基于多温度传感器的智能宠物笼设计与试验

朱悦嘉

（合肥市第八中学 安徽 合肥 230001）

1 引言

温度是动物重要体征物理量，是判断动物健康与否的关键数据，温度对动物生命活动起着尤为重要的作用，直接影响着动物生长、发育、繁殖、生活状态和行为[1]。现代生活中，随着生活水平提高，越来越多的人宠物豢养爱好者对宠物健康十分关心，宠物箱针对宠物及其生活环境的需要推出一系列功能，方便宠物主人养宠的同时，也给宠物带来一个更高端的“生活小屋”。由于出差旅游等原因不方便携带宠物，但又需及时掌握宠物生活环境及健康状态，因此带有实时监控的智能宠物笼已成为广大宠物爱好者迫切需求的产品[2-4]。

2 多温度传感器的智能宠物笼系统设计

2.1 系统构成

多温度传感器的宠物狗笼舍温度采集与监控预警系统主要包括主控模块、供电模块、温度采集模块、显示模块、GSM/GPRS通信模块、报警模块、降温装置。如图1所示，系统中供电模块分别与主控模块和电源管理模块相连，通过供电模块的电流为主控单元和电源管理单元供电；主控单元分别与温度采集单元、显示单元和GSM/GPRS通信单元相连，主控单元将温度采集单元采集到的数据处理之后，将温度数据显示在显示屏上，并同时通过通信单元实现温度数据的传输（上传至服务器，以实现对宠物狗温度的实时查询；或则通过短信实现对温度数据的查询）。通过本系统可以对宠物狗温度随时进行温度采集与监测预警，达到对宠物狗温度的监控。

图1 多温度传感器的宠物狗笼舍温度采集与监控预警系统

2.2 关键核心模块设计与功能

2.2.1 温度采集模块 温度采集模块采用单线式数据温度传感器采集温度检测信号，在宠物笼内按照宠物的生活习性和栖息习惯均匀布置温度传感器，实现多路的温度采集，同时获得各路温度传感器的温度检测信号，检测当前周围环境的温度。温度检测信号经滤波、放大后，传输到MCU主控模块，MCU主控模块中微处理器按多路温度采集算法进行比较和筛选，按照所设定的加权因子进行加权运算，确定宠物体温。获得当前宠物体温和周围环境温度，经MCU主控模块中微处理器处理将其转化为文本信息，储存在内部储存器中，或者经MCU主控模块中微处理器处理后转化为串口数据。为了使得检测的宠物狗温度更为准确，采用了多点温度传感器布置，同时多路的温度采集。通过在宠物活动范围内多点布置温度传感器，以便采集宠物狗的温度，多点温度传感器增加采集温度数据的可靠性。

2.2.2 GSM/GPRS通讯模块 所测数据转换成文本文件后，按照设定的路由协议，通过串口数据由GSM/GPRS通信模块上传至上位机，实时温度监控查询数据库，实现数据的无线传输。GSM/GPRS通信与温度采集是两个独立性很强的产品，由于GSM/GPRS通信技术具有数据传输效率高、连接建立时间短、良好移动的特性，因而其广泛应用于智能家居的远程控制、智能家居的报警系统、仪表远程的数据采集、定位追踪。因此通过GSM/GPRS通信技术可以将采集到的温度数据以短信和GPRS数据的方式，发送到客户终端。本文采用SIM900通信模块将获得串口温度数据转化为IP温度数据，同时将温度数据上传至远程温度监控与查询服务器，收到短信查询指令时，将当前的温度值以短信的格式发送到接收端。

2.2.3 主控模块 MCU主控模块对多个温度传感器链接，为了使得检测的宠物的温度更为准确，采用了多点温度传感器布置并进行一定的加权处理；将检测到的温度值实时上传至温度监控与查询终端，同时将可以检测到的温度数值以趋势曲线图描绘显示出来。系统将检测模块所得到的温度值，微处理器根据预先设定的宠物所适应的温度范围作出判断，并生成判断值；根据判断值，作为MCU主控模块是否触发蜂鸣器报警模块，通过通信模块以短信的方式向用户发送高温预警；根据接收到的远程短信控制指令，判断是否启动升温和降温装置；若温度超出宠物所适应的温度范围时，同时在延迟2min中未接到远程短信控制启动升温降温装置指令时，MCU主控模块自动启动升温降温装置。

3 多温度传感器的智能宠物笼优点

（1）检测精度高。采用多点测量宠物的体温，是防止宠物的笼内姿态变化对体温测量的影响，通过加权方法，有效提高测量精度。

（2）无障碍性。装有温度传感器的宠物狗笼舍应不能妨碍宠物已有习性。安装的电子装备不能外露，避免宠物误咬，误食，加热环节避免宠物烫伤，降温环节避免宠物的爪子误入，给宠物造成伤害。

（3）环保性好。设计的多温度传感器的宠物狗笼舍温度采集与监控预警系统应无噪声，低功耗，提高测试精度。

（4）显示便捷性。设计的显示模块包括两个方面，其一是现场显示报警，通过液晶屏显示实时温度，方便现场操作；另一方面，通过通讯模块实现移动端显示，方便宠物主人及时掌握宠物体温状况；

4 结语

随着单片机以及通讯技术飞速发展，应用领域不断拓展，利用单片机和温度传感器构建多温度传感器的宠物狗笼舍温度采集与监控预警系统，实现对温度的精确测量，成本低廉，大大提高了宠物的存活率，可以有效减少宠物豢养成本。

[1]马迁.宠物移动健康服务大有可为[J].上海信息化，2016(3)：63-64.

[2]杨乐，高超.基于彩信的远程控制宠物笼系统的研制[J].信息技术，2012(10)：40-41.

[3]王丹雪.“互联网+”下的宠物寄养新思路.上海信息化，2016(3)：65-66.

[4]张书瑜.宠物用品市场调查及前景预测[J].江苏商论，2016(8)：9-10.