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(shè)計了一套針對迷你寵物喂養(yǎng)的智能寵物系統(tǒng),通過連接機(jī)智云智能硬件自助開發(fā)對此系統(tǒng)的具體設(shè)計,為迷你寵物的智慧喂養(yǎng)提供了科學(xué)合理的解決方案。

1引言

飼養(yǎng)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(shè)計了一個針對迷你寵物飼養(yǎng)的智能家居系統(tǒng),系統(tǒng)基于應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層三層物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),具有云平臺、上位機(jī)、下位機(jī)、移動智能終端四大模塊。其中,下位機(jī)由CC2530作為協(xié)調(diào)器,通過ZigBee協(xié)議完成無線終端節(jié)點組網(wǎng),STM32單片機(jī)搭載esp8266WIFI模塊作為下位機(jī)網(wǎng)關(guān),借助機(jī)智云自助開發(fā)平臺提供的M2M協(xié)議完成下位機(jī)和移動智能終端的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

2系統(tǒng)設(shè)計

2.1下位機(jī)整體設(shè)計

下位機(jī)系統(tǒng)主要依靠CC2530芯片、以及STM32F103芯片基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,組成星形無線傳輸網(wǎng)絡(luò)層。采用ZigBee進(jìn)行下位機(jī)組網(wǎng),下位機(jī)由寵物環(huán)境監(jiān)測模塊、寵物體征監(jiān)測模塊、執(zhí)行部件控制模塊、安防報警模塊組成,主要負(fù)責(zé)寵物環(huán)境以及體征狀況信息采集以及執(zhí)行部件控制,下位機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖見圖1。

圖1硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.2上位機(jī)設(shè)計

上位機(jī)選用PC作為硬件平臺,利用C#語言完成上位機(jī)界面開發(fā),SerialPort控件完成與下位機(jī)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)通信,上位機(jī)帶有顯示界面,能夠?qū)櫸锃h(huán)境以及寵物體征數(shù)據(jù)進(jìn)行實時動態(tài)顯示,另外它還具有控制界面,能夠進(jìn)行投食、喂水、加熱等執(zhí)行部件控制。部分上位機(jī)控制顯示界面見圖2。

圖2上機(jī)位控制顯示界面

3系統(tǒng)性能測試

搭建寵物環(huán)境并對整個系統(tǒng)功能進(jìn)行測試,測試工作主要包括下位機(jī)上電組網(wǎng)測試、寵物環(huán)境以及體征參數(shù)本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測測試、下位機(jī)執(zhí)行部件本地和遠(yuǎn)程控制測試,下位機(jī)系統(tǒng)閉環(huán)雙位式控制測試。系統(tǒng)測試過程如下:

(1)開啟下位機(jī)協(xié)調(diào)器及各終端節(jié)點,觀測下位機(jī)液晶屏,查看各終端節(jié)點是否依次上報數(shù)據(jù)。

(2)開啟下位機(jī)網(wǎng)關(guān),連接路由上網(wǎng)后,打開手機(jī)APP頁面,查看數(shù)據(jù)是否通過云端轉(zhuǎn)發(fā)至移動終端;開啟上位機(jī)界面,并打開預(yù)先配置端口,查看數(shù)據(jù)是否正常傳送至上位機(jī)界面。

(3)開啟下位機(jī)網(wǎng)關(guān),連接路由上網(wǎng)后,打開手機(jī)APP頁面,查看數(shù)據(jù)是否通過機(jī)智云云端轉(zhuǎn)發(fā)至移動終端;開啟上位機(jī)界面,并打開預(yù)先配置端口,查看數(shù)據(jù)是否正常傳送至上位機(jī)界面。

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

4結(jié)束語

這是一個基于機(jī)智云智能硬件自助開發(fā)平臺并且針對迷你寵物飼養(yǎng)的智能家居系統(tǒng),經(jīng)連續(xù)24小時不停機(jī)測試,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,運(yùn)行正常,在網(wǎng)絡(luò)狀況良好的情況下,正確數(shù)據(jù)采樣頻率達(dá)到2kS/s,其整體設(shè)計方案對于迷你寵物的智慧喂養(yǎng)具有一定的指導(dǎo)意義。