陳玉乾，趙建川，田裕中，王莎莎，孫小麗，李懷旭

（貴州師范學(xué)院，貴州 貴陽 550018）

隨著我國人民生活質(zhì)量和生活水平的日益提升，寵物行業(yè)得到快速蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)在的社會情況分析，人們的工作學(xué)習(xí)的強(qiáng)度具有明顯提升，并不能對家中的寵物提供合理及時的喂養(yǎng)和照顧。特別是長時間外出工作或需要頻繁往返各城市，出國的人群，寵物的食物供給成為心中一大問題。在萬物互聯(lián)時代到來的今天，相信關(guān)于寵物自動喂養(yǎng)產(chǎn)品的設(shè)計，研發(fā)制造都會有很好的發(fā)展空間，在主要功能的基礎(chǔ)上還可以更完善，更多元化。本文對目前國內(nèi)寵物自動投喂產(chǎn)品的市場產(chǎn)品問題，Smart pets·智慧投喂器設(shè)計理念及幫助飼養(yǎng)人和寵物解決的問題展開以下討論。

1. 寵物自動投喂器市場產(chǎn)品現(xiàn)狀需求及設(shè)計流程

現(xiàn)如今國內(nèi)電子商務(wù)及各地市場的環(huán)境狀態(tài)高度發(fā)展和便利，我國人民在商品購買上有著更多，更廣的選擇，從原來的有什么買什么變成了買什么有什么，國內(nèi)外產(chǎn)品貿(mào)易的開放使人民的生活水準(zhǔn)發(fā)生著飛速變化。圍繞著寵物的周邊產(chǎn)品，也隨著大環(huán)境不斷地更新，變化，很多品牌產(chǎn)品在使用過程中基本滿足了飼養(yǎng)人的需要，但同時產(chǎn)品也存在普遍的問題，以寵物自動投喂器為例，經(jīng)過產(chǎn)品研究和市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)問題：一是產(chǎn)品在設(shè)計時的出發(fā)點(diǎn)的方向出現(xiàn)偏差，大多的寵物投食器的設(shè)計中心思想時為了方便飼養(yǎng)人的起居，外出，工作，生活以及時間控制。并沒有結(jié)合寵物的實(shí)際需要做出調(diào)整，食物的投放時間以及食物殘渣的清理并不及時，從而讓寵物將剩余的食物殘渣帶到其他區(qū)域，污染家庭環(huán)境 能達(dá)到寵物的即時需求。二是普通的寵物自動投喂器在投食過程中通常是采用定時定量的工作思路，不能隨著寵物的生長發(fā)育和其他原因所產(chǎn)生的食量變化而變化。對正在生長發(fā)育的寵物而言，會影響寵物生長體質(zhì),還會出現(xiàn)投食減少的情況，迫使寵物在飯后還會去其他地方尋找食物。三是自動投喂器在應(yīng)有功能方面仍然有待完善，大多自動投喂器的寵物食品投放原料都是干糧，寵物在食用時干糧相對濕糧的口感，味道以及寵物食用后的舒適度都明顯不足，既然濕糧無法投放，就更別說細(xì)心的飼養(yǎng)人為寵物加餐的營養(yǎng)膏類產(chǎn)品了。

由于以上產(chǎn)品問題的體現(xiàn)，寵物自動投喂器的自動化、智能化、人性化等方面的問題都成為飼養(yǎng)人在心理期望及產(chǎn)品挑選的重要思考方向。全新的寵物自動投喂器應(yīng)該具備自動喂食功能，自動給水功能，食物殘渣清理，警報裝置，夜燈，藍(lán)牙連接，WIFI連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控，智能互動等功能，此外，配合相應(yīng)的手機(jī)App下載服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多功能數(shù)據(jù)采集分析，包括GpRS獨(dú)立定位服務(wù)，藍(lán)牙距離感應(yīng)，行跡追蹤，遠(yuǎn)程控制等。這些功能可以有效解決飼養(yǎng)人出門后與寵物距離太遠(yuǎn)從而出現(xiàn)丟失的情況，因此設(shè)計一款智能的寵物自動投食器是很有必要的。設(shè)計寵物自動投食器要根據(jù)飼養(yǎng)寵物的場地，環(huán)境，以及

圖1技 術(shù)路線圖

2. Smart Pets·智慧投喂器的技術(shù)功能及運(yùn)行原理

Smart pets·智慧投喂器主件技術(shù)功能表現(xiàn)：使用NRF52832藍(lán)牙芯片進(jìn)行控制，采用主從發(fā)射技術(shù)，雙向傳輸芯片分別嵌入投喂器主機(jī)和寵物佩戴的投喂器外設(shè)感應(yīng)單元內(nèi)，通過App操作以及主機(jī)與外設(shè)實(shí)時連接通過NRF52832藍(lán)牙芯片進(jìn)行信息交換傳輸，同時寵物外設(shè)內(nèi)的生物感應(yīng)芯片對寵物的生理狀態(tài)進(jìn)行分析，得出智能投喂的時間計算，進(jìn)行精確投喂，避免過量和停止投喂。NRF52832藍(lán)牙芯片的遙感通信范圍是≤10m，這個距離在絕大多數(shù)居室內(nèi)均可以很好地進(jìn)行覆蓋，而且NRF52832藍(lán)牙芯片具有良好的抗干擾功能，保證智能投喂器的正常運(yùn)行。此外，從飼養(yǎng)人方面來講，手機(jī)App的其他人性化功能的使用，可以協(xié)助飼養(yǎng)人獲得更多的寵物信息，并可以通過上傳云端數(shù)據(jù)的方式與其他飼養(yǎng)人實(shí)現(xiàn)互動交流。運(yùn)行原理，如圖2主程序流程圖。

圖2主 程序流程圖

2.1 NRF52832芯片性能介紹

NRF52832芯片為藍(lán)牙無線電操作帶來了重大變化，顯然提供了更高的吞吐量可能性。使用前向糾錯（FEC）進(jìn)行了相關(guān)的LE編碼處理，可以更輕松地檢索周圍噪聲中的數(shù)據(jù)傳輸。簡而言之，靈敏度提高了，特別是提高了約12 dB。以RF術(shù)語來說，鏈路預(yù)算中6 dB的改善是理論范圍的兩倍，因此12 dB的改善將范圍可能性提高了四倍?？梢酝ㄟ^增加輸出功率來改善鏈路預(yù)算，但是至關(guān)重要的是，NRF52832芯片的長距離改進(jìn)并不依賴于提高的輸出功率，這意味著無需增加峰值輸出功率就可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)四倍的范圍。對于許多藍(lán)牙相對簡單的感應(yīng)和驅(qū)動應(yīng)用而言是完全足夠的。

2.2 主機(jī)基本功能

主機(jī)通過NRF52832藍(lán)牙芯片與寵物所佩戴的遙測感應(yīng)芯片相連接并建立傳輸，使主機(jī)可以檢測到寵物的距離主機(jī)是否在遙測感應(yīng)范圍半徑≦10m之內(nèi)。將感應(yīng)分析結(jié)果解碼傳輸至手機(jī)App端，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與手機(jī)端信息同步。飼養(yǎng)人進(jìn)行科學(xué)的寵物食物投放，可以通過手機(jī)端和主機(jī)顯示端的提示來進(jìn)行線下操作。在投食器主機(jī)設(shè)定完成后，可通過寵物佩戴感應(yīng)器，定時定量地進(jìn)行食物投放，同時飼養(yǎng)人在離開寵物后可根據(jù)手機(jī)App進(jìn)行對寵物狀態(tài)的檢測，根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行控制投食。

2.3 從機(jī)（藍(lán)牙電子標(biāo)簽）基本功能

寵物投喂器的主機(jī)設(shè)備是整套設(shè)備包括寵物攜帶的藍(lán)牙感應(yīng)外設(shè)的主體，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時會對寵物攜帶的藍(lán)牙感應(yīng)裝置主動進(jìn)行信號傳輸，而寵物攜帶的感應(yīng)裝置會對周圍的藍(lán)牙信號進(jìn)行分析。寵物投喂器作為該系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)備，寵物投喂器會去尋呼寵物身上的電子標(biāo)簽，寵物投喂器會以跳頻的方式去尋呼寵物身上的電子標(biāo)簽，而寵物身上的電子標(biāo)簽會固定時間去掃描外部的尋呼，當(dāng)檢測到外部的尋呼時，它就會響應(yīng)該尋呼，這樣兩個設(shè)備之間就建立了聯(lián)系。因此帶有藍(lán)牙電子標(biāo)簽的寵物進(jìn)入到寵物投食器的尋呼范圍內(nèi)，寵物投食器就立刻知道了，并且記錄寵物的活動及身體數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)上傳至云服務(wù)器，供App訪問。

2.4 WiFi連接遙控方案設(shè)計

WiFi 模塊常見有四種工作模式：透傳模式、串口指令模式、HTTpDClient模式、GpIO模式。使WiFi模塊可以適用于不同環(huán)境下工作。透明傳輸模式：在該模式下，模塊實(shí)現(xiàn)串口與網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸，實(shí)現(xiàn)通用串口設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞。串口指令模式：在該模式下，用戶可以按照我們的協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器，無需重啟即可向主控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。GpIO模式：在該模式下，用戶可以發(fā)送我們協(xié)議的指令控制模塊的六個引腳，分別是TXD、RXD、CTS、RTS、nReady、nLink。

3. 可解決的寵物飼養(yǎng)問題

3.1 實(shí)時投食問題

從寵物的角度出發(fā)，根據(jù)NRF52832藍(lán)牙芯片傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，將投食量控制在合理之內(nèi)，需要照顧到寵物的食量，生長發(fā)育狀況。食物殘渣清理進(jìn)行時，結(jié)合投喂時間，以及飼養(yǎng)人手動在App上設(shè)定的時間或是即時進(jìn)行完成，全面實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程自主控制，了解寵物活動狀態(tài)，解決寵物喂養(yǎng)問題。

3.2 寵物情感問題

寵物獨(dú)自在家中時，也是會感到寂寞和恐懼的，部分寵物會選擇拆家來尋找娛樂方式，但也有部分寵物會逐漸郁郁寡歡，這足以證明寵物也是有感情和情緒的。針對這一點(diǎn)，為了寵物在家時不會感到無聊，產(chǎn)品在設(shè)計時應(yīng)考慮到Smart pets·智慧投喂器的娛樂功能，除了互動以外，寵物所喜愛的玩具也是一個具有參考價值的條件，比如利用寵物對球狀物的敏感，強(qiáng)化投食器的娛樂功能。

4. 結(jié)語

Smart pets·智慧投喂器是建立在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展之上的智能產(chǎn)品，對實(shí)現(xiàn)寵物喂食的自動、智能、科學(xué)，為飼養(yǎng)人提供有效幫助，為家庭飼養(yǎng)寵物帶來了一個可靠的技術(shù)保障。Smart pets·智慧投喂器的設(shè)計理念會讓寵物自動喂養(yǎng)更便利，更嚴(yán)謹(jǐn)，更易懂，更靈活；且擁有更安全，更穩(wěn)定，更智能的使用體驗(yàn)。伴隨現(xiàn)代寵物飼養(yǎng)人在飼養(yǎng)寵物時的理念變化，相信Smart pets·智慧投喂器會有更廣闊的市場發(fā)展空間。