基于多溫度傳感器的智能寵物籠設計與試驗

朱悅嘉

（合肥市第八中學 安徽 合肥 230001）

1 引言

溫度是動物重要體征物理量，是判斷動物健康與否的關鍵數據，溫度對動物生命活動起著尤為重要的作用，直接影響著動物生長、發育、繁殖、生活狀態和行為[1]。現代生活中，隨著生活水平提高，越來越多的人寵物豢養愛好者對寵物健康十分關心，寵物箱針對寵物及其生活環境的需要推出一系列功能，方便寵物主人養寵的同時，也給寵物帶來一個更高端的“生活小屋”。由于出差旅游等原因不方便攜帶寵物，但又需及時掌握寵物生活環境及健康狀態，因此帶有實時監控的智能寵物籠已成為廣大寵物愛好者迫切需求的產品[2-4]。

2 多溫度傳感器的智能寵物籠系統設計

2.1 系統構成

多溫度傳感器的寵物狗籠舍溫度采集與監控預警系統主要包括主控模塊、供電模塊、溫度采集模塊、顯示模塊、GSM/GPRS通信模塊、報警模塊、降溫裝置。如圖1所示，系統中供電模塊分別與主控模塊和電源管理模塊相連，通過供電模塊的電流為主控單元和電源管理單元供電；主控單元分別與溫度采集單元、顯示單元和GSM/GPRS通信單元相連，主控單元將溫度采集單元采集到的數據處理之后，將溫度數據顯示在顯示屏上，并同時通過通信單元實現溫度數據的傳輸（上傳至服務器，以實現對寵物狗溫度的實時查詢；或則通過短信實現對溫度數據的查詢）。通過本系統可以對寵物狗溫度隨時進行溫度采集與監測預警，達到對寵物狗溫度的監控。

圖1 多溫度傳感器的寵物狗籠舍溫度采集與監控預警系統

2.2 關鍵核心模塊設計與功能

2.2.1 溫度采集模塊 溫度采集模塊采用單線式數據溫度傳感器采集溫度檢測信號，在寵物籠內按照寵物的生活習性和棲息習慣均勻布置溫度傳感器，實現多路的溫度采集，同時獲得各路溫度傳感器的溫度檢測信號，檢測當前周圍環境的溫度。溫度檢測信號經濾波、放大后，傳輸到MCU主控模塊，MCU主控模塊中微處理器按多路溫度采集算法進行比較和篩選，按照所設定的加權因子進行加權運算，確定寵物體溫。獲得當前寵物體溫和周圍環境溫度，經MCU主控模塊中微處理器處理將其轉化為文本信息，儲存在內部儲存器中，或者經MCU主控模塊中微處理器處理后轉化為串口數據。為了使得檢測的寵物狗溫度更為準確，采用了多點溫度傳感器布置，同時多路的溫度采集。通過在寵物活動范圍內多點布置溫度傳感器，以便采集寵物狗的溫度，多點溫度傳感器增加采集溫度數據的可靠性。

2.2.2 GSM/GPRS通訊模塊 所測數據轉換成文本文件后，按照設定的路由協議，通過串口數據由GSM/GPRS通信模塊上傳至上位機，實時溫度監控查詢數據庫，實現數據的無線傳輸。GSM/GPRS通信與溫度采集是兩個獨立性很強的產品，由于GSM/GPRS通信技術具有數據傳輸效率高、連接建立時間短、良好移動的特性，因而其廣泛應用于智能家居的遠程控制、智能家居的報警系統、儀表遠程的數據采集、定位追蹤。因此通過GSM/GPRS通信技術可以將采集到的溫度數據以短信和GPRS數據的方式，發送到客戶終端。本文采用SIM900通信模塊將獲得串口溫度數據轉化為IP溫度數據，同時將溫度數據上傳至遠程溫度監控與查詢服務器，收到短信查詢指令時，將當前的溫度值以短信的格式發送到接收端。

2.2.3 主控模塊 MCU主控模塊對多個溫度傳感器鏈接，為了使得檢測的寵物的溫度更為準確，采用了多點溫度傳感器布置并進行一定的加權處理；將檢測到的溫度值實時上傳至溫度監控與查詢終端，同時將可以檢測到的溫度數值以趨勢曲線圖描繪顯示出來。系統將檢測模塊所得到的溫度值，微處理器根據預先設定的寵物所適應的溫度范圍作出判斷，并生成判斷值；根據判斷值，作為MCU主控模塊是否觸發蜂鳴器報警模塊，通過通信模塊以短信的方式向用戶發送高溫預警；根據接收到的遠程短信控制指令，判斷是否啟動升溫和降溫裝置；若溫度超出寵物所適應的溫度范圍時，同時在延遲2min中未接到遠程短信控制啟動升溫降溫裝置指令時，MCU主控模塊自動啟動升溫降溫裝置。

3 多溫度傳感器的智能寵物籠優點

（1）檢測精度高。采用多點測量寵物的體溫，是防止寵物的籠內姿態變化對體溫測量的影響，通過加權方法，有效提高測量精度。

（2）無障礙性。裝有溫度傳感器的寵物狗籠舍應不能妨礙寵物已有習性。安裝的電子裝備不能外露，避免寵物誤咬，誤食，加熱環節避免寵物燙傷，降溫環節避免寵物的爪子誤入，給寵物造成傷害。

（3）環保性好。設計的多溫度傳感器的寵物狗籠舍溫度采集與監控預警系統應無噪聲，低功耗，提高測試精度。

（4）顯示便捷性。設計的顯示模塊包括兩個方面，其一是現場顯示報警，通過液晶屏顯示實時溫度，方便現場操作；另一方面，通過通訊模塊實現移動端顯示，方便寵物主人及時掌握寵物體溫狀況；

4 結語

隨著單片機以及通訊技術飛速發展，應用領域不斷拓展，利用單片機和溫度傳感器構建多溫度傳感器的寵物狗籠舍溫度采集與監控預警系統，實現對溫度的精確測量，成本低廉，大大提高了寵物的存活率，可以有效減少寵物豢養成本。

[1]馬遷.寵物移動健康服務大有可為[J].上海信息化，2016(3)：63-64.

[2]楊樂，高超.基于彩信的遠程控制寵物籠系統的研制[J].信息技術，2012(10)：40-41.

[3]王丹雪.“互聯網+”下的寵物寄養新思路.上海信息化，2016(3)：65-66.

[4]張書瑜.寵物用品市場調查及前景預測[J].江蘇商論，2016(8)：9-10.