可清理殘食的自動(dòng)寵物喂食系統(tǒng)

0 引 言

隨著我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的加速前進(jìn)，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)。我國(guó)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(gè)性化等問(wèn)題不斷顯現(xiàn)，在國(guó)民生活中休閑、消費(fèi)和情感支出也呈現(xiàn)出各種各樣的發(fā)展趨勢(shì)。家養(yǎng)寵物的興起已成為城市生活中新興娛樂(lè)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(wèn)題，目前寵物主要依靠人工喂養(yǎng)。而在當(dāng)今社會(huì)，人們的工作與學(xué)習(xí)十分繁忙，當(dāng)外出時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，寵物的食物和水的供給存在較大的問(wèn)題。特別是當(dāng)人們外出度假或出差，往往不能及時(shí)給與它們更好的照顧。當(dāng)今日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，各行業(yè)為提高自身競(jìng)爭(zhēng)力，引進(jìn)了各式各樣新奇的東西來(lái)吸引消費(fèi)者。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)公民和民營(yíng)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(zhǎng)期單調(diào)重復(fù)的工作，對(duì)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(dòng)語(yǔ)言提示、殘食清理、自動(dòng)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(chǎng)上寵物喂食設(shè)計(jì)而成，寵物喂食系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)完成食物的投放等功能，通過(guò)語(yǔ)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(dòng)清潔功能，可將殘食清理，對(duì)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(jì)

該寵物喂食系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)如圖 1 所示，該寵物喂食系統(tǒng)功能包括定時(shí)系統(tǒng)、語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)、投食系統(tǒng)和清理殘食系統(tǒng)，定時(shí)系統(tǒng)包括按鍵電路和 LCD 顯示進(jìn)行時(shí)間的控制和顯示，語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)包括錄音和播報(bào)來(lái)提醒寵物進(jìn)食，投食系統(tǒng)包括閥門(mén)控制和重力感應(yīng)對(duì)投食量進(jìn)行控制，清理殘食系統(tǒng)包括舵機(jī)和重力感應(yīng)

1.2 硬件基本結(jié)構(gòu)

自動(dòng)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(dòng)寵物喂食器的輸入電路主要有重力傳感器DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ；輸出電路主要有舵機(jī)（投食器閥門(mén)）、殘食清理的電機(jī)、LCD12864 顯示電路和 LD3320 語(yǔ)音提示電路

用戶(hù)可自定義設(shè)置食物投放時(shí)間，時(shí)間點(diǎn)到后舵機(jī)帶動(dòng)投食閥門(mén)打開(kāi)并進(jìn)行語(yǔ)音提示，寵物進(jìn)食時(shí)，語(yǔ)音關(guān)閉。若寵物進(jìn)食后，有殘留實(shí)物，則打開(kāi)電機(jī)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(dòng)程序、DS1302 驅(qū)動(dòng)程序、串口通信程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)程序及主程序整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程如圖 3 所示。首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化的過(guò)程主要分為各功能模塊初始化以及 STM32 部定時(shí)器初始化 ；接著是判斷定時(shí)器是否到達(dá)設(shè)定時(shí)時(shí)間，若未到達(dá)設(shè)定時(shí)間，則繼續(xù)等待，若設(shè)定到達(dá)設(shè)定時(shí)間則進(jìn)行語(yǔ)音提示，并開(kāi)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(cè)試結(jié)果及評(píng)價(jià)

現(xiàn)階段研發(fā)的寵物喂食器有定時(shí)自動(dòng)播報(bào)的語(yǔ)音功能、定量的投食功能、自動(dòng)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(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1 所列。

3 結(jié) 語(yǔ)

本設(shè)計(jì)的研究的基本內(nèi)容是基于 STM32 的自動(dòng)寵物喂食系統(tǒng)，其主要包括利用電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余食物的自動(dòng)清理，以此減少對(duì)室內(nèi)環(huán)境的污染，利用重力感應(yīng)對(duì)食物的份量進(jìn)行感知，利用錄音與播放模塊對(duì)寵物定時(shí)進(jìn)食進(jìn)行提示等。

自動(dòng)寵物喂食器主要是通過(guò)在 LCD12864 顯示時(shí)間，到達(dá)設(shè)定時(shí)間利用定時(shí)器和無(wú)線錄音對(duì)寵物定時(shí)進(jìn)食進(jìn)行提示，控制伺服電機(jī)自動(dòng)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(jī)進(jìn)行殘余食物的自動(dòng)清理，方便人們對(duì)寵物的飼養(yǎng)。