多功能家庭寵物喂食機器人的設計

陳猛

摘要：當今社會上，越來越多的人喜歡養(yǎng)寵物，但由于出差或旅游等原因外出時不能及時照顧寵物。本系統(tǒng)的設計在一定程度上能夠解決主人不在身邊 時寵物的飲食問題。本系統(tǒng)的設計實用性強，用戶可以遠程控制機器人給寵物喂食，就如同用戶本人給寵物喂食一樣。還能控制選擇不同餐格的食物， 按寵物身體狀況選擇相應的食物進行喂食，可有效保護寵物健康成長。用戶通過遠程激光逗寵，可以防止寵物患有肥胖癥并起到鍛煉的作用。同時應該 知道，只有經(jīng)過良好的訓練，寵物才能有效地適應喂食機器人。

關(guān)鍵詞：遠程控制;寵物喂食;激光逗寵

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-041-02

Abstract： In today's society， more and more people like to keep pets， but they can not take care of pets in time due to travel or traveling. The system's design to a certain extent， be able to solve the owner's diet is not around when the problem. The practical design of the system is strong， the user can remotely control the robot to feed the pet， just as the user to feed their pets. But also control the choice of food in different formats， according to the physical condition of pets choose theappropriatefoodforfeeding，whichcaneffectivelyprotectthehealthygrowthofpets.Theuserthroughtheremotelaserpet，petcanpreventobesityandplaya role.Atthesametime，itshouldbenotedthatpetscaneffectivelyadapttofeedingrobotsonlyaftergoodtraining.

Keywords： remote control; pet feeding; laser funny pet

引言

隨著我國社會經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，城市化的進程不斷加速。我國國 民生活水平不斷得到提高，我國的寵物行業(yè)[1]也得到了飛速的發(fā)展。

寵物的喂養(yǎng)和看護往往是寵物主人最關(guān)心的問題，目前寵物主要還是依靠人工進行喂食[2]。而在當今社會中，人們的工作與學習是十分的繁 忙，當人們外出時間比較長時對寵物的食物的供給就出出現(xiàn)了比較大的問題。特別是當人們出差在外或者是旅游度假時，經(jīng)常不能及時的對家中 的寵物給予很好地照顧，寵物的飲食常常成為困擾人們主要問題[3-4]。

本系統(tǒng)設計的機器人，在外觀上很靈巧，體積相對較小，不會讓寵物 感到畏懼和不適應。同時具有如下功能：實時視頻、語音呼叫喂食、多餐格 食物選擇、遠程激光逗寵等，做到了很好的人機交互，能夠滿足愛寵人士 的需求。同時，本系統(tǒng)設計的機器人的攝像頭由于搭建在一個二自由度的 云臺上，通過遠程控制云臺轉(zhuǎn)動幾乎可以查看家里所有角落的信息，起到了很好的安防功能。

1 系統(tǒng)數(shù)字化設計

本設計中模型均采用 Solid Edge[5-6]軟件設計，各個組件設計分別如下：

圖 1 寵物喂食機器人整體模型設計

寵物喂食機器人的整體輪廓如圖 1，將餐盤固定于步進電機之上，并將步進電機通過鋁制長形薄片與車體連接，且攝像頭安裝于餐盤后方，進而能夠及時觀察餐盒食物余量和選擇相應餐格食物。

2 系統(tǒng)軟硬件設計

3.1 系統(tǒng)硬件設計方案。本系統(tǒng)由 ARM 處理器模塊、底板驅(qū)動模塊和

WIFI 模塊組成，傳感器單元由攝像頭模塊組成，被控對象由轉(zhuǎn)向舵機、直流電機、步進電機、激光頭模塊和語音播放模塊等組成。網(wǎng)絡傳輸通過

WIFI 模塊進行傳輸。系統(tǒng)的整體硬件設計方案圖 2 所示：

圖 2 系統(tǒng)的整體硬件設計方案

3.2 系統(tǒng)軟件設計方案。用戶打開手機端 APP 即可實時視頻，同時用戶可以根據(jù)自己的需要，通過手機端發(fā)送相關(guān)指令參數(shù)，WIFI模塊收到指令后，通過串口將該指令發(fā)送給主控模塊。主控模塊接收到指令后，作出分析判斷并驅(qū)動相關(guān)部件進行工作。

3.2.1 WIF 模塊工作流程圖

WIFI模塊上電，復位

圖3系統(tǒng)整體軟件設計方案 圖 3WIFI模塊工作流程圖

3.2.2 上位機和下位機通信協(xié)議。上位機發(fā)送指令控制下位機的協(xié)議格 式包括 5 個部分：包頭、類型位、命令位、數(shù)據(jù)位和包尾，其基本命令格式為

FF+XX+XX+XX+FF。包頭和包尾均為FF，前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、紅光開、白光開、紅白關(guān)、語音 1、語音 2、左微調(diào)、轉(zhuǎn)一格、右微調(diào)等控制指令的類型位和數(shù)據(jù)為均為00，命令位為01～04、09～0F、10，云臺舵機1和云臺舵機2的類型位均為01，命令位分別為07和08，數(shù)據(jù)位為舵機角度值。

4 結(jié)束語

本設計采用的方案是 WIFI 技術(shù)與廣域網(wǎng)的融合，其通過配置家庭路由器，將機器人的WIFI 模塊的控制地址和視頻地址映射在路由器上，用戶無論在家中還是在外面，只要手機有網(wǎng)絡，然后打開本機器人對應的手機端 APP 就能實現(xiàn)實時視頻和遠程控制。相比于普通的藍牙技術(shù)，本設計的技術(shù)優(yōu)勢顯而易見，不僅傳輸速率高， 而且可以遠程實時控制。更是進一步采用了舵機云臺控制攝像頭的角度， 幾乎無死角的監(jiān)控家里各個角落，使得用戶完全可以免去了安裝監(jiān)控攝像頭。

參考文獻：

[1] 陸江， 朱道仙， 盧勁曄，等. 我國寵物行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J]. 獸醫(yī)導刊， 2017（14）：26-26.

[2] 馬晨暉. 寵物喂養(yǎng)機智能遠程控制系統(tǒng)的設計與研發(fā)[D]. 山東理工大學， 2015.

[3] 李欣. 廣州市寵物貓飲食狀況與疾病關(guān)系的調(diào)查及中藥處方糧的輔助治療作用[D]. 華南農(nóng)業(yè)大學， 2016.

[4] 孟剛. 我國寵物行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景 [J]. 青海畜牧獸醫(yī)雜志， 2010， 40（5）：38-39.

[5] BrookR.SolidEdgeDesignSensors（OntheEdgeSolidEdgeTutorial） [J]，2008.

[6] TickooS.SolidEdgeST3forDesigners[J]，2011.