智能化的家养宠物喂食器设计要点探讨

魏忠强

福建利利普光电科技有限公司厦门分公司，福建漳州，363007

0 引言

随着智能技术的发展与普及，人们对智能化家养宠物喂食器的智能化功能与人性化设计提出了更高的要求。为进一步满足消费者的多元化需求，在了解智能化家养宠物喂食器设计方向及市场现场的基础上，对其设计要点进行深入探究，对于智能化宠物喂食器设计功能性和使用体验感的提升具有重要的促进作用。

1 智能化的家养宠物喂食器的概述分析

智能化家养宠物喂食器是一种集合多种智能技术的物联网产品。与传统家养宠物喂食器最大的不同在于，用户能够借助网络信息技术，利用手机、平板电脑等移动终端设备对喂食器进行实时监测和远程控制，从而实现家养宠物的远程投喂。随着科学技术的不断发展，现阶段的智能化家养宠物喂食器普遍具有：定时定量精确喂水喂食、双向语音通信、高清视频监测等智能化、人性化功能。同时，还设计装配有作为后备电源的充电电池。当喂食器处于正常工作状态时，会对电池进行充电，当市电断电后，后备电源可为喂食器持续供电，确保其基本功能得以正常运行。

2 智能化的家养宠物喂食器的设计

2.1 和其他宠物用品协调的配套设计

在进行智能化家养宠物喂食器设计时，注重和其他宠物用品协调的配套设计，是实现智能化家养宠物喂食器人性化设计、提升设备实用性的重要设计理念。例如：（1）关注喂食器对不同类型食物的适用性。宠物食粮主要分为商品类食品和自制类食品两种类型。前者的优点是储存使用方便，不易变质；缺点是成分单一，难以为宠物提供丰富的营养物质。后者的优点是成分、样式丰富，既能够为宠物提供不同类型的营养物质，又较为符合自家宠物的体制特征和饮食习惯，从而更有利于宠物的健康生长；缺点是存放时间较短，容易变质和弄脏喂食器。因为，在进行智能化家养宠物喂食器设计时，应注重对上述两类食物投喂特征与需求的考虑，增强喂食器对不同类型食物的适用性，提升喂食器的实用性。（2）关注喂食器对食物的保鲜能力。如何确保食物桶和喂食盘中食物的新鲜度，是用户选购智能喂食器时较为关注的问题。基于此，在设计过程中，可通过优化食物桶结构（增设密封盖、隔气层等）、丰富设备功能（食物保质期提醒功能、定量投喂功能等）等设计手段提升智能喂食器的食物保鲜能力，保障宠物的饮食卫生和安全，提升用户对产品的认可度。（3）关注喂食器与宠物的互动性。很多家养宠物对主人具有强烈的依赖性，当主人不在身边时会出现食欲下降的情况。基于此，在设计过程中，可通过加入主人语音、体味记录功能，增强智能喂食器与宠物之间的互动性，如：快到投喂时间时，自动播放主人的呼唤声或释放主人体味，使宠物产生主人未离开的错觉，从而安心进食[1]。

2.2 适合普通家庭使用的宠物喂食器

随着智能家电的普及，智能宠物喂食器会被更多的普通家庭所接受，可以预见，未来普通家庭必然是智能宠物喂食器的消费主体。因此，在进行智能家养宠物喂食器设计时，应更加注重喂食器经济性、耐久性、普适性，使其更符合普通家庭的使用需求。例如：（1）经济型智能喂食器设计。普通家庭成员多为工薪阶层，经济收入并不算太高，日常生活中并没有过多的资金用于宠物寄养，因此，解决自己上班期间或短期旅行期间宠物喂养问题是其购买智能喂食器的主要原因。基于此，具备定时定量投喂、远程监控、食物容量提醒等基础功能且经济耐用的经济型智能喂食器，对其更具吸引力。智能喂食器生产企业若想抢占普通家庭消费市场，应尤为重视经济型智能喂食器的设计和生产。（2）可升级型智能喂食器设计。大多数智能喂食器在设计好后，只能在系统规定的环境和条件下使用，一旦外部环境改变，很多功能便无法正常使用。这一设计弊端严重影响了智能喂食器的普适性和使用寿命，对于工作环境、居住环境易发生变化的普通家庭而言并不适用。而在智能喂食器软硬件开发设计过程中预留出一定的升级空间，使智能喂食器能够随着环境变化或技术发展而进行适度升级，使其不易因环境变化、技术发展而失效淘汰，则能够显著提升其普适性、经济性以及使用寿命，使其更符合普通家庭的购买和使用需求。

3 智能化的家养宠物喂食器的市场现状

3.1 现阶段智能化家养宠物喂食器的基本功能

随着智能家电制造技术的不断发展，智能化家养宠物喂食器使用功能愈发丰富。基于对当前市场情况的分析可以发现，大多数智能化家养宠物喂食器都具备以下几个基本功能：（1）定时投喂功能。智能喂食器的核心功能是其可在主人不在家的情况下自动喂食家养宠物。目前，该功能包含旅行出差、日常喂养、手动控制、智能操控等多种模式。（2）语音记录功能。考虑到部分家养宠物对主人的依赖性，避免发生宠物因主人不在而消极进食的情况，大部分智能喂食器都设计有主人语音记录功能或远程语音对讲功能。通过在投喂前播放主人录制的“呼唤”语音或通过APP和设备间的实时语音对讲 ，营造出主人未离开的假象，使宠物能够安心进食。在日常喂养过程中，主人还可以利用该功能培养宠物养成规律的进食习惯。（3）网络连接功能。目前，主要以WIFI连接为主要形式。基于网络连接功能的技术支持，智能喂食器能够与手机、笔记本电脑、平板电脑等移动终端设备有效连接，使得用户能够通过APP、网页等途径对智能喂食器进行远程监控。（4）高清录像及远程监控功能。很多用户与宠物分离后，很关心宠物自己在家时的饮食情况，而此功能的设计则能够充分满足用户观察宠物进食情况、与宠物远程互动的使用需求，使智能喂食器更具人性化。

3.2 现阶段智能化家养宠物喂食器的常见类型

在投喂方式上，现阶段智能化家养宠物喂食器主要分为半自动投喂和智能化投喂两种类型。前者在使用时，需要主人触控喂食器顶部的投食按钮，此时喂食器会根据设定投放相应数量的食物。后者在使用时，既能够根据主人提前设定好的投喂数据进行智能化的定时定量投喂，又能够通过APP或小程序进行远程投喂。

在投喂功能上，现阶段智能化家养宠物喂食器主要分为单一投喂和复合投喂两种类型。前者只能进行食物投喂；而后者既能够喂食，又能够喂水。

在供电类型上，现阶段智能化家养宠物喂食器主要分为插电型和充电型两种类型。相比而言，前者使用便利性较差但不易发生断电情况；后者使用便利，可随身携带使用，但不同质量的产品巡航能力存在差异性，不仅易发生断电情况，而且对电池的使用寿命和安全性具有较高要求。

3.3 现阶段智能化家养宠物喂食器的消费主体

通过对当前市场情况的分析可以发现，上班族、普通工薪家庭、年轻人是智能化家养宠物喂食器的消费主体。其原因在于，这部分人群既喜欢通过饲养宠物的方式在繁忙的工作之余寻找精神上的寄托，又因为工作性质、经济条件等因素的限制，存在白天无法正常喂食宠物、出行时舍不得花钱寄养等问题，而智能化家养宠物喂食器则能够帮助他们有效解决上述问题[2]。

4 系统结构框图分析

以现阶段市场中某款常见的智能化家养宠物喂食器为例，其系统结构设计框图如图1所示。根据系统结构框图可以看出，智能化的宠物饮水机和智能宠物喂食机已经通过网络将设备进行关联控制，可通过APP应用程序对设备进行远程自动化控制。智能化家养宠物喂食器的组成主要包含以下三个核心版块。

首先是智能化喂养设备。喂养设备主要包括：自动喂食机和自动饮水机。设备主要以STM32系列单片机作为主控MCU芯片，还包括电源管理、电机驱动、传感器检测、Wi-Fi通信模组、摄像头模组等主要部分。自动饮水机利用水泵和过滤系统保证水循环，通过水位检测传感器、HDS水质检测传感器了解水的剩余量以及水质情况，采集数据；通过称重模组来采集宠物每天的饮水量。MCU收集汇总采样的数据，通过Wi-Fi通信模组向云服务传输数据。MCU接收Wi-Fi通信模组传输下来的指令进行相应的控制操作，例如临时增加水泵输出进行推浮毛动作，将水面上浮动的宠物毛发推到饮水机的过滤系统中等。自动喂食机主要利用MCU进行定时、定量控制投食动作，通过红外传感器检测余粮情况、出粮份数，利用称重模组检测宠物每餐的进食量，数据通过Wi-Fi模组向云服务传输，摄像头模组实时采集视频，并通过Wi-Fi模组向云服务传输。云服务的相关指令被Wi-Fi模组接收，传输给MCU和视频处理器，接收到指令后MCU或者视频处理器响应对应的动作。例如：喂食计划的设置，包括手动喂食、拍照、录制视频、回看视频记录等。其次是云服务器。云服务器主要用于数据收集、数据计算和数据存储、构建相应的视频传输通道，使用户能够通过连接Wi-Fi网络或者4G/5G无线通信网络，利用APP、网页或微信小程序对智能喂食器及智能饮水机进行远程操控。

最后是用户端APP应用，如图2所示。用户端APP应用主要是人机交互界面，通过可视化的界面便于用户操作。将云服务器上的历史喂食记录、宠物历史进食记录和宠物历史饮水记录通过图表的方式展示，用户可以通过图表一目了然，有利于对宠物健康喂食进行管理。简易的操作界面、手动喂食或者喂食计划的设定都更便于操作。

5 智能化的家养宠物喂食器设计的应用分析

5.1 宠物进食量智能监测

宠物的饮食情况能够直接反映其身体的健康状态。在智能喂食器设计过程中，借鉴无纸记录仪的工作原理和设计特征，通过多种电子及通信技术的整合运用，在产品中设置食物投喂量监测记录仪，借助智能技术先进的数据实时采集能力和强大的数据计算分析能力，对宠物每天的进食量进行智能监测和分析记录。宠物主人通过APP或网页即可随时随地对宠物的饮食情况进行全面了解，如：宠物每天进食次数、总进食量、某次进食量等，从而对宠物的健康状况进行准确判断。同时，产品后台通过对宠物进食量监测数据的统计分析，还能够为用户提供更为科学、健康的宠物喂养建议，以此帮助宠物改善不良饮食习惯。

5.2 饮水龙头触控式控制

目前，大多数智能喂食器都属于复合型喂食器，既能喂食，也能喂水。但不同的喂食器在饮水龙头的控制方式上存在一定的差异性。

低端智能喂食器的饮水龙头多采用定时控制模式，即到达规定时间后便投放一定量的饮水。这种喂水方式的弊端在于，无法根据宠物实际饮水情况灵活调整，当宠物饮水量较少时，容易出现给水过量而发生饮水外流的情况，存在一定的安全隐患；当宠物饮水量较多时，容易出现供水不及时的情况。部分中端智能喂食器会通过远程操控的方式来控制饮水龙头，即当喂食器检测到水盘缺水后，会以APP消息提醒的方式通知用户，然后由用户通过远程操控的方式为水盘供水。这种喂水方式的弊端体现在两个方面：一方面是水盘中始终有水，若宠物饮水量较少或找到其他水源，极容易导致水盘存水变质，影响宠物健康；另一方面是若用户处于网络信号不好地区或无法及时查看APP信息，则会导致供水不及时。高端智能喂食器的饮水龙头则通常采用触控式控制。即借鉴人类日常生活中的感应龙头技术原理，通过传感器、电磁阀、控制芯片等元件实现饮水龙头接触控制或感应控制，从而解决上述两种供水模式的弊端，保证宠物正常的饮水需求及产品使用的安全性。

5.3 食物剩余量检测及提示

智能喂食器使用过程中，食物桶中储藏的食物会逐渐减少，若频繁打开食物桶密封盖来检查食物剩余量，不利于桶内食物的保鲜及卫生。基于此，在进行智能喂食器设计时，可通过加入食物剩余量检测及提示，使用户在不打开食物桶密封盖的情况下就能够准确掌握喂食器中的食物剩余量，从而有效解决剩余量检测与食物保鲜之间的冲突。目前，智能喂食器食物剩余量检测及提示的主要功能形式有两种：一种是声音提示，在食物桶下设置重量传感器，然后在系统中设定剩余量预警重量标准，当重量传感器检测到食物桶重量与预警值相同时，喂食器便会发出提示音和APP信息，提醒用户添加食物。另一种是剩余量实时显示。即预先测定食物桶装满状态时的总重量，记为“100%”，然后在食物桶下设置重量传感器，实时监测食物桶重量，通过中控系统对监测数据的计算，在产品显示屏及APP中实时显示当前剩余食物在食物桶中的占比，如“65%”等，使得用户能够根据实际需求灵活进行食物的增减[3]。

6 结语

综上所述，随着智能电器的普及，智能化家养宠物喂食器会具有更好的市场前景。相关企业在进行智能化家养宠物喂食器设计时，应注重和其他宠物用品协调的配套设计及普通家庭的使用需求，在准确把握市场现状的基础上，切实提升产品设计的智能化、人性化水平，以此促进智能化家养宠物喂食器普及，推动相关行业的健康发展。