基于單片機AT89S51的垃圾稱重計費控制系統(tǒng)

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

許多發(fā)達國家已經(jīng)實行了垃圾計量收費，日本、韓國以及美國的經(jīng)驗是按照垃圾袋計算費用，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費，多傾倒一桶垃圾就多花一定的費用，可以避免按戶或按人頭收費的“一刀切”做法。

本文設(shè)計了一種基于單片機的垃圾稱重計費控制系統(tǒng)。與其他控制系統(tǒng)相比，單片機系統(tǒng)具有體積小巧、成本低廉等優(yōu)勢。

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）。每個箱體頂部安裝大小合適的投入門，底部安裝一個稱重臺。住戶準(zhǔn)備投放垃圾時，拿出充值卡，當(dāng)卡內(nèi)余額充足時，可以打開箱1、箱2或箱3，進行垃圾投放。其中箱1和箱3按照稱重減費，箱2按照稱重加費。為防止不同類別的垃圾投錯，可以將各個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，單片機具有體積小巧、價格低廉以及性價比高等優(yōu)點，因此本控制系統(tǒng)選用目前應(yīng)用最多的AT89 S51單片機做為主控制器，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，本設(shè)計中選用目前流行的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，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)電容充電達到2 V時，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現(xiàn)的功能如下［2］：

（1）無刷卡時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有刷卡時，識別卡內(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)計采用充值方式，對廚余垃圾和不可回收垃圾進行扣費，而紙張、塑料垃圾可以向卡內(nèi)充值。