基于WiFi的智能寵物籠監測系統的設計與試驗

田崇峰 趙中營 蔣其友 劉慶新 戴有華

（江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400）

基于WiFi的智能寵物籠監測系統的設計與試驗

田崇峰 趙中營 蔣其友 劉慶新 戴有華

（江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400）

本文對目前寵物寄養存在的現狀進行分析。針對傳統寵物籠的不足，本課題在已設計的智能寵物籠基礎上，實現了基于W i Fi的監測系統。用戶可通過智能手機等終端查看寵物籠內寵物的生活狀態以及相關參數，并進行相應操作，方便了主人與寵物的互動。

智能寵物籠；W i Fi；監測系統

1 引言

在中國，飼養寵物的人越來越多，預計未來十年，中國的寵物飼養人數將會出現爆發性增長[1]。然而，寵物和工作、休閑不可兼得，這是大多數愛寵人士之痛；家有“寶貝”，無法安心出門，久了便像被禁錮在了一個城市中[2]。寵物寄養應運而生，主人與寵物的互動成為了焦點，智能寵物籠在傳統寵物籠的基礎上改裝升級，設計基于WiFi的監測系統，方便寵物主人隨時觀測寵物的狀態，可通過語音與寵物進行交流溝通。

2 監測系統預定實現功能

智能寵物籠從上到下設控制裝置倉、寵物活動倉和廢物容納倉。監測系統的攝像頭，位于寵物活動倉的左上角，用于觀測籠內的寵物狀態以及其他設備的狀態。

寵物主人在出門之前，可以將喂食機加滿食物，飲水機加滿水。寵物主人不在身邊時，監測喂食機中食物量較少則提醒并給寵物投放固定重量的食物。如飲水機中飲用水量較少，則提醒添加飲用水?？刂蒲b置倉溫度過高時，提醒并自動打開風扇，進行排風降溫。廢物容納倉有食物殘渣、糞便等，則提醒寵物主人打開進行清理。光線較暗時，提醒打開照明燈光。寵物不在籠內且籠體需要清潔消毒時，提醒打開紫外燈光進行除菌消毒。

3 監測系統總體結構設計

智能寵物籠監測系統實現了自動提醒喂食、飲水機加水、清掃廢物容納倉；自動提醒并打開風扇、照明燈光和紫外燈光等功能。監測系統如圖1所示，由成像采集、數據傳輸和監控管理中心三部分組成。

圖1 監測系統總體結構

（1）成像采集：通過云臺攝像機對寵物活動狀態進行采集，獲取寵物的圖像和聲音信息。對控制裝置倉的溫度、寵物活動倉的光線亮度、喂食機中食物量、飲水機中水量、廢物容納倉的殘渣或糞便情況進行采集，通過網絡傳輸給監控管理中心，由用戶做出判斷和操作。

云臺攝像機是視頻采集客戶端，內置web服務器，提供云臺控制、報警等功能，通過智能寵物籠內的WiFi接入互聯網或4G移動通信網絡。云臺攝像機安裝在寵物活動倉內左上角，利用云臺進行水平和垂直轉動，擴大監控范圍，監測寵物在籠內的活動狀態以及其他數據。

（2）數據傳輸：通過網絡將成像采集的數據傳輸到監控管理中心。同時將控制命令傳送給云臺攝像機，進行對應操作。網絡可選擇互聯網或4G移動通信網。

（3）監控管理中心：由監控設備、存儲設備、客戶端和用戶組成。根據成像采集狀態設定閾值，當達到某一數值時，自動提醒用戶或直接進行相關操作。

用戶在智能手機（基于開發需要，本文選擇Android系統）等客戶端上打開APP或web頁面，登錄系統，可實現實時視頻監控、錄像等功能，還可對云臺進行控制（包括攝像頭上、下、左、右方向旋轉）、對講、警告等。

存儲設備考慮存儲穩定性、可靠性以及可擴展等能力，利用web服務器或云存儲平臺，能滿足數據存儲的需求。

4 客戶端軟件設計

4.1 客戶端軟件設計

客戶端主要采用智能手機或pad等，軟件主要實現功能如圖2所示，包括：用戶登錄、視頻播放、音頻交互、溫度調控、照明燈調控、紫外燈調控、喂食機投食、飲水機提示、廢物清理提示等功能。

圖2 客戶端軟件結構

用戶登錄，用戶使用智能手機等終端，根據用戶權限進行登錄，不同級別的用戶登錄訪問不同的對象，非法用戶無法進入監測系統。

視頻播放：用戶可適時播放監控端的視頻，觀看籠內寵物狀態以及其他設備情況。

音頻交互：方便寵物主人與寵物進行語音交互。

溫度調控：采集在控制裝置倉中的溫度傳感器數值，當溫度達到35℃時，自動啟動風扇，進行排風降溫。

照明燈調控：采集在寵物活動倉中的光照亮度傳感器數值，當數值低于一定閾值時，自動打開照明燈光，亦可手動打開。

紫外燈調控：由寵物主人判斷當寵物不在籠內且籠內需要消毒時打開或關閉。

喂食機投食：采集喂食機中食盤底部的重量傳感器數值，當數值低于一定閾值時，自動啟動投入事先預定重量的食物。

飲水機提示：采集飲水機中水位線，當數值低于一定閾值時，在界面上提示寵物主人適時加水。

廢物清理提示：采集廢物容納倉底部的重量傳感器數值，當數值高于一定閾值時，提示寵物主人及時進行清理。

4.2 視頻監控設定

云臺攝像機安裝好后，需要對監控程序進行設定，通過網絡發送給用戶，實現遠程監控。視頻監控設定流程如圖3所示。

圖3 視頻監控設定流程

5 監測系統測試

監測系統測試主要通過客戶端從功能和視頻質量這方面進行測試。

功能測試步驟:

（1）打開智能手機或pad上的客戶端，輸入賬號和密碼，測試用戶權限是否分配；

（2）打開客戶端，調用網絡攝像機監測畫面。測試客戶端是否能成功訪問服務器，進行實時監測；

（3）在客戶端上點擊云臺控制、錄像、語音等按鈕，測試攝像頭是否接收并執行指令，完成相關功能；

（4）增加控制裝置倉的溫度、降低寵物籠內的光線亮度、在廢物容納倉內放置雜物等，在客戶端上查看是否有報警，測試系統靈敏性，是否有遲緩。

視頻質量測試：測試地點選擇在寵物醫院，分別選擇WiFi網絡和4G移動通信網絡忙時段進行。經測試，WiFi環境下監控畫面實時性好、觀看較流暢；4G移動通信網絡環境下視頻質量總體較好，監控畫面實時性較好、偶有卡頓。視頻質量基本達到預期的效果。

6 結語

智能寵物籠的監測系統，能夠支持用戶使用局域網的WiFi網絡或4G移動通信網絡在任意智能手機上實現寵物籠內環境的監控和管理，給寵物主人帶來了便利。此系統具有可隨意移動、方面攜帶、安裝方便、可擴展等優點，在智能寵物籠行業具有很強的實用性和廣闊的應用前景。

[1]馬遷．寵物移動健康服務大有可為[J]．上海信息化，2016(3)：63-64.

[2]王丹雪．“互聯網+”下的寵物寄養新思路．上海信息化，2016(3)：65-66.

Design and Experiment of Intelligent Pet Cage Monitoring System Based on WiFi

Tian Chongfeng Zhao Zhongying Jiang Qiyou Liu Qingxin Dai Youhua
（Jiangsu Polytechnic College ofAgriculture and Forestry,Jurong 212400,Jiangsu）

tract】 This paper analyzes the present situation of pet fosterage.Aiming at the disadvantages of traditional pet cage,it realizes the monitoring system based on WiFi for the intelligent pet cage which has been designed.The users can view the life condition and related parameters of the pets with mobile phones,and carry out the corresponding operation.The system is convenient for the interaction between hosts and their pets.

words】 intelligent pet cage;WiFi;monitoring system

TP273.5

A

1008-6609(2017)04-0028-03

田崇峰（1982-），男，江蘇淮安人，碩士，講師，研究方向為計算機應用。

江蘇農林職業技術學院校內科技項目“智能寵物籠的設計與開發”，項目編號：2015k j 015。