基于單片機(jī)AT89S51的垃圾稱重計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)

我國(guó)現(xiàn)有的垃圾收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低，政府每年都要投入很大一部分資金來貼補(bǔ)垃圾處理企業(yè)。垃圾收費(fèi)制度改革后，不但可以彌補(bǔ)政府和企業(yè)投入，還能督促居民加強(qiáng)垃圾的減量和資源化意識(shí)，促進(jìn)垃圾減量化、資源化、無害化。

許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)行了垃圾計(jì)量收費(fèi)，日本、韓國(guó)以及美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)是按照垃圾袋計(jì)算費(fèi)用，居民多扔垃圾多買袋就多花錢；另外的形式是直接按照垃圾重量計(jì)費(fèi)，多傾倒一桶垃圾就多花一定的費(fèi)用，可以避免按戶或按人頭收費(fèi)的“一刀切”做法。

本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的垃圾稱重計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)。與其他控制系統(tǒng)相比，單片機(jī)系統(tǒng)具有體積小巧、成本低廉等優(yōu)勢(shì)。

1 系統(tǒng)要求和主控制器的選擇

系統(tǒng)工作原理如下：垃圾箱由3個(gè)不同的箱體組成，分別收集廚余垃圾（箱1）、紙張和塑料等可回收垃圾（箱2）以及其他不可回收垃圾（箱3）。每個(gè)箱體頂部安裝大小合適的投入門，底部安裝一個(gè)稱重臺(tái)。住戶準(zhǔn)備投放垃圾時(shí)，拿出充值卡，當(dāng)卡內(nèi)余額充足時(shí)，可以打開箱1、箱2或箱3，進(jìn)行垃圾投放。其中箱1和箱3按照稱重減費(fèi)，箱2按照稱重加費(fèi)。為防止不同類別的垃圾投錯(cuò)，可以將各個(gè)箱的投入門做得各不相同，例如紙張投入箱控制門應(yīng)當(dāng)做成扁平口，只允許紙張或報(bào)紙雜志投入。控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

與其他控制器相比，單片機(jī)具有體積小巧、價(jià)格低廉以及性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因此本控制系統(tǒng)選用目前應(yīng)用最多的AT89 S51單片機(jī)做為主控制器，可以方便地與射頻電路、顯示電路、通信電路、A/D轉(zhuǎn)換電路接口連接，構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)。

2 IC卡及讀卡電路

非接觸式IC卡又稱射頻卡，與接觸式IC卡相比，解決了無源和免接觸的問題，具有可靠性高、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中選用目前流行的Mifare1卡， 控制器內(nèi)的專用讀卡芯片連接的天線線圈不斷向外發(fā)射一組13.56 MHz固定頻率的電磁波， Mifare1卡靠近時(shí)，卡內(nèi)的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生共振，使電容充電產(chǎn)生電荷，當(dāng)電容充電達(dá)到2 V時(shí)，該電容作為電源為卡上的電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)并予以保存［1］。

MFRC500是應(yīng)用于13.56 MHz的非接觸式通信高集成度讀卡芯片，集成了13.56 MHz下所有類型的被動(dòng)非接觸通信方式和協(xié)議，支持Mifare1卡，與AT89S51的接口電路如圖2所示。根據(jù)系統(tǒng)要求，相應(yīng)部分的控制程序需要實(shí)現(xiàn)的功能如下［2］：

（1）無刷卡時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有刷卡時(shí)，識(shí)別卡內(nèi)信息，包括用戶信息、卡內(nèi)余額以及系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)區(qū)域，并調(diào)用顯示程序。

（2）支付方式可選充值和記賬。本設(shè)計(jì)采用充值方式，對(duì)廚余垃圾和不可回收垃圾進(jìn)行扣費(fèi)，而紙張、塑料垃圾可以向卡內(nèi)充值。