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基于单片机的宠物智能喂食装置设计

申报人:张宇 申报日期:2021-12-20

基本情况

2022校院级项目管理
基于单片机的宠物智能喂食装置设计 学生申报
创新训练项目
工学
自动化类
学生自主选题
一年期
本次设计旨在解决人们因在外工作繁忙而无法及时喂养宠物的烦恼。主要是利用手机APP控制宠物喂食装置各个功能模块的运作,实现相关数据信息的采集并反馈回手机上,实现宠物饮食状态的实时监控功能,从而大大节省人们的时间和精力。在整个设计过程中通过查阅资料,完成一个宠物喂食装置解决方案系统的设计和硬件制作和程序编写,以及APP的制作。
暂无

1.指导教师带过近十年毕业设计,每年都有相关课题方向。

2.指导教师带过三届大学生创新实践,每年都有相关课题方向。

3.指导教师带过的大学生创新实践活动,所指导的学生已发表论文4篇。

1、项目组成员组织协调上的支持:包括任务分配、人员变动、成果分配等。

2、项目经费使用上的监管:劳务费发放、实验费用支出等。

3、项目实施过程中技术上的指导:包括资料调研、实验设计、平台搭建、数据分析、论文撰写及投稿等。

4、项目实施过程中资源上的支持

校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
张宇 机械与电气工程学院 自动化(升本) 2019 统筹 系统设计 硬件设计
徐楠波 机械与电气工程学院 自动化(升本) 2019 硬件调试
单飞宇 机械与电气工程学院 自动化(升本) 2019 编写程序
吴杰 高等职业技术学院 电气工程及其自动化(单招本科) 2021 文档整理
何静 高等职业技术学院 电气工程及其自动化(单招本科) 2021 数据分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
常恒 机械与电气工程学院

立项依据

本次设计旨在解决人们因在外工作繁忙而无法及时喂养宠物的烦恼。主要是利用手机APP控制宠物喂食装置各个功能模块的运作,实现相关数据信息的采集并反馈回手机上,实现宠物饮食状态的实时监控功能,从而大大节省人们的时间和精力。宠物智能喂食装置作为一款智能化产品,需要具备支持移动设备远程操控的能力,即使使用者外出时也可利用手机、iPad设备实时查看喂食装置的使用情况。

当前,市面上常见的喂食器可分为三种,分别为手动、半自动和全智能。手动喂食装置指的就是喂食盘,需要主人亲自将宠物粮和水源放入喂食盘供宠物食用和饮用。半自动喂食器,主人可以提前设定好喂食时间和喂食量,但是这一操作需要主人通过触碰喂食,上自带的功能按钮来完成。智能化喂食器,主人可以利用手机APP设定投喂时间和投喂量,不受时间、地域的限制,可根据实际需要随时调整。根据使用后反馈来的结果,智能化喂食器无论在功能性、实用性和用户使用感受上,都要远远优于另外两种。

部分宠物饲养者由于学习、工作等原因,会不定时的外出一段时间,无法有规律的、定时定量的对宠物进行喂养。若宠物长期没有充足原的食物和水源,身体健康势必会受到影响,这一情况在很多饲养宠物的家庭都存在。因此,智能化家养宠物喂食装置的消费对象主要是处于工作或学习阶段的人群,以年轻人为主。此类人群往往面临着较大的生活压力,希望通过饲养宠物来获取精神寄托,但是白天又要忙于工作和学习,无法很好的照顾和喂养宠物。

在接下来的年时间内,我们将从多方面角度进入对该命题进行深度分析研究和制作,完成成品。利用单片机技术设计一个宠物喂食装置系统,系统主要包含前端喂食装置、无线数据传输设备和后端监控平台三个部分组成。研究从单片机等软件的运用,硬件上舵机的控制,传感器的选用,最后制作出页面精美,方便快捷的APP。

宠物喂食装置系统可以做到定时自动喂养生成,运用定时投食喂养的功能,可以人为设定投食量和加水量,设定投食时间,以及食物水量不足报警功能,保证宠物免挨饿。自动喂养参数生产,可以通过传感器对宠物每一次的进食量、饮水量进行记录,通过算法处理,生成适合宠物饮食习惯的自动定时定量投放食物的参数。还应配有定量投喂、远程等功能。此外,还应当提供应急功能,确保在断网断电的情况下,喂食装置依然能够正常运行,为使用者营造更好的使用体验。伴随着使用者使用需求的改变,喂食装置也应进行完善、优化,增设更多的人性化功能。

1.国内研究现状:

目前我国受诸多因素的影响,我国的智能控制技术方面整体发展水平还比较低,利用率也不高。在我国的现阶段,动物饲养有着突飞猛进的市场发展,且中小型饲养企业占据了大量分额。根据现有市场的情况,饲料供给系统有两个方面的弊病影响了饲养业的继续扩大:首先,传统的喂养方式不方便,不可靠,造成人力的大量浪费,饲养动物的数量自然受到很大的限制;其次,国外以及国内高智能的供给设备成本巨大,只针对了大型企业的饲养,这样就严重影响了中小型动物饲养企业的发展。设备以单板机或单片机为智能核心,以步进电机为执行元件,由于其结构简单,价格便宜,只需数千元左右就可以装备一台经济型饲料供给设备,很适合我国中小型动物饲养企业的使用。国内的品牌有小佩,米家等,特此设计宠物喂食系统,利用价格便宜的单片机最小系统,一些模块电路,以及一些完善的硬件系统,构造宠物的一个喂食装置。

2.国外研究现状:

目前,国外也有一些类似的智能宠物用品的设计。如: petnet智能喂食机, petpace宠物智能项圈, CleverPet游机等。其中 petnet智能喂食机可以实现远程喂食操作; petpace宠物智能项圈用于检测宠物的健康数据; CleverPet游戏机用于训练宠物的记忆能力,增强宠物的智力国外的商品虽然和国内的宠物商品有区别,但也有相似之处,而且价格方面也是同样的昂贵。国外的智能控制技术方面相对先进,其中美国的智能宠物喂食器的设计比较多且性能较好。如: petnet智能宠物喂食器可以实现自动化喂食操作,并具有一些其他的先进功能。 Petnet智能宠物喂食器的存储量也较大,可以存放3.1公斤的猫粮或狗粮;设备下层则是可自动打开以及关闭的抽屉结构,可以通过手机远程打开,也支持定时开启,以实现自动喂食。更好的是, petnet的应用程序还会根据喂食量计算宠物所摄入的热量,给出更好的建议。但是 petnet自动宠物喂食器价格上就比较昂贵,售价250美元(折合人民币1552元)

1.运用到了软件,硬件,APP三者技术的相的结合

2.全智能化喂食器无论在功能性、实用性和用户使用感受上都要远远优于手动和半自动化。

3.可大量投入到日常生活中进行使用,为人们带来便利。

1、克服专业知识储备上的欠缺

2、后端监控平台系统的编程;

  2022年  1月-2月:设计方案

 3月-4月系统设计 硬件设计

 5月-6月:编写程序

 7月-8月:制作APP 硬件调试

 9月-12月:撰写论文,结题

1、与本项目有关的研究积累和已取得的成绩

已经完成单片机等课程所学相关内容,并有一定的实践基础。

实践课已有一定的研究基础。


1、缺少性能较好的设备

2、科研资料的查询途径

   3、APP的具体制作的过程

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 3000.00 1250.00 1750.00
1. 业务费 1750.00 100.00 1650.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 250.00 100.00 150.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 1500.00 0.00 1500.00
2. 仪器设备购置费 1000.00 1000.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 250.00 150.00 100.00
结束