485驱动器/接收器u4的引脚7分别连接电阻r13的另一端和电阻r15的一端，电阻r15的另一端接地，电阻r13的另一端和电阻r15的一端的连接点分别连接稳压二极管z21的负极和稳压二极管 z32的负极，稳压二极管z21的正极稳压二极管z22的正极相连，稳压二极管 z32的正极连接稳压二极管z31的正极，稳压二极管z31的负极接地，稳压二极管z21的负极与稳压二极管z32的负极的连接点分别连接电容c14的一端和电阻 r14的一端，电容c14的另一端接地，电阻r14的另一端连接rs485通信接口j2 的引脚2。
19.进一步地，电源单元(03)包括电压转换芯片u1、插座con1、双稳压二极管t1和双稳压二极管t2、电感l1、极性电容c2、极性电容c3、极性电容c6、电容c1、电容c4、电容c5、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4，插座con1用于接入外部电源，电压转换芯片u1用于将经过整流和滤波的外部电源的电压转换为指定的工作电压；插座con1的引脚2接地，插座con1的引脚1 分别连接二极管d1、二极管d2以及二极管d3的正极，二极管d2和二极管d3 的负极相连后分别连接双稳压二极管t1的一端和电容c1的一端，双稳压二极管t1的另一端接地，电容c1的另一端接地，电容c1的一端连接极性电容c2 的正极，电容c1的一端还连接电路电压vcc为mcu单元(01)供电，极性电容c2的负极接地，二极管d1的负极连接双稳压二极管t2的一端，双稳压二极管t2的另一端接地，双稳压二极管t2的一端还分别连接极性电容c3的正极和电容c4的一端，极性电容c3的负极接地，电容c4的另一端接地，电容c4的一端还连接电压转换芯片u1的引脚1，电压转换芯片u1的引脚2分别连接电感l1 的一端和二极管d4的负极，二极管d4的正极接地，电压转换芯片u1的引脚3 分别连接电感l1的另一端和极性电容c6的正极，极性电容c6的负极接地，电感l1的另一端分别连接电容c5的一端和端子，电容c5的另一端接地，电压转换芯片u1的引脚4接地，电压转换芯片u1的引脚8、引脚7、引脚6以及引脚5 相连后接地。
20.进一步地，声音提示单元(04)包括扬声器bu1、三极管q1、电阻r3和电阻r4，扬声器bu1的正极接端子，扬声器bu1的负极接三极管q1的集电极，三极管q1的发射极接地，三极管q1的基极分别连接电阻r3的一端和电阻r4的一端，电阻r3的另一端接地，电阻r4的另一端接端子buzzer。
21.进一步地，rs232驱动器/接收器u2的型号为max232ese，rs485驱动器 /接收器u4的型号为max482。
22.所述智慧社区管理监控设备的工作原理如下：
23.检测光栅(06)安装于垃圾箱的顶部，当垃圾箱内的垃圾装满溢出时，检测光栅(06)发出溢出信号并将该溢出信号传送至溢出监测单元(02)，溢出监测单元(02)通过光耦将检测光栅(06)传送的该溢出信号从光信号转换为电信号后，传送至mcu单元(01)，mcu单元(01)的微处理器u3通过内置的ad转换器将该溢出信号转换为数字信号后，通过串口通信单元(05)以rs232通讯方式或r485方式传送至上位机，以提醒监控人员。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的一种智慧社区管理监控设备，用于监控社区内的垃圾箱是否装满，包括mcu单元(01)、溢出监测单元(02)、电源单元(03)、声音提示单元(04)、串口通信单元 (05)以及检测光栅(06)；检测光栅(06)
安装于垃圾箱的顶部，当垃圾箱内的垃圾装满溢出时，检测光栅(06)将溢出信号通过溢出监测单元传送至mcu 单元(01)，mcu单元(01)将该溢出信号转换为数字信号后通过串口通信单元(05)传送至上位机以提醒监控人员，从而解决了目前垃圾箱装满后不能自动上报提醒监控人员的问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的结构图。
27.图2是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的mcu单元电路原理图。
28.图3是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的溢出监测单元电路原理图。
29.图4是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的串口通信单元电路原理图。
30.图5是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的电源单元电路原理图。
31.图6是本实用新型实施例提供的一种智慧社区管理监控设备的声音提示单元电路原理图。
32.上述附图中的标记为：1、智慧社区管理监控设备；01、mcu单元；02、溢出监测单元；03、电源单元；04、声音提示单元；05、串口通信单元；06、检测光栅；10、上位机。
具体实施方式
33.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
34.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
35.以下结合附图与具体实施例，对本实用新型的技术方案做详细的说明。
36.如图1至图6所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
37.参照图1，本实施例提供的智慧社区管理监控设备1，用于监控社区内的垃圾箱是否装满，包括mcu单元01、溢出监测单元02、电源单元03、声音提示单元04、串口通信单元05以及检测光栅06，其中：
38.检测光栅06安装于垃圾箱的顶部，用于检测垃圾箱内的垃圾是否装满；
39.溢出监测单元02用于接收检测光栅06发送的溢出信号，并将所述溢出信号传送至mcu单元01；
40.mcu单元01一方面用于将溢出监测单元02传送的所述溢出信号转换为数字信号后，经过串口通信单元05传送至上位机10提醒监控人员，一方面用于将所述溢出信号转换为声音控制信号传送至声音提示单元04，通过发出报警音提醒现场工作人员；
41.串口通信单元05用于mcu单元01与上位机10进行数据通信；
42.电源单元03用于将外部电源转换为mcu单元01的工作电源，并通过mcu 单元01为溢出监测单元02、声音提示单元04、串口通信单元05提供工作电源
43.mcu单元01分别与溢出监测单元02、电源单元03、声音提示单元04、串口通信单元05电性相连，溢出监测单元02与检测光栅06电性相连。
44.上述技术方案提供的智慧社区管理监控设备1，用于监控社区内的垃圾箱是否装满，包括mcu单元01、溢出监测单元02、电源单元03、声音提示单元04、串口通信单元05以及检测光栅06；检测光栅06安装于垃圾箱的顶部，当垃圾箱内的垃圾装满溢出时，检测光栅06将溢出信号通过溢出监测单元传送至mcu单元01，mcu单元01将该溢出信号转换为数字信号后通过串口通信单元05传送至上位机 10以提醒监控人员，从而解决了目前垃圾箱装满后不能自动上报提醒监控人员的问题。
45.具体地，检测光栅06为红外光栅，由发射器和接收器组成，所述发射器向所述接收器采用低频发射、时分检测的方式发出红外光，如果有物体挡住所述发射器发出的任何相邻两束以上光纤超过指定时间时，所述接收器输出所述溢出信号，经过电缆传送至溢出监测单元02。
46.参照图2，mcu单元01包括微处理器u3，晶振y1，电容c13和c15，发光二极管d5，电阻r22；微处理器u3的型号为stc89le52ad，内部设有8路8 位的ad转换器将所述溢出信号转换为数字信号；
47.微处理器u3的引脚30分别连接晶振y1的一端和电容c15的一端，电容 c15的另一端接地，微处理器u3的引脚13分别连接晶振y1的另一端和电容 c13的一端，电容c13的另一端接地，微处理器u3的引脚2连接发光二极管d5 的负极，发光二极管d5的正极连接电阻r22的一端，电阻r22的另一端接端子；微处理器u3的引脚1为端子rx，用于接收数据；微处理器u3的引脚3为端子 buzzer，用于向声音提示单元04发出所述声音控制信号；微处理器u3的引脚 9为端子overflow，用于接收所述溢出信号；微处理器u3的引脚41为端子 inh-1，为使能引脚；微处理器u3的引脚43为端子rde，为通信协议端，用于设置串口通信单元05为rs485通讯方式；微处理器u3的引脚44为端子tx，用于发送数据。
48.参照图3，溢出监测单元02包括光耦u491-c、发光二极管d581、电阻 r1581和电阻r1571，光耦u491-c用于将检测光栅06传送的光信号转换为电流信号并将该电流信号传送至端子overflow；光耦u491-c的引脚4连接检测光栅06的信号输出端in_npnoverflow，光耦u491-c的引脚3连接电阻 r1571的一端，电阻r1571的另一端连接电源电压vcc，光耦u491-c的引脚2 接地，光耦u491-c的引脚1连接发光二极管d581的负极，发光二极管d581 的正极连接电阻r1581的一端，电阻r1581的另一端接地，光耦u491-c的引脚1还连接端子overflow。
49.参照图4，串口通信单元05包括rs232驱动器/接收器u2、rs485驱动器/接收器u4、选择开关ke1、rs232通信接口j1、rs485通信接口j2、极性电容c7和极性电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12以及电容c14，电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14以及电阻r15，稳压二极管z11、稳压二极管z12、稳压二极管z21、稳压二极管z22、稳压二极管z31以及稳压二极管z32；rs232通信接口j1用于通过 rs232通信协议连接上位机10的通讯串口，rs485通信接口j2用于通过rs485 通信协议连接上位机10的通讯串口，rs232驱动器/接收器u2用于接收或发出基于rs232通信协议的控制信号，rs485驱动器/接收器u4用于接收或发出基于 rs485通信协议的控制信号；选择开关ke1用于选择mcu单元01与上位机10通过rs232通信协议或rs485通信协议进行通信；
50.选择开关ke1的引脚4和引脚3相连后接端子rx，rs232驱动器/接收器u2 的引脚11分别连接电阻r8的一端和端子tx，选择开关ke1的引脚4还连接电阻 r7的一端，电阻r7的另一端和电阻r8的另一端相连后接端子，选择开关ke1 的引脚1连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接rs232驱动器/接收器u2 的引脚12，选择开关ke1的引脚2连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接rs485驱动器/接收器u4的引脚1；
51.rs232驱动器/接收器u2的引脚1连接电容c10的一端，电容c10的另一端连接rs232驱动器/接收器u2的引脚3，rs232驱动器/接收器u2的引脚4连接电容c11的一端，电容c11的另一端连接rs232驱动器/接收器u2的引脚5， rs232驱动器/接收器u2的引脚10接地，rs232驱动器/接收器u2的引脚15接地，rs232驱动器/接收器u2的引脚8接地，rs232驱动器/接收器u2的引脚13 连接电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接rs232通信接口j1的引脚1，rs232 驱动器/接收器u2的引脚14连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端连接rs232 通信接口j1的引脚2，rs232通信接口j1的引脚3接地，rs232通信接口j1的引脚1为数据接收端，rs232通信接口的引脚2为数据发送端；
52.rs485驱动器/接收器u4的引脚2和引脚3相连后端子rde，rs485驱动器/ 接收器u4的引脚4连接端子tx，rs485驱动器/接收器u4的引脚5接地，rs485 驱动器/接收器u4的引脚8接电源端，rs485驱动器/接收器u4的引脚6分别连接电阻r11的一端和电阻r13的一端，电阻r11的另一端接端子，电阻r11的一端电阻r13的一端的连接点分别连接稳压二极管z11的负极和稳压二极管z22的负极，稳压二极管z11的负极和稳压二极管z22的负极的连接点分别连接电容c12 的一端和电阻r12的一端，电容c12的另一端接地，电阻r12的另一端连接 rs485通信接口j2的引脚1，稳压二极管z11的正极连接稳压二极管z12的正极，稳压二极管z12的负极接地，rs485驱动器/接收器u4的引脚7分别连接电阻 r13的另一端和电阻r15的一端，电阻r15的另一端接地，电阻r13的另一端和电阻r15的一端的连接点分别连接稳压二极管z21的负极和稳压二极管z32的负极，稳压二极管z21的正极稳压二极管z22的正极相连，稳压二极管z32的正极连接稳压二极管z31的正极，稳压二极管z31的负极接地，稳压二极管z21的负极与稳压二极管z32的负极的连接点分别连接电容c14的一端和电阻r14的一端，电容c14的另一端接地，电阻r14的另一端连接rs485通信接口j2的引脚2。
53.参照图5，电源单元03包括电压转换芯片u1、插座con1、双稳压二极管t1 和双稳压二极管t2、电感l1、极性电容c2、极性电容c3、极性电容c6、电容c1、电容c4、电容c5、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4，插座con1 用于接入外部电源，电压转换芯片u1用于将经过整流和滤波的外部电源的电压转换为指定的工作电压；插座con1的引脚2接地，插座
con1的引脚1分别连接二极管d1、二极管d2以及二极管d3的正极，二极管d2和二极管d3的负极相连后分别连接双稳压二极管t1的一端和电容c1的一端，双稳压二极管t1的另一端接地，电容c1的另一端接地，电容c1的一端连接极性电容c2的正极，电容c1 的一端还连接电路电压vcc为mcu单元01供电，极性电容c2的负极接地，二极管d1的负极连接双稳压二极管t2的一端，双稳压二极管t2的另一端接地，双稳压二极管t2的一端还分别连接极性电容c3的正极和电容c4的一端，极性电容c3的负极接地，电容c4的另一端接地，电容c4的一端还连接电压转换芯片u1的引脚1，电压转换芯片u1的引脚2分别连接电感l1的一端和二极管d4的负极，二极管d4的正极接地，电压转换芯片u1的引脚3分别连接电感l1的另一端和极性电容c6的正极，极性电容c6的负极接地，电感l1的另一端分别连接电容c5的一端和端子，电容c5的另一端接地，电压转换芯片u1的引脚4接地，电压转换芯片u1的引脚8、引脚7、引脚6以及引脚5相连后接地；电压转换芯片 u1的型号为ltc1968。
54.参照图6，声音提示单元04包括扬声器bu1、三极管q1、电阻r3和电阻r4，扬声器bu1的正极接端子，扬声器bu1的负极接三极管q1的集电极，三极管q1 的发射极接地，三极管q1的基极分别连接电阻r3的一端和电阻r4的一端，电阻r3的另一端接地，电阻r4的另一端接端子buzzer。
55.优选地，rs232驱动器/接收器u2的型号为max232ese，rs485驱动器/ 接收器u4的型号为max482。
56.优选地，检测光栅06和溢出监测单元02能够随着垃圾箱的数量而扩展。
57.智慧社区管理监控设备1的工作原理如下：
58.检测光栅06安装于垃圾箱的顶部，当垃圾箱内的垃圾装满溢出时，检测光栅06发出溢出信号并将该溢出信号传送至溢出监测单元02，溢出监测单元02 通过光耦将检测光栅06传送的该溢出信号从光信号转换为电信号后，传送至 mcu单元01，mcu单元01的微处理器u3通过内置的ad转换器将该溢出信号转换为数字信号后，通过串口通信单元05以rs232通讯方式或r485方式传送至上位机10，以提醒监控人员。
59.优选地，mcu单元01、溢出监测单元02、电源单元03、声音提示单元04、串口通信单元05设置于同一个pcb板上，智慧社区管理监控设备1还包括形状为立方体的外壳，mcu单元01、溢出监测单元02、电源单元03、声音提示单元04、串口通信单元05放置于该外壳内部的容腔内，该外壳设有指定的多个开口，以使串口通信单元05能够与上位机10的串口通过电缆相接、溢出监测单元02通过电缆与检测光栅06相连。
60.本技术方案涉及的检测光栅06为已有的、公开的、成熟的产品，本领域技术人员根据本技术方案描述的功能，不需要付出任何创造性劳动，很容易找到已有的、公开的、成熟的产品实现。
61.以上对本实用新型的实施例进行了详细的说明，但本实用新型的创造并不限于本实施例，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，还可以做出许多同等变型或替换，这些同等变型或替换均包含在本技术的权利要求所限定的保护范围内。