智能项圈系统旨在实时获取并分析狗狗的运动数据(步数、卡路里、休息时间),并制定私犬运动计划和进行饭量控制,从而达到监护
整个宠物狗智能项圈系统由三部分组成:项圈端、家居端、手机客户端。系统整体框图如图1所示:
项圈端的功能是“让狗学会说话”。项圈可以获取小狗每天的运动步数和睡眠时间,从而告诉主人其运动量和睡眠质量。项圈上有NFC(近场通信)标签,标签上记录着小狗的身份信息。另外,项圈上有电量指示灯和运动量指示灯,提醒主人适时换电池和引导宠物狗多运动。
家居端的功能是实现宠物狗健康数据的云存储和远程控制自动喂食。当宠物狗靠近家居端时,家居端便可以通过蓝牙获取到狗狗一天的运动量和睡眠时间,并将数据存至云端。主人出门在外时,也能够通过手机客户端一键获取爱犬的运动数据,并根据运动量远程控制适量的狗粮。同时,若我们为项圈端做了程序优化,家居端便可从网上获取相应资源后,由蓝牙传输至项圈端进行程序覆盖,实现系统远程升级。
手机客户端是主人与智能项圈的交互窗口。手机APP支持近远程获取数据,对数据分析后得到消耗的卡路里,以文字、图表的形式直观显示出来,并为狗狗制定私犬运动计划。APP支持狗身份信息的NFC读写,完成狗身份信息的读取和输入。APP还集宠物商店、宠物社区和宠物百科等应用,随着宠物社区的完善,整个作品的商业价值和娱乐价值也会越来越体现出来。
本系统充分考虑到可穿戴电子设备对低功耗特性的要求,因此在系统中,软件硬件都可以实现的功能尽量由软件来实现,本系统的硬件有:
(1)MSP430G2553单片机:这是一款轻量级的低功耗芯片,价格低廉,资源满足该系统要求,其内部有flash控制器,可实现程序自覆盖。
(2)LED:便于与用户直观交互。这里不使用其它显示主要考虑项链端的低功耗及成本。
(3)STP200M计步模块:考虑到成本与性能间的平衡,此模块可以满足宠物计步的要求。此外,I2C接口有利于程序设计及节省芯片IO资源。
(5)树莓派:家居端主控,小巧不失精致。它可以搭载Linux操作系统,利用集成好的网络工具(如ngrok等)帮助设计者快速设计网络功能。