孙博 于洋

【关键词】喂养系统 Android STM32

随着我国社会经济的快速发展，社会老龄化的步伐加快， 独生子女家庭和丁克家庭越来越多， 人们的休闲消费和情感寄托方式也呈多样化发展。家中饲养的犬猫不再扮演看门和捉老鼠的角色，成為人类休闲时的玩伴，人与宠物间的关系随着时间的流逝也日益浓厚。但是生活和工作的快节奏，已经不能让人们有充裕的时间来陪伴和照顾自己心爱的宠物，有时甚至无法按时喂养自己的宠物。往往在早上上班前喂食一顿，下班回来再喂食一顿。如遇上外出旅行、出差等无法携带宠物时，就只能将宠物寄养在价格不菲的宠物店里。长期以往，饥一顿、饱一顿很容易造成宠物暴饮暴食的习惯，最终出现消化不良等疾病。

目前市场上关于宠物喂养的装置为数不多，并且产品功能单一，只是简单的测量宠物环境和固定时间喂食。用户长时间离开家后，无法实时喂养宠物并了解宠物的动态。为了满足用户远程喂养宠物的需求，设计远程实时智能喂养系统。本系统的创新之处在于，用户可以使用手机、平板电脑等移动终端，通过网络控制宠物喂食同时可以实时观看宠物进食和活动情况。即便用户身在异地，出差多日，也可以很好的喂养宠物。

1 智能喂养系统功能架构

智能喂养系统主要完成远程控制喂食、实时视频互动的功能。远程实时智能喂养系统由APP软件和硬件中的STM32主控模块、图像采集模块、电机驱动模块组成。系统整体框架如图1所示。

远程实时智能喂养系统主要功能如下：

（1）操作手机软件与喂养装置进行通信，远程喂养宠物；

（2）在手机上随时查看家中宠物的活动状态和进食情况；

（3）真正意义上实现科学喂养宠物，让宠物的健康有保障。

2 智能喂养系统设计方案

2.1 硬件总体设计

设计采用STM32系列微处理器作为本系统的主控制器，STM32是以ARMCortex-M3为基础的STMicroelectronics嵌入式32位微处理器，具有成本低、性能高、功能多，能耗少等优势。从性能的角度出发，微处理器又可以分为基本型、互联型以及增强型几个种类，根据产品的不同性能要求，进行灵活的调整。

STM32作为系统主控制器，L298N电机驱动器，通过电机驱动食物储存格转动，来实现喂食功能，STM32通过底层驱动来控制图像采集模块UVC500采集视频信息，STM32芯片控制无线模块与手机客户端保持通信，通过WIFI信号实现在客户端远程控制喂食及实时显示宠物活动视频。电源模块的主要功能是为整个硬件电路提供电源，保证电路能够正常工作。硬件设计的总体系统框图如图2所示。

2.2 软件总体设计

Android是由Google公司开发的一种基于Linux核心的操作系统。Android操作系统开发源代码，对硬件兼容性好，同时具有强大的应用层API（Application Progress Interface），使其非常适合开发人员根据产品需求开发出相应软件。智能喂养系统的手机APP软件是基于Android操作系统上，采用Sun公司的Eclipse4.3软件作为开发工具，使用J2ME（Java 2 Micro Edition）编程实现。

智能喂养系统APP软件的设计流程是，系统首先加载配置，需要进行用户名和密码的匹配检验，保障用户隐私安全。用户成功登录后，随即进入喂养系统操作界面进行操作。软件设计报错提醒，当检测到喂养装置发生异常停止工作时，系统会反馈给用户安全提示，提醒用户检查喂养装置。

3 智能喂养系统实现

3.1 喂养装置

在远程实时智能喂养系统的设计中，科学喂养是通过固定每次喂食的克数，来达到科学喂养宠物。使用3D打印技术，制作一个上表面带有八块隔挡，边缘为锯齿的大齿轮，在每块隔挡边缘，上面加装一个开角向内的钝角边框，在大齿轮顶部钝角边框边缘设置一个拨动开关，用来停止电机工作。当用户在客户端点击喂食时，电机启动，正常工作，通过齿轮使隔挡转动，其中一个格中食物下落，进入出食口。与此同时，钝角边框触碰拨动开关，电机停止工作，开关恢复原位。开关设计实物图3所示。

3.2 软件功能实现

用户登录进入APP软件主界面后，在主界面会有即刻喂食、实时视频、消息推送三个选项。点击其中一项，系统通过Intent事件跳转到相应的界面。

APP软件主要使用Java 用户界面开发工具包Swing。利用Swing 各种功能强大的模块化组件来创建优美的用户界面。即刻喂食界面和实时视频界面使用AndroidListview组件进行框架设计，Listview是Android 中最常用的UI组件之一，能够清晰地展示列表数据，界面简洁，操作简单。在Listview组件中添加button控件，设置喂食和实时视频两个按钮。即刻喂养界面的数据统计图是通过自定义控件MyView来实现复写onDraw（ ）函数方法画出数据统计图。所视频播放通过在布局文件中调用MediaPlayer类，同时界面使用SurfaceView来实现，实时视频界面如图4示。

4 结语

本文详细介绍了远程实时智能喂养系统的设计方案，利用STM32嵌入式系统作为控制器，实现了手机远程喂养宠物、实时观看宠物和科学喂养宠物三个功能，并且后续可拓展应用于看护家中小孩老人等场合中去。该系统的实现，满足了宠物主对照顾宠物的需求，同时在宠物主外出旅行时，提供了一个性价比更高的方式。

参考文献

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