写字楼管理系统整体网络结构是垃圾桶和网关是以多跳的形式连通，网关将数据转发给监控中心，监控中心通过APP通知清洁员，最后清洁员进行处理。
[0043]如图5所示:本发明的方法流程为红外线传感器检测垃圾是否进入，同时计时器计时，当时间超过1.125s时，微控制器向网关发送数据，网关将数据转发给监控中心，监控中心通过APP通知清洁员，清洁员进行处理，红外通告监控中心清理完毕，监控中心更新数据。
[0044]本发明是基于红外技术、无线传感技术发明的高档写字楼垃圾桶管理系统。该系统主要由信息采集、数据传输、数据处理三部分组成。在垃圾桶管理的过程中，由红外线传感器来完成信息的采集。数据传输主要由垃圾桶内的ZigBee模块向本楼层内的网关传送数据，然后网关再将数据传送给监控中心。清洁员手机上所安装的APP同时实现同监控中心的互联。下面将结合附图对本发明作详细阐述:
[0045]步骤1:基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶设计，如图1所示，包括:1.红外线传感器、2.微控制器、3.ZigBee模块、4.开槽、5.电源线、6.垃圾桶空腔、7.垃圾桶内壁、8.外壳。红外线传感器镶嵌在垃圾桶内壁的上部垃圾入口处，并与微控制器相连接。微控制器则安装在垃圾桶空腔内部外壳的中部。ZigBee模块安装在微控制器的下部，并与其相连。电源线从开槽出来与外界电源插座连接。模块连接，如图2所示。
[0046]步骤2:确定红外传感器探测距离的要求。根据一般写字楼垃圾桶的尺寸，设计本发明垃圾桶容量尺寸为240*240*620mm。因此设计红外线传感器的最短探测距离需为240mmo
[0047]步骤3:将整栋高档写字楼的垃圾桶进行编号，编号以四位数进行编码。前两位数为垃圾桶所在的楼层，后两位数为同楼层中，该垃圾桶的具体序列。
[0048]步骤4:设置一个监控中心在大楼的I楼，每层楼用一个网关和监控中心相连，而网关则通过ZigBee和各个垃圾桶相连。同层楼中，垃圾桶和网关是以多跳的形式连通的，如图3所示。当节点要与其覆盖范围之外的节点进行通信时，需经过中间节点的转发，写字楼管理系统整体网络结构如图4所示。
[0049]步骤5:本发明的系统执行流程如图5所示。当安装在垃圾桶上的红外线传感器探测到垃圾时，则立即向微控制器发送消息，此时计时器开始从O开始计时，当红外线传感器一直处于被阻隔状态则计时器继续计时，直到探测不到有物体阻隔，则计时器停止计时，此时时间为T。垃圾进入垃圾桶后有以下两种情况:
[0050]I)当T未超过规定时间t，则判断垃圾桶未被装满。
[0051]2)当T超过规定时间t，则判断垃圾桶被装满。
[0052]下面讨论在本发明规定时间t的大小。取极限情况，即当垃圾桶完全空时，有垃圾进入后，正好到达垃圾桶的上边缘。由物理知识，根据公式h = 0.5gt2，其中g = 9.8N/m2,h = 620mm，代入数据计算得，t = 1.125s。这里将垃圾从垃圾桶最上沿自由下落到底部的时间，近似为其下落过程中遮挡住红外传感器的时间。
[0053]步骤6:微控制器选用超低功耗单片机MSP430。当TH时，则判断垃圾桶被装满，此时，微控制器通过ZigBee模块向网关发送本垃圾桶的编号及被装满消息，再由网关通过有线网络发送至I楼的监控中心。
[0054]步骤7:当监控中心接收到微控制器发来的消息之后，对数据库进行更新，并通过APP提示清洁员整个楼层垃圾桶的满溢状态。
[0055]步骤8:在清洁员对垃圾桶进行清理之后，由于垃圾桶上的红外传感器是周期性探测的，所以，此时传感器检测到垃圾桶不再“满”，则将垃圾桶不“满”状态反馈给监控中心，然后监控中心需要对数据库的数据进行更新。
【主权项】
1.一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统，其特征在于，所述系统包括红外线传感器模块、微控制器模块、ZigBee模块； 所述红外线传感器模块的功能是:感知垃圾进入垃圾桶； 所述微控制器模块的功能是:对红外传感器被阻隔的计时，并在超过一定时间后，向网关发送垃圾桶的编号及被装满信息； 所述ZigBee模块的功能是:采用无线控制，实现向网关发送数据； 所述系统的信息采集是由红外线传感器模块完成，在投入垃圾过程中，首先由红外线传感器模块探测到垃圾的进入，之后微控制器模块进行时间查看，当红外线传感器模块被阻隔超过一定时间后，说明垃圾桶已满，此时，微控制器模块便通过ZigBee模块的无线通信协议给监控中心发送该垃圾桶已满状态及编号的信号，然后，监控中心将发送该已满垃圾桶的编号给清洁员，通知清洁员进行垃圾处理。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统，其特征在于，所述系统的垃圾桶整体结构包括:红外线传感器、微控制器、ZigBee模块、开槽、电源线、垃圾桶空腔、垃圾桶内壁、外壳。3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统，其特征在于，所述系统的垃圾桶内部模块连接为电源为红外线传感器、微控制器、ZigBee模块供电，红外线传感器与微控制器连接，微控制器与ZigBee连接。4.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统，其特征在于:所述系统的垃圾桶网络结构采用自组织网，垃圾桶和网关是以多跳的形式连通的；所述的网关将数据转发给监控中心，监控中心通过APP通知清洁员，最后清洁员进行处理。5.一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤1:将整栋高档写字楼的垃圾桶进行编号，编号以四位数进行编码，前两位数为垃圾桶所在的楼层，后两位数为同楼层中，该垃圾桶的具体序列； 步骤2:将红外线传感器嵌于垃圾桶的上部垃圾入口边缘，将微控制器、ZigBee模块置于垃圾桶内部的一个空腔中，其中微控制器为8位单片机； 步骤3:每个垃圾桶的外壁于电源位置处设有开槽； 步骤4:设置一个监控中心在大楼的I楼，每层楼用一个网关和监控中心相连，而网关则通过ZigBee和各个垃圾桶相连； 步骤5:红外线传感器实时监测垃圾的进入，当红外线传感器被阻隔超过一定时间后，微控制器便通过ZigBee无线通信模块给网关发送该垃圾桶已满状态及编号的信号，再由网关通过有线网络发送至I楼的监控中心； 步骤6:清洁员自己的手机上装有APP JtAPP主要功能是显示楼层内垃圾桶的满溢状态，由监控中心更新数据，当有垃圾桶装满时，则提示清洁员进行处理； 步骤7:在清洁员对垃圾桶进行清理之后，由于垃圾桶上的红外传感器是周期性探测的，所以，此时传感器检测到垃圾桶不再“满”，则将垃圾桶不“满”状态反馈给监控中心，然后监控中心需要对数据库的数据进行更新。6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统的实现方法，其特征在于:当安装在垃圾桶上的红外线传感器探测到垃圾时，则立即向微控制器发送消息，此时计时器开始从O开始计时，当红外线传感器一直处于被阻隔状态则计时器继续计时，直到探测不到有物体阻隔，则计时器停止计时，此时时间为T ;垃圾进入垃圾桶后有以下两种情况，包括: 1)当T未超过规定时间t，则判断垃圾桶未被装满； 2)当T超过规定时间t，则判断垃圾桶被装满； 当垃圾桶完全空时，有垃圾进入后，到达垃圾桶的上边缘，根据公式h = 0.5gt2，其中g=9.8N/m2, h = 620mm，代入数据计算得，t = 1.125s，将垃圾从垃圾桶最上沿自由下落到底部的时间为其下落过程中遮挡住红外传感器的时间。
【专利摘要】本发明公开了基于无线传感技术的高档写字楼垃圾桶管理系统和方法，该系统包括红外线传感器模块、微控制器模块、ZigBee模块；红外线传感器模块感知垃圾进入垃圾桶；微控制器模块对红外传感器被阻隔计时，并在超过一定时间后，向网关发送垃圾桶编号及被装满信息。ZigBee模块采用无线控制，实现向网关发送数据。信息采集是由红外线传感器模块完成，投入垃圾过程中，首先由红外线传感器模块探测到垃圾的进入，微控制器模块进行时间查看，当红外线传感器模块被阻隔超过一定时间后，垃圾桶已满，此时，微控制器模块通过ZigBee模块无线通信协议给监控中心发送该垃圾桶已满状态及编号信号，然后，监控中心将发送已满垃圾桶编号给清洁员，通知清洁员进行垃圾处理。
【IPC分类】H04W84/18, G05B19/042
【公开号】CN105223867
【申请号】CN201510638655
【发明人】沙超, 吴敏, 杨瑞, 仲莲花, 王汝传
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日