基于物联网技术的智能宠物屋系统设计与实现

李玉婷 于国龙 谢书琴 吴恋

摘 要：当今时代，物联网信息技术在各个领域都得到了应用，对人们的生活以及学习产生了较大的影响。通过信息技术建立的智能宠物屋系统，利用系统对智能宠物屋进行统一的管理，能够提升宠物喂养的工作效率，并且解决人们因为忙于工作和生活无法将宠物带在身边照顾的问题。

关键词：宠物;智能化;物联网;单片机

0 引言

本文通过对智能宠物屋系统的需求分析，为后续的系统设计与实现做好铺垫。后续的系统设计包括了系统的架构设计、功能模块以及数据库设计。常规的宠物监测系统多由人工进行[1]，检测方法包括定期对动物进行目测，使用工具测量动物的各种生理情况，如体重、体温、饮食等变化，或是由专业人员人工对动物进行检查，如兽医等[2]。因为一些条件的局限性，单纯的简单工具检测并不能有效观测有些数据，而如果使用传感器获取动物生理状态的具体内容，就能充分了解动物生理信息的具体数据。电子化的数据处理减少了数据的偏差可能性，增强了观察的效果。不仅如此，传感器避免了人力的种种不足，能长期稳定地观测并记录生理状态的起伏，通过终端的可视化及时地向用户反映情况，具有安全、实用、便捷的特点[3]。

1    系统功能设计

本系统是一个通过物联网信息技术建立的智能宠物屋系统，利用系统对智能宠物屋进行统一的管理，由鼓风机、宠物粮储藏区、储藏区、磁力电梯、蓄电池、垃圾储存箱、排水管道、水洒蓬头、顶部门、上层观察墙壁、感应挡板、信息收集器、控制器、处理器组成（见图1）。

图1中所示的鼓风机，由蓄电池提供电源，由电脑处理器控制开关。宠物粮储藏区在外侧有小门，用于放入足够宠物粮，置干燥剂，靠内侧为多个隔板间隔的门，对应不同数量的宠物粮，由处理器控制隔板开关。药物储藏区，定期提醒更换药物，分数个小间储藏，由处理器控制开启不同药物的储藏间，地板倾斜，便于倒入药物。磁力电梯，负责运送粮食和药物，避免宠物污染饮食区，由处理器改变通过顶部底部电磁铁的电流大小实现控制升降的功能。蓄电池，是固定性的铅酸蓄电池，提供电力转动。垃圾储存箱，则定期处理宠物的排泄物、毛发异物等。排水管道，装有小型弹性材料滤网，排出的水流入净水器，通过沉淀等步骤后流入储水区，进行循环利用，沉淀下的垃圾流入垃圾储存箱。水洒蓬头，后装有注射器，由处理器控制，与储水区有水管相连。顶部门，可使用拉环或由处理器控制开启，材质坚硬，设置有数个通气孔，并设置光控照明灯。上層观察墙壁材料透明，坚硬，避免宠物逃出，有弹性，避免宠物撞上受伤。感应挡板，由处理器控制升降，有局部纱网，透风。信息收集器，将传感器附加于动物体表的固定件上，有温度传感器模块、加速度传感器模块和速度传感器模块等，所获取信息将以波形式发送至控制器。控制器，识别获得的信息，转化为数字，传输至处理器。处理器，接收控制器发出的数据，根据数据进行程序化逻辑判断，控制各处的开关运行。

2 系统实现流程

本系统的实现流程如图2所示，先将所养宠物基本信息如种类输入处理器，再在其身上数个部位添加信息采集器，从宠物屋顶部放入屋内。此后，信息采集器获取动物的生理情况，以无线波形式发送至置于间隔板下的控制器，控制器将生理信息转化为数字信息，发送至处理器，处理器根据程序判定宠物生理状态是否异常，若检测到血糖含量过低，处理器综合判断宠物处于饥饿状态，将先根据宠物种类的数据研究，开启粮食储藏室的不同闸门，放出适量的粮食于电梯间内，再开启磁力电梯将电梯升至居住层，此后电梯间前隔门慢慢下降。若检测到动物毛发表面局部有过量异物，将即时开启洒水器，在处理器控制下洒水器将先释放混有清洁剂的水，再释放清水（水温将根据当前室温进行适当调节），此后打开排风扇和鼓风机，进行吹干工作。此外，宠物屋也将对宠物的身体健康进行及时关注，对一些常见的疾病进行电子智能诊断[4]，在进行饲料调配时打开医药室隔门，放入适量药品，当检测到极端情况时，会以信号的形式向主人的手机发出警报。

3 结语

本系统通过互联网信息采集器获取动物的生理情况，控制器将生理信息转化为数字信息，发送自处理器根据程序判定宠物生理状态是否异常，并放出适量的粮食进行喂食。根据宠物情况投喂适量药品，从而分担了宠物主人料理宠物基本生活顾虑，为宠物主人节省出更多的工作时间[5]。

[参考文献]

[1]杜雨函.基于用户价值的宠物自动喂食机设计[J].信息化研究，2016（3）：64-65.

[2]孙博.于洋，远程实时智能喂养宠物系统设计与实现[J].电子技术与软件工程，2016（9）：75-76.

[3]邵彦达.基于AT89C51单片机的智能宠物家具[J].科技创新导报，2017（14）：1-2.

[4]李长有.基于DHT11温湿度测控设计[J].机床与液压，2013（13）：107-108.

[5]聂茜茜.移动互联网智能宠物管家[J].电脑编程技巧与维护，2018（3）：64-65.

（编辑 何 琳）