可清理殘食的自動寵物喂食系統(tǒng)

胡正練 王橋 陳旭 羅濤 田麗瓊 尹鴻

摘 要：文中研發(fā)一款多功能智能寵物喂食系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能包括自定義實時喂食狀態(tài)、用戶喂食時間，語音信息提示寵物進(jìn)食，殘留物自動清理等。系統(tǒng)解決了目前市場上寵物自動喂食系統(tǒng)無法對殘留物進(jìn)行清理和人機交互不友好

等問題。

關(guān)鍵詞：自動寵物喂食；殘食清理；語音提示；定時

中圖分類號：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）08-00-02

0 引 言

隨著我國社會市場經(jīng)濟(jì)的加速前進(jìn)，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)。我國人民生活質(zhì)量得到了顯著提升，寵物行業(yè)也得到了快速發(fā)展。由于人口老齡化及城市生活水平的封閉性、個性化等問題不斷顯現(xiàn)，在國民生活中休閑、消費和情感支出也呈現(xiàn)出各種各樣的發(fā)展趨勢。家養(yǎng)寵物的興起已成為城市生活中新興娛樂方式之一。寵物的喂養(yǎng)和護(hù)理常常是寵主最關(guān)心的問題，目前寵物主要依靠人工喂養(yǎng)。而在當(dāng)今社會，人們的工作與學(xué)習(xí)十分繁忙，當(dāng)外出時間較長時，寵物的食物和水的供給存在較大的問題。特別是當(dāng)人們外出度假或出差，往往不能及時給與它們更好的照顧。當(dāng)今日益激烈的競爭中，各行業(yè)為提高自身競爭力，引進(jìn)了各式各樣新奇的東西來吸引消費者。經(jīng)過長時間的市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)公民和民營企業(yè)家都采用了傳統(tǒng)的人工喂養(yǎng)方法，不僅消耗了大量的人力資源，還增加了人力成本，增大了企業(yè)的投入成本。此外，由于飼養(yǎng)者長期單調(diào)重復(fù)的工作，對工作的熱情急劇下降，寵物的飲食也得不到保證。為方便飼養(yǎng)寵物人士，本文研發(fā)了集自動語言提示、殘食清理、自動投食為一體的寵物喂食

系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)概述

該寵物喂食系統(tǒng)基于當(dāng)前市場上寵物喂食設(shè)計而成，寵物喂食系統(tǒng)通過定時完成食物的投放等功能，通過語音提示提醒寵物進(jìn)食。該系統(tǒng)在一般的寵物喂食設(shè)備的基礎(chǔ)上添加了自動清潔功能，可將殘食清理，對清理的水和食物進(jìn)行隔離。

1.1 設(shè)備功能系統(tǒng)設(shè)計

該寵物喂食系統(tǒng)的功能設(shè)計如圖1所示，該寵物喂食系統(tǒng)功能包括定時系統(tǒng)、語音播報系統(tǒng)、投食系統(tǒng)和清理殘食系統(tǒng)，定時系統(tǒng)包括按鍵電路和LCD顯示進(jìn)行時間的控制和顯示，語音播報系統(tǒng)包括錄音和播報來提醒寵物進(jìn)食，投食系統(tǒng)包括閥門控制和重力感應(yīng)對投食量進(jìn)行控制，清理殘食系統(tǒng)包括舵機和重力感應(yīng)。

1.2 硬件基本結(jié)構(gòu)

自動寵物喂食系統(tǒng)的硬件框圖，如圖2所示。本系統(tǒng)由輸入、主控、輸出三部分組成，其中主控制器基于STM32微控制器。自動寵物喂食器的輸入電路主要有重力傳感器、DS1302實時時鐘；輸出電路主要有舵機（投食器閥門）、殘食清理的電機、LCD12864顯示電路和LD3320語音提示電路。

用戶可自定義設(shè)置食物投放時間，時間點到后舵機帶動投食閥門打開并進(jìn)行語音提示，寵物進(jìn)食時，語音關(guān)閉。若寵物進(jìn)食后，有殘留實物，則打開電機進(jìn)行回收清理。

1.3 軟件基本結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)軟件主要分為傳感器驅(qū)動程序、DS1302驅(qū)動程序、串口通信程序、電機驅(qū)動程序、舵機驅(qū)動程序及主程序，整個系統(tǒng)的運行流程如圖3所示。首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化的過程主要分為各功能模塊初始化以及STM32部定時器初始化；接著是判斷定時器是否到達(dá)設(shè)定時時間，若未到達(dá)設(shè)定時間，則繼續(xù)等待，若設(shè)定到達(dá)設(shè)定時間則進(jìn)行語音提示，并開始進(jìn)行投放食物；寵物進(jìn)食后若有殘食，系統(tǒng)進(jìn)行

清理。

2 測試結(jié)果及評價

現(xiàn)階段研發(fā)的寵物喂食器有定時自動播報的語音功能、定量的投食功能、自動清理殘食功能等。本系統(tǒng)的清潔功能具有較好的清潔效果，能保持設(shè)備的清潔，減少細(xì)菌滋生，保障寵物健康，測試結(jié)果見表1所列。

3 結(jié) 語

本設(shè)計的研究的基本內(nèi)容是基于STM32的自動寵物喂食系統(tǒng)，其主要包括利用電機實現(xiàn)對殘余食物的自動清理，以此減少對室內(nèi)環(huán)境的污染，利用重力感應(yīng)對食物的份量進(jìn)行感知，利用錄音與播放模塊對寵物定時進(jìn)食進(jìn)行提示等。

自動寵物喂食器主要是通過在LCD12864顯示時間，到達(dá)設(shè)定時間利用定時器和無線錄音對寵物定時進(jìn)食進(jìn)行提示，控制伺服電機自動投放食物，設(shè)定重力感應(yīng)的閾值，待寵物吃完后利用電機進(jìn)行殘余食物的自動清理，方便人們對寵物的飼養(yǎng)。

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