📷 传送带实时画面
点击右上角「开启摄像头」
绿色占比: --%
📊 分拣统计
0
菜叶 → 舵机扫
0
果皮 → 放行
0
其他 → 放行
0
总数
| # | 时间 | 识别结果 | 置信度 | 动作 |
|---|
🧪 降解方案推荐（按当前计数自动生成）
🔍 最近识别
等待垃圾...
🌡️ 环境温湿度 (DHT22)
--
温度 ℃
--
湿度 %
板子 PB8，每 5 秒自动上报
♻️ 校园果皮菜叶混合垃圾 智能分拣与高效降解系统
串口未连接 摄像头未开启 🤖 自动分拣：待命中 📖 技术文档📖 系统概述
本系统面向校园食堂果皮菜叶混合垃圾，实现"自动分拣 → 含量统计 → 高效降解方案生成"闭环：传送带运输垃圾，红外传感器检测到位，浏览器摄像头采集图像并用 HSV 颜色模型识别菜叶/果皮，舵机执行分拣；网页按分拣含量与实时温湿度（DHT 传感器）自动生成针对性高效降解处方（碳氮比调整、EM 菌用量、温湿度调控），为降解研究提供数据支撑。全部控制逻辑运行在浏览器（Web Serial API），服务器仅做静态页面分发，零后端进程。
🧩 分阶段技术方案
Stage 1垃圾到位检测（红外传感器）
目标：检测垃圾到达拍照点，触发后续流程。
评估标准：
· 有效检测距离 2~10 cm（模块电位器可调）；遮挡触发 → 串口上报延时 < 100 ms；防抖周期 2 s（固件）/ 3 s（网页）双重保护。
检测方法：反射式红外模块（4 脚：AO/DO/VCC/GND），数字输出 DO 接 STM32 PB5（上拉输入）；垃圾遮挡 → DO 拉低 → 固件立即发送 DETECT\r\n。AO 悬空不用。
Stage 2图像采集与 HSV 识别（浏览器）
目标：判断垃圾类别：菜叶 / 果皮 / 其他。
评估标准：
· 分辨率 640×480；DETECT 后延时 0.3 s 拍照（PHOTO_DELAY 页面可调）；单帧识别耗时 < 50 ms（JS 逐像素）。
检测方法：canvas 逐像素 RGB→HSV 转换（H∈[0,180]，S/V∈[0,255]，对齐 OpenCV）：
· 菜叶：绿色 H∈[30,90]、S≥40、V≥40，占比 > 6% → leaf
· 果皮：黄色 H∈[15,30)、S≥40、V≥40，占比 > 15% → peel
· 其余 → other（放行）。页面提供「测试识别」按钮与实时绿色占比显示，便于现场校准。
Stage 3舵机自动分拣（单舵机方案）
目标：菜叶类垃圾扫入收集桶，其余放行。
评估标准：
· 动作序列：0° 静止 → 扫出 90° → 保持 0.8 s → 归位 0°；指令 SERVO1 → 回复 OK SERVO1。
检测方法：SG90 舵机，TIM3_CH1（PA6）50 Hz PWM，脉冲 500~2500 µs 对应 0~180°。识别到菜叶后延时 SERVO_DELAY（默认 0.8 s，页面可调）发送指令，配合传送带速度对准垃圾。舵机2（PA7）驱动保留，单舵机模式下不使用。
Stage 4环境温湿度监测（DHT 传感器）
目标：实时监测降解环境温湿度，为降解处方提供环境数据。
评估标准：
· 采样周期 5 s；温度分辨率 0.1 ℃；DHT11/DHT22 自动识别（小数恒 0 判为 DHT11）；读取失败上报 DHT-ERR n（1=无应答 4=校验错）。
检测方法：单总线接 PB8（3 脚模块：+ →3.3V、- →GND、OUT→PB8）。固件每 5 s 上报 T:27.2 H:78.8\r\n；读取期间屏蔽中断保证时序（delay_us(1) 步进等待，对齐验证过的 DHT11 驱动写法）。
Stage 5降解方案生成（含量 × 温湿度）
目标：按本轮分拣含量与实时温湿度，生成针对性高效降解处方。
评估标准：
· 含量估算：菜叶 5 g/片、果皮 10 g/个；EM 菌 20 ml/kg；好氧发酵最佳区：温度 50~65 ℃、湿度 55~65%；黄金配比 菜叶:果皮 ≈ 2:1。
检测方法：综合处方规则（量 × 温湿度分支判定）：
· 投料 <100 g=少量，100~500 g=中量，≥500 g=大量（大量 → 分两批+每天翻堆 2 次）
· 温度 <15 ℃ → 建议加热；>65 ℃ → 翻堆散热；50~65 ℃ → 最佳发酵区
· 湿度 <50% → 喷水；>70% → 加干料+通风；55~65% → 适宜
· 菜叶占比 >75% → 补干碳源（菜叶重 30%）；果皮占比 ≥45% → 切碎至 2 cm 以下、EM 菌加倍（柑橘果油抑菌）。「结束运行」按钮生成本轮分拣总结报告。
📊 技术指标汇总表
| 阶段 | 目标 | 主要指标 | 阈值 / 参数 | 输出 |
|---|---|---|---|---|
| 1 红外检测 | 检测到位 | 距离 / 防抖 | 2~10 cm / 2 s+3 s 双重 | DETECT |
| 2 图像识别 | 类别判断 | HSV 颜色占比 | 绿>6% → 菜叶；黄>15% → 果皮 | leaf / peel / other |
| 3 舵机分拣 | 菜叶入桶 | 扫角 / 保持 / 延时 | 90° / 0.8 s / 0.8 s 可调 | SERVO1 → OK SERVO1 |
| 4 温湿度 | 环境监测 | 采样周期 / 分辨率 | 5 s / 0.1 ℃ | T:xx.x H:xx.x |
| 5 降解处方 | 方案生成 | 含量 / 菌量 / 环境区 | 5g/片·10g/个 / 20ml/kg / 50~65℃·55~65% | 综合处方 + 配方明细 |
🔧 系统架构图
输入：传送带上的果皮菜叶混合垃圾 ↓ [红外传感器 PB5] ── 遮挡触发, 2s 防抖 ↓ DETECT\r\n [浏览器拍照] ── 延时 0.3s, 640×480, getUserMedia ↓ [HSV 识别] ── 绿>6%→菜叶 | 黄>15%→果皮 | 其余→放行 ├─ 菜叶 ── 延时 0.8s ──→ [SG90 舵机 PA6] 扫90°×0.8s ──→ 收集桶 └─ 其他 ──────────────────────────────→ 放行 ↓ 计数 (菜叶/果皮/其他 分类统计) [含量估算] 菜叶5g/片 × N + 果皮10g/个 × M + [DHT 温湿度 PB8] ── 每 5s 上报 ↓ [综合降解处方] 配比/碳源/EM菌量/水分/温控/预计天数 ↓ 输出：本轮分拣总结 + 高效降解方案 链路：传感器 ──→ STM32F103C8T6 ── CH340(USART1 重映射 PB6/PB7) ──→ 电脑浏览器 (Web Serial API, 115200 8N1) 页面：https://cdqtech.online/garbage-sorter/ (nginx 静态托管, 零端口占用)
📸 硬件实物照片
注：红外传感器、CH340 串口模块、USB 摄像头、DHT 温湿度模块照片待补拍。
📋 硬件模块详解
| 模块 | 型号 | 作用 | 接线 |
|---|---|---|---|
| 主控板 | STM32F103C8T6 (Blue Pill) | 传感器采集、舵机 PWM、串口通信 | — |
| 红外传感器 | 反射式 4 脚 (AO/DO/VCC/GND) | 垃圾到位检测 | DO→PB5，AO 悬空 |
| 舵机 | SG90 | 菜叶分拣扫臂 | 信号→PA6，红→5V，棕→GND |
| 温湿度 | DHT11 / DHT22（3 脚 + - OUT） | 降解环境监测 | OUT→PB8，+→3.3V，-→GND |
| USB 转串口 | CH340G | 电脑通信（115200 8N1） | TXD→PB7，RXD→PB6（USART1 重映射） |
| 摄像头 | USB 免驱（640×480） | 图像采集与识别 | 电脑 USB（不走 STM32） |
| 传送带 | 成品电动传送带 | 垃圾运输（自带电机电源） | 独立供电，STM32 不控制 |
📚 参考文献
- 李国学, 张福锁. 固体废物堆肥化与有机复混肥生产[M]. 北京: 化学工业出版社, 2000.
- 中华人民共和国国家标准. GB 7959-87 粪便无害化卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 1987.（好氧堆肥 50~55 ℃ 以上维持 5~7 天）
- 比嘉照夫. 拯救地球大变革——EM 微生物技术的应用[M]. 冯玉润, 译. 北京: 中国农业大学出版社.