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【摘 要】随着社会经济的发展和城市化进程的加速，宠物饲养已经成为城市居民消费的新亮点。可是碰到主人长期外出，宠物的照管就
成了很大的问题，我们小组想研究一种智能宠物保姆房，以便解决这种难题。这种宠物保姆房是与外界相连接的空间，可以实现宠物的喂养，
卫生的清洁，主人对房间的监控和宠物的娱乐等功能。首先对整体结构进行分析，其次详细介绍了各部分的组成和功能。通过实验测试，所设
计的智能宠物保姆房达到了预期的效果，对宠物的照看有着重大的突破。
【关键词】宠物保姆房；宠物照看；智能；宠物科技
引言
随着社会经济的发展和城市化进程的加速，城市居民家庭的独立性、个性化和人口老龄化问题日益突出，居民的休闲、消费和情感寄托方式也呈多元化发展。宠物饲养已经成为城市居民消费的新亮点。可是碰到主人长期外出，宠物的照管就成了很大的问题，交由他人饲养比较麻烦且不知宠物的习性。于是，我们小组想研究一种智能宠物保姆房，以便解决这种难题。
这里研究的智能宠物保姆房功能较为齐全，具有自动喂食，自动冲便，自动通风透气，房间监控，宠物娱乐等多种功能。主要应用于猫和狗的智能照料，是一种智能式的宠物活动空间，能为喂养宠物的城市居民长期外出工作提供极大的方便。
1.智能宠物保姆房的结构
智能宠物保姆房的结构如图1所示，主要包括：（1）宠物卧室：用于宠物的居住；（2）智能喂食器：具有定时功能和远程控制的功能，包括食物储存盒、喂食盘、控制模块；（3）智能饮水器：由饮水区域和控制模块组成；（4）智能粪便处理器：由粪便检测装置、粪便清理装置和控制模块组成；（5）温湿度自动调节系统：由空调和控制窗户自动开合装置组成；（6）监控系统：由监控摄像机、视频显示器、麦克风和音响组成；（7）宠物嬉戏区：包括宠物喜欢的玩具和小型跑步机。
图1 智能宠物保姆房的结构框图
2.智能宠物保姆房的工作原理
智能喂食器和智能饮水器的工作原理相近。首先在刚开机时,系统自动检测当前食物盛装盘和水盛装盘,是否已经达到满值。未满,则自动加满。之后,用户按需求设定每天喂养的工作次数以及每次的喂养时间后,当到达第一次设定时间时,控制器通过食物盛装盘和水盛装盘下面的称重传感器,经运算放大器,采回当前两盘中食物和水的剩余量,再与最大值进行比较,如果确定当前值小于最大值,控制器通过控制固态继电器,打开食物槽或者水槽下方的相应开关器件,进行食物或者水的投放,在采样值接近最大值时,停止投放,从而完成此次投放过程,并等待下次设定时间的到来重复上面的过程。智能粪便处理器，采用的是重力传感器，底座与下水道相连接，检测到一定微小重力后自动进行冲水。而自动温湿度调节系统，采用的温度和湿度的综合传感器，并通过控制器来开合窗户。整个系统的基本框图。
图2 智能宠物保姆房的工作原理图
3.系统硬件设计
在本系统中,采用微型电动推杆作为控制各部分伸缩的执行器件,它是一种由电机、减速机、丝杠、推杆和安全保护装置、位置传感控制装置、推力感应和控制器组成的一种新型线性执行机构;电磁阀可分为:直动式、分步式、先导式。本系统采用直动式微型电磁阀作为控制喂养器中水通断的开关器件,其原理是:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭器件从阀座上提起,此时阀门被打开;断电时,电磁力立即消失,弹簧力把关闭器件压在阀座上,此时阀门被关闭。在能够满足控制要求的前提下, 主控制板上选择以相对C8051F系列单片机中较为便宜的C8051F320单片机为核心芯片;从控制板上设有两个传感器用差动输入式运算放大器,两个用来控制微型电动推杆和微型电磁阀的开关器件——固态继电器,以及给整个系统供电的电源部分。根据C8051F320没有引脚被跳过的交叉开关优先权译码表。设置SPI和I2C引脚顺序,其中P0.0～P0.3设置为四线。SPI 接口,P0.4、P0.5设置为I2C 接口。P1.2～P2.7接至24 脚插排,用以连接触摸显示屏。P0.6～P1.1供从控制板中的固态继电器使用。
微型电动推杆和微型电磁阀用直流固态继电器的正端都用+5V激励,相应的负端,分别与C8051F320相连接,微型电磁阀使用+12V供电,其正端接至直流固态继电器的输出负端,其负端接地。微型电动推杆分别用+15V和-15V电源控制其伸缩。首先,它的正端通过接至直流固态继电器的输出负端,直流固态继电器的输出正端接至+15V电源;其次,它的正端再接至直流固态继电器的输出正端,直流固态继电器的输出负端接至-15V电源。两种连接方式中,微型电动推杆的负端都接地。
4.各部分结构的设计
4.1智能粪便处理
智能粪便处理系统采用重力传感器，检验到一定微小重力后，其传感器反馈的信号经放大器处理发送给单片机，单片机控制冲水按钮，这样完成粪便的智能处理。
4.2温湿度调节
温湿度调节所用的伸缩推进装置和推动喂食盒的原理一样，但功率更高。其构造与推动食盒一致。窗口为上下开合，更加方便。
4.3监控系统
监控系统由摄像头和网络连接系统组成。主人可以在外地上网进行连接摄像头来观察宠物房的具体情况，起到更加安全的看护。
4.4宠物嬉戏区和宠物卧室
宠物嬉戏区放置宠物的玩具和狗咬胶等器具来供宠物进行玩耍，起到消磨时间安定宠物情绪的作用。宠物卧室是宠物休息的地方，铺上毯子和小被子让宠物获得更加好的休息环境。
参考文献：
[1]周超群.电磁阀的原理及其在工程设计中的应用探讨[J].石油化工自动化2006.(5):92-94.
[2]刘岩等.新型智能宠物喂养系统的设计与实现[J]自动化技术与应用 2008.1.
[3]刘守操等.可编程序控制器技术与应用[M].北京:机械工业出版社 2006.
成了很大的问题，我们小组想研究一种智能宠物保姆房，以便解决这种难题。这种宠物保姆房是与外界相连接的空间，可以实现宠物的喂养，
卫生的清洁，主人对房间的监控和宠物的娱乐等功能。首先对整体结构进行分析，其次详细介绍了各部分的组成和功能。通过实验测试，所设
计的智能宠物保姆房达到了预期的效果，对宠物的照看有着重大的突破。
【关键词】宠物保姆房；宠物照看；智能；宠物科技
引言
随着社会经济的发展和城市化进程的加速，城市居民家庭的独立性、个性化和人口老龄化问题日益突出，居民的休闲、消费和情感寄托方式也呈多元化发展。宠物饲养已经成为城市居民消费的新亮点。可是碰到主人长期外出，宠物的照管就成了很大的问题，交由他人饲养比较麻烦且不知宠物的习性。于是，我们小组想研究一种智能宠物保姆房，以便解决这种难题。
这里研究的智能宠物保姆房功能较为齐全，具有自动喂食，自动冲便，自动通风透气，房间监控，宠物娱乐等多种功能。主要应用于猫和狗的智能照料，是一种智能式的宠物活动空间，能为喂养宠物的城市居民长期外出工作提供极大的方便。
1.智能宠物保姆房的结构
智能宠物保姆房的结构如图1所示，主要包括：（1）宠物卧室：用于宠物的居住；（2）智能喂食器：具有定时功能和远程控制的功能，包括食物储存盒、喂食盘、控制模块；（3）智能饮水器：由饮水区域和控制模块组成；（4）智能粪便处理器：由粪便检测装置、粪便清理装置和控制模块组成；（5）温湿度自动调节系统：由空调和控制窗户自动开合装置组成；（6）监控系统：由监控摄像机、视频显示器、麦克风和音响组成；（7）宠物嬉戏区：包括宠物喜欢的玩具和小型跑步机。
图1 智能宠物保姆房的结构框图
2.智能宠物保姆房的工作原理
智能喂食器和智能饮水器的工作原理相近。首先在刚开机时,系统自动检测当前食物盛装盘和水盛装盘,是否已经达到满值。未满,则自动加满。之后,用户按需求设定每天喂养的工作次数以及每次的喂养时间后,当到达第一次设定时间时,控制器通过食物盛装盘和水盛装盘下面的称重传感器,经运算放大器,采回当前两盘中食物和水的剩余量,再与最大值进行比较,如果确定当前值小于最大值,控制器通过控制固态继电器,打开食物槽或者水槽下方的相应开关器件,进行食物或者水的投放,在采样值接近最大值时,停止投放,从而完成此次投放过程,并等待下次设定时间的到来重复上面的过程。智能粪便处理器，采用的是重力传感器，底座与下水道相连接，检测到一定微小重力后自动进行冲水。而自动温湿度调节系统，采用的温度和湿度的综合传感器，并通过控制器来开合窗户。整个系统的基本框图。
图2 智能宠物保姆房的工作原理图
3.系统硬件设计
在本系统中,采用微型电动推杆作为控制各部分伸缩的执行器件,它是一种由电机、减速机、丝杠、推杆和安全保护装置、位置传感控制装置、推力感应和控制器组成的一种新型线性执行机构;电磁阀可分为:直动式、分步式、先导式。本系统采用直动式微型电磁阀作为控制喂养器中水通断的开关器件,其原理是:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭器件从阀座上提起,此时阀门被打开;断电时,电磁力立即消失,弹簧力把关闭器件压在阀座上,此时阀门被关闭。在能够满足控制要求的前提下, 主控制板上选择以相对C8051F系列单片机中较为便宜的C8051F320单片机为核心芯片;从控制板上设有两个传感器用差动输入式运算放大器,两个用来控制微型电动推杆和微型电磁阀的开关器件——固态继电器,以及给整个系统供电的电源部分。根据C8051F320没有引脚被跳过的交叉开关优先权译码表。设置SPI和I2C引脚顺序,其中P0.0～P0.3设置为四线。SPI 接口,P0.4、P0.5设置为I2C 接口。P1.2～P2.7接至24 脚插排,用以连接触摸显示屏。P0.6～P1.1供从控制板中的固态继电器使用。
微型电动推杆和微型电磁阀用直流固态继电器的正端都用+5V激励,相应的负端,分别与C8051F320相连接,微型电磁阀使用+12V供电,其正端接至直流固态继电器的输出负端,其负端接地。微型电动推杆分别用+15V和-15V电源控制其伸缩。首先,它的正端通过接至直流固态继电器的输出负端,直流固态继电器的输出正端接至+15V电源;其次,它的正端再接至直流固态继电器的输出正端,直流固态继电器的输出负端接至-15V电源。两种连接方式中,微型电动推杆的负端都接地。
4.各部分结构的设计
4.1智能粪便处理
智能粪便处理系统采用重力传感器，检验到一定微小重力后，其传感器反馈的信号经放大器处理发送给单片机，单片机控制冲水按钮，这样完成粪便的智能处理。
4.2温湿度调节
温湿度调节所用的伸缩推进装置和推动喂食盒的原理一样，但功率更高。其构造与推动食盒一致。窗口为上下开合，更加方便。
4.3监控系统
监控系统由摄像头和网络连接系统组成。主人可以在外地上网进行连接摄像头来观察宠物房的具体情况，起到更加安全的看护。
4.4宠物嬉戏区和宠物卧室
宠物嬉戏区放置宠物的玩具和狗咬胶等器具来供宠物进行玩耍，起到消磨时间安定宠物情绪的作用。宠物卧室是宠物休息的地方，铺上毯子和小被子让宠物获得更加好的休息环境。
参考文献：
[1]周超群.电磁阀的原理及其在工程设计中的应用探讨[J].石油化工自动化2006.(5):92-94.
[2]刘岩等.新型智能宠物喂养系统的设计与实现[J]自动化技术与应用 2008.1.
[3]刘守操等.可编程序控制器技术与应用[M].北京:机械工业出版社 2006.