68 基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究I s ） ellige st Classification Trash Based on Speech Recogsitio郑红娜 1 1 , 2 2（ 1 山西铁道职业技术学院 ， 山西 太原 030013 ； 2 太原理工大学信息工程学院 ， 山西 太原 030024 ）摘要 ： 传统的智慧垃圾桶往往只采用红外传感器检测是否有人接近 ， 当人体接近了垃圾桶 ， 就会自动打开垃圾桶的翻 盖 ， 这样的垃圾桶不仅无法完成垃圾分类功能 ， 也无法有效防止病毒传播 。 因此 ， 旨在实现一个可以自动垃圾分类的智慧垃 圾桶 ， 该垃圾桶基于微控制器和语音识别技术 ， 其工作过程为...
68 基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究I s ） ellige st Classification Trash Based on Speech Recogsitio郑红娜 1 1 , 2 2（ 1 山西铁道职业技术学院 ， 山西 太原 030013 ； 2 太原理工大学信息工程学院 ， 山西 太原 030024 ）摘要 ： 传统的智慧垃圾桶往往只采用红外传感器检测是否有人接近 ， 当人体接近了垃圾桶 ， 就会自动打开垃圾桶的翻 盖 ， 这样的垃圾桶不仅无法完成垃圾分类功能 ， 也无法有效防止病毒传播 。 因此 ， 旨在实现一个可以自动垃圾分类的智慧垃 圾桶 ， 该垃圾桶基于微控制器和语音识别技术 ， 其工作过程为 ： 首先 ， 非特定人语音识别芯片 LD3320 不断检测外界语音输 入并进行语音识别 ， 接着 Arduino 微控制器再根据识别结果判断该垃圾所属的分类 ， 最后指挥舵机打开相应垃圾桶的盖子 。 智慧分类垃圾桶不仅可以助力垃圾分类政策的实施 ， 解决人们困扰的垃圾分类问题 ， 而且可为疫情期间无接触式垃圾投放 提供技术保障 。关键词 ： 物联网 ； 语音识别 ； 智慧分类垃圾桶 ； Arduino ； 单片机 ; 垃圾分类 ； 舵机Abstract :The purpose of this paper is to implement p garbage classification of wisdom can automatically,the trash bin is based on micro controller and voice recognition technology,its working process is:first,speaker-iadependent speech recogni tion chip LD3320 continuously detect the outside voice input and voice recognition,then the Arduino microcontroller accord ing to classification,the result concludes that the trash belongs the last command steering gear open the lid of the corre sponding trash can .I ntelligent garbage cans can not only help the implementation of garbage classification policies,solve the problem of garbage classification that people are troubled by,but also provide a safety guarantee for the contactless garbage delivery during the epidemic.Keywords :internet of things,speech recognition,intelligent classification trash,Arduino,MCU,garbage classification,servo1 智慧垃圾桶简介2017 年 ， 我国颁布了 《 生活垃圾分类制度实施方案 》 ， 这一 举措对维护生态系统平衡 、 改善城乡环境 、 促进资源回收利用都 具有重要意义 ， 该方案将垃圾分为厨余 （ 易腐 ） 垃圾 、 有害垃圾 、 可回收垃圾和其它垃圾四类 。 但是 ， 居民常为繁杂的垃圾分类问 题而犯难 ， 为此 ， 本项目旨在应用语音识别和单片机技术实现一 个自动分类的智能感知垃圾桶 ， 居民只需面对智慧垃圾桶 ， 说岀 要扔垃圾的名称 ， 智慧垃圾桶就可以识别语音输入并进行语音 识别 ， 进而区分岀该垃圾所属的类别 ， 最后自动打开该类垃圾的 翻盖 。传统的智能垃圾桶大都基于人体红外感应传感器 ， 它实现 的基本原理是 ： 微型控制芯片通过红外传感器的感应检测是否 有人靠近,当有人接近时 ， 微型控制芯片就指挥传动装置打开垃 圾桶的桶盖 ， 延时一段时间后 , 再自动关闭垃圾桶的桶盖 。 但是 , 由于红外传感器的传感检测距离往往不足 1m ， 所以这种垃圾桶 不但无法有效地解决垃圾分类投递问题 ， 也不能有效地防止垃 圾桶附近细菌和病毒的传播 。基于语音识别技术的智慧分类垃圾桶, 不仅可以帮助居民 方便快捷地完成垃圾分类 ， 同时也能有效减少因交叉触摸引起 的病毒传播 , 实现了疫情期间无接触式的垃圾投递 , 进而为疫情 防控提供了更多安全保障 。智慧分类感知垃圾桶是一种以单片机技术为基础, 运用微 控制器 、 传动装置以及各种传感器技术的智能设备 ， 相比传统的 垃圾桶 ， 智慧分类垃圾桶是一种新型智能产品 ， 实现了无接触式 垃圾投放与分类 。 此外 ， 它还可以结合其它智能设备应用于各种 场景 ， 比如结合智慧灯 、 智慧窗帘 、 智慧加湿器等组成智能家居 系统;结合智慧 ETC 设备 、 超声波测距仪等设备构成智慧停车 场等 。 总之 ， 智慧垃圾桶在构建智慧城市 、 创建文明城市等方面 发挥着重要作用 。智慧分类感知垃圾桶的主要结构为: Arduino UNO 微控制 芯片分别连接一块 LD3320 语音识别模块和四个舵机 。 首先 ， 语 音识别模块不断检测外界环境中居民说岀的垃圾名称拼音串 ， 比如 , 香蕉皮 、 电池 、 纸片 、 玻璃等 , 并进行语音识别 , 并把识别结 果传给微控制器芯片, 接着微控制器根据识别结果判断垃圾所 属的分类 , 最后指挥舵机打开相应垃圾桶的翻盖 , 等待延时一定 的时间 （ 人投递垃圾需要的时间 ） 后再指挥舵机自动关闭该垃圾 桶的桶盖 。下面分别说明智慧分类垃圾桶四个模块及其功能 ：1 ） Arduino UNO 开发板 ： 智慧分类垃圾桶的核心模块 ， 相 当于智慧垃圾桶的大脑 。 Arduino UNO 微控制器可以脱机独立 运行可执行文件 ， 它指挥智慧垃圾桶有序地进行工作 ： 即先调用 语音识别模块不断监测外界的语音输入并识别结果, 再根据输 入的识别结果完成判断分类, 最后指挥四个舵机之一打开垃圾 桶的翻盖 。2 ） 语音识别模块:智慧分类垃圾桶的 AI （ 人工智能 ） 模块 ， 相 当于智慧垃圾桶的感知耳朵 。 语音识别模块可以根据外界的自然 语言输入进行语音识别 ， 并将识别结果传给 Arduino 开发板 。3 ） 舵机模块:智慧分类垃圾桶的动作执行模块 ， 相当于智慧 垃圾桶的手臂 。 本文使用四个舵机分别置于四种不同的垃圾桶 上 ， 它可以接收 Arduino UNO 开发板的动作指令 ， 自动打开垃 圾桶的翻盖 ， 当垃圾投递结束后 ， 再关闭垃圾桶的翻盖 。4 ） 垃圾桶外壳:智慧分类垃圾桶的载体 。 厨余垃圾 、 有害垃 圾 、 可回收垃圾和其它垃圾,共四类垃圾分别对应四种不同的垃 圾桶 。