陈玉乾，赵建川，田裕中，王莎莎，孙小丽，李怀旭

（贵州师范学院，贵州 贵阳 550018）

随着我国人民生活质量和生活水平的日益提升，宠物行业得到快速蓬勃发展。现在的社会情况分析，人们的工作学习的强度具有明显提升，并不能对家中的宠物提供合理及时的喂养和照顾。特别是长时间外出工作或需要频繁往返各城市，出国的人群，宠物的食物供给成为心中一大问题。在万物互联时代到来的今天，相信关于宠物自动喂养产品的设计，研发制造都会有很好的发展空间，在主要功能的基础上还可以更完善，更多元化。本文对目前国内宠物自动投喂产品的市场产品问题，Smart pets·智慧投喂器设计理念及帮助饲养人和宠物解决的问题展开以下讨论。

1. 宠物自动投喂器市场产品现状需求及设计流程

现如今国内电子商务及各地市场的环境状态高度发展和便利，我国人民在商品购买上有着更多，更广的选择，从原来的有什么买什么变成了买什么有什么，国内外产品贸易的开放使人民的生活水准发生着飞速变化。围绕着宠物的周边产品，也随着大环境不断地更新，变化，很多品牌产品在使用过程中基本满足了饲养人的需要，但同时产品也存在普遍的问题，以宠物自动投喂器为例，经过产品研究和市场调查发现以下几点问题：一是产品在设计时的出发点的方向出现偏差，大多的宠物投食器的设计中心思想时为了方便饲养人的起居，外出，工作，生活以及时间控制。并没有结合宠物的实际需要做出调整，食物的投放时间以及食物残渣的清理并不及时，从而让宠物将剩余的食物残渣带到其他区域，污染家庭环境 能达到宠物的即时需求。二是普通的宠物自动投喂器在投食过程中通常是采用定时定量的工作思路，不能随着宠物的生长发育和其他原因所产生的食量变化而变化。对正在生长发育的宠物而言，会影响宠物生长体质,还会出现投食减少的情况，迫使宠物在饭后还会去其他地方寻找食物。三是自动投喂器在应有功能方面仍然有待完善，大多自动投喂器的宠物食品投放原料都是干粮，宠物在食用时干粮相对湿粮的口感，味道以及宠物食用后的舒适度都明显不足，既然湿粮无法投放，就更别说细心的饲养人为宠物加餐的营养膏类产品了。

由于以上产品问题的体现，宠物自动投喂器的自动化、智能化、人性化等方面的问题都成为饲养人在心理期望及产品挑选的重要思考方向。全新的宠物自动投喂器应该具备自动喂食功能，自动给水功能，食物残渣清理，警报装置，夜灯，蓝牙连接，WIFI连接，远程监控，智能互动等功能，此外，配合相应的手机App下载服务，实现多功能数据采集分析，包括GpRS独立定位服务，蓝牙距离感应，行迹追踪，远程控制等。这些功能可以有效解决饲养人出门后与宠物距离太远从而出现丢失的情况，因此设计一款智能的宠物自动投食器是很有必要的。设计宠物自动投食器要根据饲养宠物的场地，环境，以及

图1技 术路线图

2. Smart Pets·智慧投喂器的技术功能及运行原理

Smart pets·智慧投喂器主件技术功能表现：使用NRF52832蓝牙芯片进行控制，采用主从发射技术，双向传输芯片分别嵌入投喂器主机和宠物佩戴的投喂器外设感应单元内，通过App操作以及主机与外设实时连接通过NRF52832蓝牙芯片进行信息交换传输，同时宠物外设内的生物感应芯片对宠物的生理状态进行分析，得出智能投喂的时间计算，进行精确投喂，避免过量和停止投喂。NRF52832蓝牙芯片的遥感通信范围是≤10m，这个距离在绝大多数居室内均可以很好地进行覆盖，而且NRF52832蓝牙芯片具有良好的抗干扰功能，保证智能投喂器的正常运行。此外，从饲养人方面来讲，手机App的其他人性化功能的使用，可以协助饲养人获得更多的宠物信息，并可以通过上传云端数据的方式与其他饲养人实现互动交流。运行原理，如图2主程序流程图。

图2主 程序流程图

2.1 NRF52832芯片性能介绍

NRF52832芯片为蓝牙无线电操作带来了重大变化，显然提供了更高的吞吐量可能性。使用前向纠错（FEC）进行了相关的LE编码处理，可以更轻松地检索周围噪声中的数据传输。简而言之，灵敏度提高了，特别是提高了约12 dB。以RF术语来说，链路预算中6 dB的改善是理论范围的两倍，因此12 dB的改善将范围可能性提高了四倍。可以通过增加输出功率来改善链路预算，但是至关重要的是，NRF52832芯片的长距离改进并不依赖于提高的输出功率，这意味着无需增加峰值输出功率就可以实现多达四倍的范围。对于许多蓝牙相对简单的感应和驱动应用而言是完全足够的。

2.2 主机基本功能

主机通过NRF52832蓝牙芯片与宠物所佩戴的遥测感应芯片相连接并建立传输，使主机可以检测到宠物的距离主机是否在遥测感应范围半径≦10m之内。将感应分析结果解码传输至手机App端，实现主机与手机端信息同步。饲养人进行科学的宠物食物投放，可以通过手机端和主机显示端的提示来进行线下操作。在投食器主机设定完成后，可通过宠物佩戴感应器，定时定量地进行食物投放，同时饲养人在离开宠物后可根据手机App进行对宠物状态的检测，根据实际需要来进行控制投食。

2.3 从机（蓝牙电子标签）基本功能

宠物投喂器的主机设备是整套设备包括宠物携带的蓝牙感应外设的主体，在进行数据分析时会对宠物携带的蓝牙感应装置主动进行信号传输，而宠物携带的感应装置会对周围的蓝牙信号进行分析。宠物投喂器作为该系统的主机设备，宠物投喂器会去寻呼宠物身上的电子标签，宠物投喂器会以跳频的方式去寻呼宠物身上的电子标签，而宠物身上的电子标签会固定时间去扫描外部的寻呼，当检测到外部的寻呼时，它就会响应该寻呼，这样两个设备之间就建立了联系。因此带有蓝牙电子标签的宠物进入到宠物投食器的寻呼范围内，宠物投食器就立刻知道了，并且记录宠物的活动及身体数据，通过蓝牙网关上传至云服务器，供App访问。

2.4 WiFi连接遥控方案设计

WiFi 模块常见有四种工作模式：透传模式、串口指令模式、HTTpDClient模式、GpIO模式。使WiFi模块可以适用于不同环境下工作。透明传输模式：在该模式下，模块实现串口与网络之间的透明传输，实现通用串口设备与网络设备之间的数据传递。串口指令模式：在该模式下，用户可以按照我们的协议发送数据给服务器，无需重启即可向主控制器发送数据。GpIO模式：在该模式下，用户可以发送我们协议的指令控制模块的六个引脚，分别是TXD、RXD、CTS、RTS、nReady、nLink。

3. 可解决的宠物饲养问题

3.1 实时投食问题

从宠物的角度出发，根据NRF52832蓝牙芯片传输的数据进行分析，将投食量控制在合理之内，需要照顾到宠物的食量，生长发育状况。食物残渣清理进行时，结合投喂时间，以及饲养人手动在App上设定的时间或是即时进行完成，全面实现手机远程自主控制，了解宠物活动状态，解决宠物喂养问题。

3.2 宠物情感问题

宠物独自在家中时，也是会感到寂寞和恐惧的，部分宠物会选择拆家来寻找娱乐方式，但也有部分宠物会逐渐郁郁寡欢，这足以证明宠物也是有感情和情绪的。针对这一点，为了宠物在家时不会感到无聊，产品在设计时应考虑到Smart pets·智慧投喂器的娱乐功能，除了互动以外，宠物所喜爱的玩具也是一个具有参考价值的条件，比如利用宠物对球状物的敏感，强化投食器的娱乐功能。

4. 结语

Smart pets·智慧投喂器是建立在物联网技术发展之上的智能产品，对实现宠物喂食的自动、智能、科学，为饲养人提供有效帮助，为家庭饲养宠物带来了一个可靠的技术保障。Smart pets·智慧投喂器的设计理念会让宠物自动喂养更便利，更严谨，更易懂，更灵活；且拥有更安全，更稳定，更智能的使用体验。伴随现代宠物饲养人在饲养宠物时的理念变化，相信Smart pets·智慧投喂器会有更广阔的市场发展空间。