基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能寵物屋系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李玉婷 于國(guó)龍 謝書琴 吳戀

摘 要：當(dāng)今時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，對(duì)人們的生活以及學(xué)習(xí)產(chǎn)生了較大的影響。通過信息技術(shù)建立的智能寵物屋系統(tǒng)，利用系統(tǒng)對(duì)智能寵物屋進(jìn)行統(tǒng)一的管理，能夠提升寵物喂養(yǎng)的工作效率，并且解決人們因?yàn)槊τ诠ぷ骱蜕顭o法將寵物帶在身邊照顧的問題。

關(guān)鍵詞：寵物;智能化;物聯(lián)網(wǎng);單片機(jī)

0 引言

本文通過對(duì)智能寵物屋系統(tǒng)的需求分析，為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)做好鋪墊。后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。常規(guī)的寵物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多由人工進(jìn)行[1]，檢測(cè)方法包括定期對(duì)動(dòng)物進(jìn)行目測(cè)，使用工具測(cè)量動(dòng)物的各種生理情況，如體重、體溫、飲食等變化，或是由專業(yè)人員人工對(duì)動(dòng)物進(jìn)行檢查，如獸醫(yī)等[2]。因?yàn)橐恍l件的局限性，單純的簡(jiǎn)單工具檢測(cè)并不能有效觀測(cè)有些數(shù)據(jù)，而如果使用傳感器獲取動(dòng)物生理狀態(tài)的具體內(nèi)容，就能充分了解動(dòng)物生理信息的具體數(shù)據(jù)。電子化的數(shù)據(jù)處理減少了數(shù)據(jù)的偏差可能性，增強(qiáng)了觀察的效果。不僅如此，傳感器避免了人力的種種不足，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地觀測(cè)并記錄生理狀態(tài)的起伏，通過終端的可視化及時(shí)地向用戶反映情況，具有安全、實(shí)用、便捷的特點(diǎn)[3]。

1? ? 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是一個(gè)通過物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)建立的智能寵物屋系統(tǒng)，利用系統(tǒng)對(duì)智能寵物屋進(jìn)行統(tǒng)一的管理，由鼓風(fēng)機(jī)、寵物糧儲(chǔ)藏區(qū)、儲(chǔ)藏區(qū)、磁力電梯、蓄電池、垃圾儲(chǔ)存箱、排水管道、水灑蓬頭、頂部門、上層觀察墻壁、感應(yīng)擋板、信息收集器、控制器、處理器組成（見圖1）。

圖1中所示的鼓風(fēng)機(jī)，由蓄電池提供電源，由電腦處理器控制開關(guān)。寵物糧儲(chǔ)藏區(qū)在外側(cè)有小門，用于放入足夠?qū)櫸锛Z，置干燥劑，靠?jī)?nèi)側(cè)為多個(gè)隔板間隔的門，對(duì)應(yīng)不同數(shù)量的寵物糧，由處理器控制隔板開關(guān)。藥物儲(chǔ)藏區(qū)，定期提醒更換藥物，分?jǐn)?shù)個(gè)小間儲(chǔ)藏，由處理器控制開啟不同藥物的儲(chǔ)藏間，地板傾斜，便于倒入藥物。磁力電梯，負(fù)責(zé)運(yùn)送糧食和藥物，避免寵物污染飲食區(qū)，由處理器改變通過頂部底部電磁鐵的電流大小實(shí)現(xiàn)控制升降的功能。蓄電池，是固定性的鉛酸蓄電池，提供電力轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾儲(chǔ)存箱，則定期處理寵物的排泄物、毛發(fā)異物等。排水管道，裝有小型彈性材料濾網(wǎng)，排出的水流入凈水器，通過沉淀等步驟后流入儲(chǔ)水區(qū)，進(jìn)行循環(huán)利用，沉淀下的垃圾流入垃圾儲(chǔ)存箱。水灑蓬頭，后裝有注射器，由處理器控制，與儲(chǔ)水區(qū)有水管相連。頂部門，可使用拉環(huán)或由處理器控制開啟，材質(zhì)堅(jiān)硬，設(shè)置有數(shù)個(gè)通氣孔，并設(shè)置光控照明燈。上層觀察墻壁材料透明，堅(jiān)硬，避免寵物逃出，有彈性，避免寵物撞上受傷。感應(yīng)擋板，由處理器控制升降，有局部紗網(wǎng)，透風(fēng)。信息收集器，將傳感器附加于動(dòng)物體表的固定件上，有溫度傳感器模塊、加速度傳感器模塊和速度傳感器模塊等，所獲取信息將以波形式發(fā)送至控制器。控制器，識(shí)別獲得的信息，轉(zhuǎn)化為數(shù)字，傳輸至處理器。處理器，接收控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行程序化邏輯判斷，控制各處的開關(guān)運(yùn)行。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程

本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示，先將所養(yǎng)寵物基本信息如種類輸入處理器，再在其身上數(shù)個(gè)部位添加信息采集器，從寵物屋頂部放入屋內(nèi)。此后，信息采集器獲取動(dòng)物的生理情況，以無線波形式發(fā)送至置于間隔板下的控制器，控制器將生理信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，發(fā)送至處理器，處理器根據(jù)程序判定寵物生理狀態(tài)是否異常，若檢測(cè)到血糖含量過低，處理器綜合判斷寵物處于饑餓狀態(tài)，將先根據(jù)寵物種類的數(shù)據(jù)研究，開啟糧食儲(chǔ)藏室的不同閘門，放出適量的糧食于電梯間內(nèi)，再開啟磁力電梯將電梯升至居住層，此后電梯間前隔門慢慢下降。若檢測(cè)到動(dòng)物毛發(fā)表面局部有過量異物，將即時(shí)開啟灑水器，在處理器控制下灑水器將先釋放混有清潔劑的水，再釋放清水（水溫將根據(jù)當(dāng)前室溫進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)），此后打開排風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)行吹干工作。此外，寵物屋也將對(duì)寵物的身體健康進(jìn)行及時(shí)關(guān)注，對(duì)一些常見的疾病進(jìn)行電子智能診斷[4]，在進(jìn)行飼料調(diào)配時(shí)打開醫(yī)藥室隔門，放入適量藥品，當(dāng)檢測(cè)到極端情況時(shí)，會(huì)以信號(hào)的形式向主人的手機(jī)發(fā)出警報(bào)。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)信息采集器獲取動(dòng)物的生理情況，控制器將生理信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，發(fā)送自處理器根據(jù)程序判定寵物生理狀態(tài)是否異常，并放出適量的糧食進(jìn)行喂食。根據(jù)寵物情況投喂適量藥品，從而分擔(dān)了寵物主人料理寵物基本生活顧慮，為寵物主人節(jié)省出更多的工作時(shí)間[5]。

[參考文獻(xiàn)]

[1]杜雨函.基于用戶價(jià)值的寵物自動(dòng)喂食機(jī)設(shè)計(jì)[J].信息化研究，2016（3）：64-65.

[2]孫博.于洋，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能喂養(yǎng)寵物系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（9）：75-76.

[3]邵彥達(dá).基于AT89C51單片機(jī)的智能寵物家具[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（14）：1-2.

[4]李長(zhǎng)有.基于DHT11溫濕度測(cè)控設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2013（13）：107-108.

[5]聶茜茜.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能寵物管家[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018（3）：64-65.

（編輯 何 琳）