1. 研究目的与意义
随着人均GDP的增长,人们的生活、消费水平大大提升加之人口老龄化加剧,越来越多的家庭开始饲养宠物。
据统计,我国目前已有约一亿户养宠家庭,城镇宠物市场消费突破2000亿元。
而宠物在家庭当中的角色也从“陪伴”转变为“孩子”,消费模式趋近于母婴市场。
2. 课题关键问题和重难点
本文将研究一种基于单片机的宠物狗智能穿戴设备的设计,该设计由单片机、GPS定位模块、健康监测模块、蓝牙模块等四部分构成。在此设计中,以单片机为控制核心,手机通过蓝牙发送指令给单片机,根据指令单片机进行相应的操作,读取出对应的数据后在手机端显示对应数值。通过超声波测距模块测出宠物所在位置超出主人设定范围时会在手机终端收到提示信息并可以实时追踪宠物所在位置。 健康监测模块主要是对宠物进行温度进行检测,检测后若超出正常值则会手机端显示宠物异常并提醒主人带宠物及时就医。
课题难点:
(1)单片机如何通过蓝牙与手机进行通信;
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着人口老龄化、单身青年以及丁克群体的增长,导致养宠人数增多,带动宠物用品的市场规模扩大。同时随着人们经济水平的提高、思想观念的转变,饲养宠物成为人们的一种情感寄托,人们从宠物身上获取温暖和陪伴,对于宠物饲养产品的追求越来越高。但由于多数饲养员来说对于如何科学正确的饲养宠物成为了问题,宠物生病去就医不仅不方便而且即便是无需去就医的小问题去了医院都会花费很多。因此随着电子技术的发展人们开始研究如何智能化饲养宠物,这也使得智能宠物用品市场蓬勃发展。《2019年中国宠物行业白皮书》显示,我国宠物经济行业规模庞大、发展迅速,但与欧美发达国家相比,仍然有较大的增长空间。《2019 中国宠物消费趋势报告》指出,我国宠物行业全产业
链日趋完善,并逐渐面向市场。目前,宠物业已经构建出了一条较完整的产业链[1]。市面上智能产品众多,有的关注宠物智能投喂[2],有的是宠物防丢装置 [3],但针对宠物设计实现良好的实时报警功能的宠物智能穿戴产品尚缺乏。
无论是对宠物智能穿戴设备的研究还是对于宠物管理系统的研究,国外起步都比较早,因此他们对宠物智能穿戴系统的研究相对来说更加深入。早在 2006年,Keng Soon 等人就创新性地提出了一个包含视觉和触觉通信模式的人宠沟通系统。该系统允许人类随时随地与宠物进行远程互动,真正的宠物穿着特制衣物,能够再现触感。宠物主人可以有形的触摸远程的宠物娃娃,向远处的宠物发送触摸信号[8]。与传统人宠沟通设备相比,该研究技术实现极为复杂。在健康监测方面,相关研究大多依赖于传感器技术,这些传感器对于宠物的生物体征检测可以发挥很大的作用。在 2013 年 CassimL 等人开发一个基于加速传感器的智能项圈设备,可以记录狗在自然环境中的行为。他们通过实验对 18只狗在自然环境中的行为进行统计评估,并设计系统识别 17 种不同的活动,是第一个能对自然环境中的宠物活动进行分析的宠物智能穿戴系统[9]。同年,RitaBrugarolas 等人开发了一种犬体区域网络,通过结合传感器技术和计算机按摩帮助主人更好的了解宠物。他们使用惯性测量单元 (IMU) 远程检测犬类的行为活动,包括静态活动和动态活动[10]。Juneyoung Ahn 等人也在 2016 年设计了一个名为“Pet Buddy”的项圈形可穿戴设备。该设备包含了惯性测量单元、蓝牙芯片和 Arduino 主板,通过惯性传感器多样化识别犬类的行为,以检测分离焦虑,帮助主人更好的管理宠物,改善宠物分离焦虑[11]。Jeong 等人 2020 年提出了-种宠物智能穿戴系统,该系统通过可穿戴设备测量动物的生物特征数据,并使用Wi-Fi 通信传输到数据库服务器,用户下载数据并使用软件分析数据就可以获取宠物的身体指标[12]
4. 研究方案
1、设计方案
根据任务和实际要求,该总体方案主要由单片机、蓝牙模块、健康监测模、GPS定位模块、蜂鸣器模块等五部分构成。系统构成框图4-1所示。
5. 工作计划
五、工作计划
第1周:接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;
第2周:阅读相关资料,理解有关内容;
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