摘要:本文針對迷你的寵物在主人無法隨時照料愛寵的問題,設計了一套針對迷你寵物喂養的智能寵物系統,通過連接機智云智能硬件自助開發對此系統的具體設計,為迷你寵物的智慧喂養提供了科學合理的解決方案。

1引言

飼養迷你寵物逐漸成為年輕人的時尚,但由于工作繁忙很多萌寵都無法得到悉心照顧,課題設計了一個針對迷你寵物飼養的智能家居系統,系統基于應用層、網絡層、感知層三層物聯網體系架構,具有云平臺、上位機、下位機、移動智能終端四大模塊。其中,下位機由CC2530作為協調器,通過ZigBee協議完成無線終端節點組網,STM32單片機搭載esp8266WIFI模塊作為下位機網關,借助機智云自助開發平臺提供的M2M協議完成下位機和移動智能終端的遠程數據傳輸。

2系統設計

2.1下位機整體設計

下位機系統主要依靠CC2530芯片、以及STM32F103芯片基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議,組成星形無線傳輸網絡層。采用ZigBee進行下位機組網,下位機由寵物環境監測模塊、寵物體征監測模塊、執行部件控制模塊、安防報警模塊組成,主要負責寵物環境以及體征狀況信息采集以及執行部件控制,下位機硬件結構框圖見圖1。

圖1硬件結構框圖

2.2上位機設計

上位機選用PC作為硬件平臺,利用C#語言完成上位機界面開發,SerialPort控件完成與下位機網關的數據通信,上位機帶有顯示界面,能夠對寵物環境以及寵物體征數據進行實時動態顯示,另外它還具有控制界面,能夠進行投食、喂水、加熱等執行部件控制。部分上位機控制顯示界面見圖2。

圖2上機位控制顯示界面

3系統性能測試

搭建寵物環境并對整個系統功能進行測試,測試工作主要包括下位機上電組網測試、寵物環境以及體征參數本地和遠程監測測試、下位機執行部件本地和遠程控制測試,下位機系統閉環雙位式控制測試。系統測試過程如下:

(1)開啟下位機協調器及各終端節點,觀測下位機液晶屏,查看各終端節點是否依次上報數據。

(2)開啟下位機網關,連接路由上網后,打開手機APP頁面,查看數據是否通過云端轉發至移動終端;開啟上位機界面,并打開預先配置端口,查看數據是否正常傳送至上位機界面。

(3)開啟下位機網關,連接路由上網后,打開手機APP頁面,查看數據是否通過機智云云端轉發至移動終端;開啟上位機界面,并打開預先配置端口,查看數據是否正常傳送至上位機界面。

(4)系統升溫、降溫、加濕、降濕操作,查看執行部件是否按照閉環雙位式規定控制模式開啟。

4結束語

這是一個基于機智云智能硬件自助開發平臺并且針對迷你寵物飼養的智能家居系統,經連續24小時不停機測試,系統性能穩定,運行正常,在網絡狀況良好的情況下,正確數據采樣頻率達到2kS/s,其整體設計方案對于迷你寵物的智慧喂養具有一定的指導意義。