0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【IoT毕设】机智云物联网平台+STM32单片机+智能宠物屋实现

机智云 2022-08-30 09:25 次阅读

摘要:为了更方便地照顾宠物,笔者设计一款基于STM32单片机智能宠物屋。该智能宠物屋以STM32F103ZET6单片机控制器为核心,通过压力传感器、空气质量传感器、红外测温传感器、靠近传感器、温湿度传感器电机驱动等模块,实现了智能喂养、空气净化和宠物排泄物清理等功能。系统利用ESP-01SWiFi模块接入机智云平台,将传感器收集的信息实时传输到手机App,实现对宠物的远程控制和管理。


引言

随着我国经济的快速发展,人们的生活水平不断提高,饲养宠物已经成为一种潮流。目前,市场上出现了很多类似智能宠物屋的产品,但大多数功能比较单一,不能很好地解决宠物喂食和居住环境等相关方面的问题[1-3]。针对这些问题,本文设计了基于STM32单片机的智能宠物屋。


1智能宠物屋的工作原理


智能宠物屋主要由STM32单片机、ShineBlink、传感器模块、继电器模块、舵机模块、电机驱动模块及WiFi模块等部分构成。STM32单片机主要用于控制继电器模块、电机驱动模块、舵机模块,ShineBlink、云平台和手机App通过esp8266WiFi模块进行通信,用户可通过手机App进行远程操作。传感器包括红外测温传感器、温湿度传感器、压力传感器、空气质量传感器以及靠近传感器等。继电器模块用来控制电机以及喷雾器的工作状态,舵机模块用来控制投放不同种类的食物,电机用来控制粪便清理器,完成清理宠物排泄物的操作[4-6]。


2智能宠物屋功能设计


2.1智能喂食

用户通过压力传感器实时检测宠物粮盆的重量,并实时与系统设定值进行比较,并且通过靠近传感器检测宠物是否停留在粮盆附近,如果宠物未停留在附近,那么投食器将会自动投食。当宠物停留在粮盆附近,为不惊吓宠物,即使粮盆重量低于系统的设定值,也不会进行投食,只有当宠物离开粮盆附近后,投食器才会自动补充食物。


2.2空气净化与宠物排泄物清理

宠物屋内放置有清理宠物排泄物功能的自制工具和空气质量传感器,当宠物排便后,若出现臭味或其他异味时,空气质量传感器会将数据传输给STM32单片机,然后通过串口通信协议传输到ShineBlink,再传输到云平台将数据反馈给手机App,用户便能通过手机启动空气清新剂喷雾装置,喷出对宠物无伤害的气体来净化空气,确保宠物所在环境没有异味,改善宠物的居住环境。同时,用户可以在手机App端随时控制粪便清理器工作,实现清理宠物排泄物的功能[7-9]。


2.3环境温湿度测控


用户可以使用温湿度传感器实时监测宠物屋内的温湿度,并将单片机采集的实时数据传输到云平台,而后将数据反馈给手机App,用户可远程实时查看宠物屋内环境的温湿度。

2.4红外体温检测


系统通过红外测温传感器检测宠物的体温。当宠物想进食或者进入宠物屋内休息时,红外传感器将会实时地检测宠物体温,用户通过手机App能实时观察宠物当前的体温状态,并作出调整。


2.5远程操控和互动


用户可以通过手机App实时查看系统的检测数据,实时了解宠物当前的情况,根据实际情况决定是否需要投食或者净化空气。同时,用户可以远程操作粪便清理器清理宠物排泄物,或者远程控制逗猫棒、激光笔之类的玩具与宠物进行互动,使宠物即使待在笼子里也不会孤独,既解决了宠物的生活问题,又能够适时调整宠物的精神状态,非常适用于家中宠物无人照顾的场景[10]。


3系统硬件设计


系统框图如图1所示,由于本系统的功能模块较多,功能模块采用多种串口通信,为了满足这些模块的通信接口需求,采用SMT32F103ZET6开发板和ShineBlink物联网开发板处理数据。ShineBlink与ESP8266WiFi模块、云平台相连,STM32F103ZET6与压力传感器模块、温湿度传感器、电机驱动等模块相连。


STM32F103ZET6与ShineBlink物联网开发板之间通过串行外设接口(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter,UART)通信。UART是一种串行异步收发协议,仅使用两条数据线发送数据,有助于正确地发送和接收数据。

3.1STM32F103ZET6最小系统设计

STM32F103ZET6是一种嵌入式-微控制器集成电路,芯体尺寸是32位,主频是72MHz,拥有丰富的通用I/O端口。该芯片采用ARMCortex-M3的处理器内核,具有高性能、低成本、低功效的优点。系统中的压力传感器、空气质量传感器、红外测温传感器、空气质量传感器、靠近传感器、温湿度传感器、电机驱动模块及舵机模块都与该芯片相连。STM32F103ZET6芯片用于采集宠物的体温、宠物是否停留在粮盆附近、宠物屋内空气质量等数据,并传输到手机App。


3.2 ShineBlink最小系统设计

ShineBlink最小系统选用ShineBlinkCore开发板芯片作为控制核心。ShineBlink芯片内置编译器,无需安装任何开发环境,使用较少代码即可实现WiFi组网通信,大大降低了与云平台建立连接的难度。


4软件系统设计


系统上电后首先初始化单片机设备,初始化完成后便进入模式选择,模式选择分为自动模式和手动模式。自动模式指各类传感器自动进入工作状态,若工作状态异常,则会进入持续识别工作模式,直到工作状态正常,系统才会进入工作状态。手动模式指用户通过手机App向系统发送命令,然后观测每个传感器传回的数据,若数据传输发生异常会进入持续传输数据模式,直到数据传输正常。


poYBAGMMomqAOM0EAAHok9UUuzI212.png

图1系统框图


4.1机智云Aiot开发平台联网

机智云平台是一站式智能硬件开发与物联网云服务平台,全品类设备联网支持,“软件+硬件+数据+算法”一体化解决方案,全方位智能化服务体系。可以实现设备接入、远程控制、数据采集、数据存储、数据分析、设备管理及用户管理等功能。用户利用手机App与喂养装置和清理粪便装置进行通信,在手机App上可以随时观察宠物的活动状态。为了实时监控宠物的状态,该系统采用WiFi无线通信方式,将硬件系统各层中的协议和接口相结合,形成物联网网络体系。

4.2机智云物联网平台开发

根据需求定义数据点,数据点是设备产品的功能抽象,用于描述产品功能及其参数。创建数据点后,便可确定设备与云端通信的数据格式,设备、机智云可以互相识别设备与机智云互联互通的数据。


4.3嵌入式软件开发


pYYBAGMMonOAC3RxAADfEN23f7M944.png

图2手机应用端界面


本系统采用机智云平台中的MCUSDK开发嵌入式软件。自动生成的软件开发工具包(SoftwareDevelopmentKit,SDK)实现了机智云通信协议的解析与封包,并封装成了简单的应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface,API)。当设备收到云端或者App端的数据后,开发者只需要在对应的事件处理逻辑中添加传感器的控制函数,便可完成产品的开发。


4.4手机App开发

手机App在机智云官网提供的移动应用里进行开发,可以设计App的页面配置、图标、颜色以及关联的产品。手机应用端界面如图2所示。硬件系统通过WiFi连接模式创建数据点,通过App连接硬件,实现终端控制,能够显示宠物的状态及宠物屋的相关数据信息。


5结语


基于STM32单片机的现代智能宠物屋,能够自动进行数据采集、传输及处理,实现了智能喂食、远程清理宠物排泄物、检测环境温湿度、检测宠物体温、远程互动和净化空气等功能。用户通过手机App可选择不同种类的食物进行投放,很好地解决了宠物无人照顾的问题,该智能宠物屋拥有广阔的发展前景。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • STM32单片机
    +关注

    关注

    58

    文章

    549

    浏览量

    58583
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    入门??竞赛?项目练手?STM32/嵌入式/联网学习,有这几款开发板就够了!

    针对STM32单片机、嵌入式Linux、联网初学者,我们精心梳理了从“入门到项目进阶”完整学习路径,并配有详细的教程、视频讲解、源代码以及丰富的实战案例资料。可广泛用于高校教学、学生
    的头像 发表于 10-10 16:31 211次阅读
    入门?<b class='flag-5'>毕</b><b class='flag-5'>设</b>?竞赛?项目练手?<b class='flag-5'>STM32</b>/嵌入式/<b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b>学习,有这几款开发板就够了!

    工业联网IOT平台是什么

    随着信息技术的飞速发展,工业互联网IoT平台已成为推动制造业数字化转型的重要力量。这一平台基于
    的头像 发表于 09-19 14:16 274次阅读

    基于机智智能私家车库控制系统设计与实现

    烟雾传感器用于火灾检测,HC-SR04超声波传感器用于水位监测,esp8266作为WiFi通信模块,通过机智联网平台开发的手机APP,
    的头像 发表于 09-11 08:04 357次阅读
    基于<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b>的<b class='flag-5'>智能</b>私家车库控制系统设计与<b class='flag-5'>实现</b>

    联网平台是什么

    、通讯传输、组态、监测、视频监控等一体化的智慧联网平台,平台涵盖智慧农业、智慧水利、智慧工
    的头像 发表于 07-25 16:51 565次阅读

    基于机智STM32单片机智能安防系统

    针对高校实验室的安防需求,确保及时消除安全隐患,最大限度减少实验室安全事故,保障校园安全、生命和财产安全。本文设计了基于STM32单片机联网实验室
    的头像 发表于 06-20 16:26 456次阅读
    基于<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b>的<b class='flag-5'>STM32</b><b class='flag-5'>单片机智能</b>安防系统

    联网智能宠物管理系统

    是否补充粮食,监测空气质量并自动清新。1、智能宠物管家系统的工作原理STM32单片机作为控制核心,控制LED照明模块、水位传感器模块、OLED显示模块、舵机模块、电
    的头像 发表于 06-01 08:10 1576次阅读
    <b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b><b class='flag-5'>智能</b><b class='flag-5'>宠物</b>管理系统

    基于机智联网智能花卉栽培系统

    摘要:为提高花卉栽培质量、确保稳定生长环境,满足远程监测与调控需求,我们设计了一款基于联网技术的智能花卉栽培系统。系统采用三层联网架构,
    的头像 发表于 05-15 08:10 1130次阅读
    基于<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b><b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b>的<b class='flag-5'>智能</b>花卉栽培系统

    基于机智联网平台智能垃圾回收箱与控制系统研究

    多、数量多,设计一个功能全面、费用适中的核心控制系统 非常重要。主要功能模块如下: (1)主控制器 STM32 单片机是一款接口丰富、性价比高的单片机。该控制器能够同时控制多个功能模块,且
    发表于 04-09 17:25

    iot联网平台是什么?

    监控、自动报警、远程控制、远程诊断、远程维护等功能。 IOT联网平台联网解决方案的关键组成
    的头像 发表于 04-01 10:19 2625次阅读

    基于机智联网智能家居系统

    短、成本低、易维护和扩展,完全符合智能家庭通信要求。用户可通过手机随时控制自动喂鱼、台灯开关、根据土壤湿度自动浇花等功能。利用STM32单片机控制系统,产品性能主要针对家
    的头像 发表于 03-30 08:09 759次阅读
    基于<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b><b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b><b class='flag-5'>智能</b>家居系统

    深入探讨机智联网智能家居系统的优化方案

    体验,简单高效,节能减耗,舒适便捷。采用STM32单片机微控制芯片、WIFI、传感器和红外感应技术,我们设计了智能家居控制系统,实现了现代化家居功能,如远程照明、浇花、喂鱼和
    发表于 03-29 12:35

    基于 STM32机智智能门锁的实现

    关键词:智能门锁、STM32机智、APP目录1、功能实现2、软、硬件系统设计3、系统调试4、结论1功能
    的头像 发表于 03-23 08:09 1404次阅读
    基于 <b class='flag-5'>STM32</b> 和<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b><b class='flag-5'>智能</b>门锁的<b class='flag-5'>实现</b>

    基于机智联网的PCR温度控制

    本文设计了基于联网的PCR温度控制系统,能够实现快速、准确的温度控制。通过将检测设备端接入机智平台
    的头像 发表于 03-07 08:09 660次阅读
    基于<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b><b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b>的PCR温度控制

    PLC设备接入网关实现工厂PLC接入联网IOT平台

    据管理方面存在一些困难。通博联提供PLC设备接入网关,可以将PLC设备接入联网IOT平台
    的头像 发表于 01-24 16:43 918次阅读
    PLC设备接入网关<b class='flag-5'>实现</b>工厂PLC接入<b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b><b class='flag-5'>IOT</b><b class='flag-5'>云</b><b class='flag-5'>平台</b>

    精彩回顾丨机智联网平台选择垂直行业的实践与思考

    解决方案,联网平台厂商能获得什么?我们期盼用具体的企业案例来回答这些问题。 为此, 联传媒记者、AIoT星图研究院分析师特别采访了 广州机智
    的头像 发表于 11-28 14:55 572次阅读
    精彩回顾丨<b class='flag-5'>机智</b><b class='flag-5'>云</b>:<b class='flag-5'>物</b><b class='flag-5'>联网</b><b class='flag-5'>平台</b>选择垂直行业的实践与思考