摘要：智能家居作为一种全新的生活方式，受到了更多人的关注，包括老、中、青消费群体。智能家居是指通过各种智能化技术及产品，将家居环境及设备自动化、智能化，提高生活品质和舒适度的一种科技化产品。随着互联网技术的发展，许多传统的家电设备也转型成为智能家居，比如电视、空调、洗衣机、垃圾桶等，本文重点探讨智能垃圾桶。

关键词：智能家居；自动化；家电；垃圾桶

1价值

1.1受用群体：适人群为年龄偏大者，行动不便者，朝九晚五工作繁忙的上班族以及追求科技感的年青人群；主要适用场所为家庭、养老院、医院等；能够辅助老年人提高生活的方便性和实用性，可以保证家庭生活质量和舒适度。

1.2环保意识提升：随着全球环保意识的提高，人们对于环保的重视程度也在不断提升。2022年中国居民环境健康素养监测结果显示，我国居民环境健康素养水平从2018年的12.5%提升至2022年的18.8%；这意味着，当前我国平均每100个15—69岁的居民中，有18人具备基本环境健康素养。4年时间，我国居民环境健康素养水平提升50.4%。

1.3科学技术进步：传感器技术、人工智能等技术的快速发展为本项目的研发和应用提供了有力支撑。使得本项目能够更加精准地感知人们的位置、识别[1]区域空间，提升了使用体验和环保效果。

1.4日常消费升级：随着人们生活水平的提高和消费观念的转变，对于家居用品的品质和智能化程度要求也越来越高。本项目作为一种智能家居用品，能够满足人们对于品质和智能化的需求。

2设计

2.1主要工作原理

语音[3]声控智能移动垃圾桶（以下简称“语音桶”），主要应用于家庭、办公室等场所。例如公共场所，商场、医院、学校等地方，语音声控智能移动垃圾桶[4]可以通过感应技术和智能控制系统实现更高效、便捷的垃圾回收。

具体功能有：

（1）对房间整体扫描记录

扫描房间的大小和家具摆放等环境信息，存储在微电脑中，并基于这些信息规划行动路线。

（2）对环境的识别

通过激光雷达、摄像头等传感器获取周围环境的信息，然后通过算法进行处理和分析，确定出最适合的前进路径和方向。

（3）避障感应

利用红外感应技术，探测出障碍物，再反射给本机，从而进行有效的规避。

（4）多传感器融合技术

通过集成和融合多个传感器，能够提高语音桶的定位、姿态、速度和内部状态感知能力。

（5）路径规划

通过建立好的地图来确定一条最优的移动路径。语音桶通过不断计算出路径上的家具和障碍物的位置，然后选择一条合适的路径尽可能快速抵达呼叫区域。

（6）人机交互[5]

人与机器桶之间的交互行为，包括人机对话、手势识别、语音控制等操作，从而实现人机协作和智能控制。

（7）激光导航

利用激光检测周围环境，不受光源影响的方法。它可以扫描较大的范围，生成的地图精度较高。

2.2整体设计思路

（1）硬件体系

本设计的智能系统整体上由机器桶和充电基地两大部分组成。机器桶系统按照功能分为三个子系统：主控模块系统、作息采集系统、执行系统。主控模块系统：选取ST公司STM32F103ZET6作为MCU，并辅以复位电路、时钟电路等组成主控制器子系统，用以连接各个功能模块，并对整个系统进行硬件逻控制和软件层面的规划。

1）信息采集系统：包含配置在机器桶周身的超声波传感器、接触传感器、红外传感器，MPU-6050传感器及光电编码器

2）执行系统：车轮、各类电机是机器桶行走的直接执行者。机器桶机体采用三轮设计，前部万向轮，左右驱动轮，万向轮确保机器桶的各种转向得以良好的执行，左右驱动轮彼此相互独立，由L298N驱动电路驱动行走电机实现转动。

3）充电基地：由红外传感器及自主充电单元组成。红外传感器用于与机器桶通信并引导机器桶向基地靠近，作用类同与信标，由BO2002芯片组成的自主充电单元则对机器桶电池电源进行智能充电。

（2）软件体系

软件系统按照工作流程可以分为三大部分：信息采集系统，信息整合系统，任务执行系统。

1）信息采集系统的作用在于采集机器桶工作环境中的各类参数，由检测障碍物有无及分布的超声波程序，检测自身运动状态的MPU6050驱动程序及测量自身运动距离的光电编码器等组成。

2）信息整合系统用于存储机器桶作业过程中对栅格单元的判断信息及其编码，鉴于栅格内容的变动性，信息整合系统还将提取环境地图的相关有用信息。

3）任务执行系统根据环境信息采集系统获取的参数及内部存储的各种数据在主控模块的控制下控制各种机械装置进行运动，转弯，避障等。

3营销策略

健康环保、安全的创意营销策略对于产品发展至关重要。

（1）健康环保、安全的创意营销策是利用“环保大使”形象进行合作。合作内容包括产品形象塑造、产品定制设计、联名限量版等。

（2）可以利用社交媒体平台开展相关的营销策略。通过设立官方微博、微信公众号、YouTube频道等方式，与人们建立实时互动并传递产品信息。

（3）我们可以制定相应智能程序，建立儿童与“语音桶”的互动策略，让孩子在日常生活中养成爱护家庭环境，随手处理生活垃圾的习惯。

（5）可以通过教育宣传活动来提升产品知名度和形象。

（6）慈善公益活动还可以通过媒体报道和宣传推广，进一步提升产品的知名度和形象。

（7）产品可以通过一系列的策略来推动口碑营销。

4未来发展前景分析

人工智能将在智能家居中发挥更大的作用，通过学习和理解用户的行为习惯，提供更个性化、更智能的服务。智能家居设备将更加注重互联互通，不仅家庭内部的设备可以实现无缝连接，而且可以与城市基础设施、其他家庭设备以及用户的个人设备进行连接。随着人们对健康的关注度不断提高，未来的智能家居将更加注重健康管理功能。虚拟现实和增强现实技术将为智能家居带来全新的体验。随着环保意识的提高，未来的智能家居将更加注重可持续发展。

参考文献

[1] 基于声纹识别的智能照明语音识别算法研究[J]. 王建平;马兰兰;孙伟.传感器与微系统，2020（06）

[2] 基于场景分析的家用智能垃圾桶设计研究[J]. 黄劲松;甘卓伦.机械设计，2021（04）

[3] ARM单片机的语音识别在智能垃圾桶设计中应用[J]. 齐彦.电子世界，2021（06）

[4] 基于语音识别技术的智能分类垃圾桶[J]. 魏子瑄;刘小刚;陈真贵;魏莲婧;刘丽娟.单片机与嵌入式系统应用，2020（01）

[5] 节能交互型智能垃圾桶的设计[J]. 郭心如;郝慧荣;耿正龙;丁智军;邱洋懿;薛佳乐.科学技术创新，2021（06）