一種基于“物聯(lián)網(wǎng)+”智能喂食寵物裝置的研究

姚云凱

(閩江學(xué)院 數(shù)學(xué)與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350100)

1 研究背景和意義

據(jù)《2019年中國寵物行業(yè)白皮書》(消費(fèi)報(bào)告)顯示，2019年中國城鎮(zhèn)寵物(犬貓)消費(fèi)市場突破2 000億的關(guān)卡，整體消費(fèi)規(guī)模達(dá)到2 024億元，比2018年增長18.5%。2015年—2019年5年內(nèi)行業(yè)市場規(guī)模翻了2倍多，年復(fù)合增長率接近20%。從寵物類別看，寵物犬消費(fèi)市場規(guī)模為1 244億元，比去年增長17.8%；寵物貓消費(fèi)市場規(guī)模為780億元，增幅達(dá)19.6%，超過寵物犬消費(fèi)市場規(guī)模增速。

養(yǎng)寵數(shù)量方面，2019年全國城鎮(zhèn)寵物犬貓數(shù)量達(dá)到9 915萬只，比2018年增長766萬只。其中寵物犬?dāng)?shù)量為5 503萬只，比2018年增長8.2%；寵物貓數(shù)量為4 412萬只，比2018年增長8.6%，寵物貓數(shù)量增幅超過寵物犬的增幅。

《2019年中國寵物行業(yè)白皮書》(消費(fèi)報(bào)告)特別選取了一、二線的四大代表城市——北京、上海、西安、成都，并對這4個(gè)城市的養(yǎng)寵消費(fèi)進(jìn)行了調(diào)研和分析。研究顯示，北京、上海、西安、成都四大城市2019年養(yǎng)寵消費(fèi)市場規(guī)模達(dá)486億元。一線城市是養(yǎng)寵消費(fèi)的絕對主力，而二線城市養(yǎng)寵消費(fèi)不斷增長。其中2019年上海養(yǎng)寵(犬貓)市場消費(fèi)規(guī)模達(dá)197億元，位于此次調(diào)研4個(gè)城市的首位，而北京、成都和西安緊隨其后。

縱觀為寵物所設(shè)計(jì)和研發(fā)的產(chǎn)品，各種類別，不同型號都表現(xiàn)出人對寵物生活、生存狀態(tài)的密切關(guān)注。智能喂食寵物裝置通過比較當(dāng)今市場現(xiàn)有產(chǎn)品，針對寵物生活需求，提出了更好更優(yōu)的解決方案。通過對該課題的研究，計(jì)劃制作出一款新型的寵物喂食器，能夠?qū)κ袌錾系漠a(chǎn)品做出功能上的完善與創(chuàng)新，進(jìn)而改善寵物喂食方式，可以讓寵物處于定時(shí)喂食狀態(tài)，還可以查看寵物的現(xiàn)狀，與寵物互動等，讓照顧寵物變得沒有距離。

該喂食器采用了物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操控技術(shù)且在功能設(shè)計(jì)上彌補(bǔ)了現(xiàn)有寵物喂食喂水器的不足，增添新的功能創(chuàng)意，具有很好的商業(yè)價(jià)值和研究發(fā)展空間。

在第二屆中國北京國際寵物用品展覽會上，自動喂食器成為展示焦點(diǎn)，這也說明，自動化、智能化已成為寵物用品市場發(fā)展趨勢。德國特瑞士中國運(yùn)營中心、青島特瑞士國際貿(mào)易有限公司此次在特裝展臺亮相，展示了多款自動喂食器等寵物用品。展商均認(rèn)為，人類相關(guān)生活用品一定會向便捷化發(fā)展，自動化和智能化已成為寵物用品市場發(fā)展趨勢，而單片微機(jī)在這方面的應(yīng)用帶來了“智能化”，使控制更靈活、設(shè)備更精確，并符合“綠色”電子的要求。

中國是世界寵物用品的出口大國之一，如果美國國內(nèi)近十年寵物行業(yè)的發(fā)展可稱為迅猛，那么中國近十年的發(fā)展的速度則堪稱驚人。針對目前市場上喂食器功能單一、價(jià)格高昂、普及率不高等因素，令中國的大眾消費(fèi)者難以接受，本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)以人性化和關(guān)愛寵物為理念，設(shè)計(jì)了這款寵物自動喂食器。由于單片機(jī)具有體積小、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、性能可靠和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，通常在其外部配置外圍電路就可構(gòu)成一完整的控制系統(tǒng)，根據(jù)此特點(diǎn)贏得了廣泛應(yīng)用，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)重要階段，具有良好的使用前景。

2 智能喂食裝置設(shè)計(jì)理念

物聯(lián)網(wǎng)(IoT，Internet of things)即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，人、機(jī)、物的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)的大量使用，為研究智能喂食寵物裝置提供了很好的解決方案。

喂食器作為自動控制設(shè)備及信息傳感設(shè)備，在自動執(zhí)行一些任務(wù)的同時(shí)，將采集到的信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到手機(jī)App展示給人，同時(shí)，人也可通過App發(fā)送指令到喂食器，為其分配任務(wù),使其執(zhí)行喂食、上報(bào)模塊數(shù)據(jù)等操作，當(dāng)然，作為智能終端，攝像頭查看寵物生活狀態(tài)，遠(yuǎn)程與寵物娛樂等功能也均能實(shí)現(xiàn)，其他功能也會不斷擴(kuò)展疊加。

本裝置的工作內(nèi)容包含如下幾點(diǎn)：①壓力傳感器和擋板舵機(jī)模塊可實(shí)現(xiàn)對托盤上的飼料進(jìn)行稱重，當(dāng)達(dá)到要求重量時(shí)單片機(jī)控制擋板舵機(jī)，從而使飼料停止下落。②定時(shí)裝置可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定時(shí)投放食物和水的功能。③光電傳感器與水位傳感器用來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品監(jiān)測食物和水剩余量的功能。④攝像頭模塊是為了實(shí)時(shí)觀察寵物的情況。⑤托盤馬達(dá)模塊用來實(shí)現(xiàn)控制產(chǎn)品底部盛放食物與水的托盤的伸縮功能。⑥網(wǎng)絡(luò)模塊、服務(wù)器及App用來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的手機(jī)端操控和觀察的功能。

3 智能喂食裝置設(shè)計(jì)過程

3.1 硬件模塊選擇

喂食器以iTOP-4412作為主控制器,使用四核ARM處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)多線程的任務(wù)，這是單片機(jī)無法做到的。iTOP-4412核心板是迅為電子推出的一款高端四核核心板，配備三星Exynos 4412四核處理器，主頻為1.4 GHz，內(nèi)置8 GB存儲空間(見圖1)。

圖1 智能喂食裝置主控制器

開發(fā)板上使用的是QT文件系統(tǒng)，支持交叉編譯的QT桌面應(yīng)用。項(xiàng)目中使用到的外設(shè)模塊都是作為字符類驅(qū)動加載的，字符類驅(qū)動是最為常用的驅(qū)動類型，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①測溫測濕度。為了檢測寵物食物的可食性，用這個(gè)模塊來探測寵物的食物是否發(fā)潮，然后發(fā)送消息給用戶提示報(bào)告當(dāng)天的情況。需要借助C語言，編寫模塊并加載為字符驅(qū)動，然后燒入內(nèi)核。②檢測余糧。使用壓力傳感器HX711來記錄寵物近期的食用量，然后判斷寵物近期有沒有好好吃飯和寵物的健康情況，還可以每天定時(shí)放糧。編寫驅(qū)動過程類似于溫度傳感器一樣。③本地給寵物拍照?？蛇x擇性上傳到服務(wù)器或保存到本地相冊。攝像頭模塊用的是OV5640,該傳感器支持輸出最大為500萬像素的圖像(2 592×1 944分辨率)，支持使用VGA時(shí)序輸出圖像數(shù)據(jù)，輸出圖像的數(shù)據(jù)格式支持RGB565及JPEG等格式。④精準(zhǔn)計(jì)算投糧動作。使用步進(jìn)電機(jī)，根據(jù)脈沖數(shù)控制旋轉(zhuǎn)的角度，再加上壓力傳感器反饋的數(shù)據(jù)來做到精準(zhǔn)投糧的動作。⑤檢測是否卡糧。通過Wi-Fi模塊與服務(wù)器通信，紅外對管防卡糧，為了保證糧食的順利下滑，在出糧口做了一個(gè)紅外對管傳感器，以此來檢測是否卡糧。⑥樹莓派玩具與寵物互動。它是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD/Micro SD卡為內(nèi)存硬盤，卡片主板周圍有1/2/4個(gè)USB接口和一個(gè)10/100以太網(wǎng)接口(A型沒有網(wǎng)口)，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和配套攝像頭輸入接口，可拓展的IO口，將樹莓派裝上攝像頭，接兩個(gè)可移動的輪子，可追蹤寵物，實(shí)現(xiàn)任意方位拍照，也可以用手機(jī)人為控制其與寵物玩耍。⑦減少軸承及絲桿摩擦阻力。軸承是為了旋轉(zhuǎn)體減小阻力、順利進(jìn)行而選擇的，在喂食扇葉活動、托盤進(jìn)出等控制都會用到，經(jīng)過對喂食器尺寸的研究，選擇了604 ZZ軸承(見圖2)。

圖2 604 ZZ軸承

有了絲桿的幫助，控制喂食托盤進(jìn)出會很簡單，結(jié)合軸承的尺寸，本次選擇T4絲桿(見圖3)。

圖3 T4絲桿

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合以上所需硬件，對其進(jìn)行了3 D建模，經(jīng)過調(diào)整，外觀如圖4所示。

圖4 喂食器整體外觀

其中，控制喂食部分為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由電機(jī)、扇葉、軸承、齒輪等部件組成。儲糧部分底部有一孔，與食物滑槽的尺寸吻合，當(dāng)與齒輪相嚙合的齒輪不動時(shí)，食物保持在桶內(nèi)，旋轉(zhuǎn)時(shí)，食物通過扇葉空隙落入導(dǎo)槽，然后進(jìn)入底部托盤，托盤再由另外一個(gè)電機(jī)控制滑出，完成喂食(見圖5、圖6)。

圖5 儲糧桶俯視圖

圖6 食物滑槽拆解圖

3.3 查看寵物及互動實(shí)現(xiàn)原理

如圖7所示的設(shè)計(jì)為可移動的玩具，可由App控制其運(yùn)動，上面安裝攝像頭(通過前面一個(gè)小孔獲得圖像)、麥克風(fēng)及揚(yáng)聲器，可以由手機(jī)App發(fā)起視頻查看寵物，可以跟寵物說話，寵物的聲音也可以通過麥克風(fēng)返回到手機(jī)App，由于顯示器空間大，所以來自手機(jī)App的主人視頻流，則轉(zhuǎn)發(fā)到喂食器上的顯示器顯示，可以控制玩具引導(dǎo)寵物到視頻前面看主人在做什么，設(shè)計(jì)封裝良好，可以移動逗寵物去追趕，寵物玩具后面的尾巴，一是使重心下移和阻止扭力，防止運(yùn)動過程中間轉(zhuǎn)而兩側(cè)輪子不轉(zhuǎn)，二是可以控制其上下輪動，調(diào)整前面攝像頭的視角，容易為寵物拍照。

圖7 寵物玩具外觀

3.4 服務(wù)器的開發(fā)

Docker是一個(gè)開源的應(yīng)用容器引擎，基于Go語言并遵從Apache2.0協(xié)議開源。Docker可以讓開發(fā)者打包他們的應(yīng)用及依賴包到一個(gè)輕量級、可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的Linux機(jī)器上，也可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。容器是完全使用沙箱機(jī)制，相互之間不會有任何接口(類似iPhone的App),更重要的是容器性能開銷極低。

本項(xiàng)目的每個(gè)服務(wù)器都放在Docker的容器中，在相互隔離的同時(shí)又可以用IP相互訪問，便于管理，且達(dá)到一定的安全要求。具體實(shí)現(xiàn)方式如圖8所示。

圖8 服務(wù)器結(jié)構(gòu)

3.4.1 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。典型的物聯(lián)網(wǎng)云平臺包括AWS IoT、IBM Watson、阿里物聯(lián)網(wǎng)套件和中國移動OneNet等，每個(gè)平臺都有各自的優(yōu)勢與不足。眾所周知，阿里云提供諸多云服務(wù)包括數(shù)據(jù)存儲(各類云數(shù)據(jù)庫，Table Store)、數(shù)據(jù)分析(圖像識別、人臉識別)、規(guī)則引擎、短信服務(wù)等，而物聯(lián)網(wǎng)云平臺的本質(zhì)無非節(jié)點(diǎn)托管、數(shù)據(jù)存儲、遠(yuǎn)程控制，所以阿里索性把物聯(lián)云平臺當(dāng)作一種服務(wù)集成到阿里云中，中國移動OneNet平臺簡單易用、入門快，作為一個(gè)單純的設(shè)備托管平臺還是不錯(cuò)的。

然而，對接這些服務(wù)器過程都比較煩瑣，因此找到了一個(gè)比較好用的部署在自己服務(wù)器的開源物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器——EMQ X。EMQ X(Erlang/Enterprise/Elastic MQTT Broker) 是基于 Erlang/OTP平臺開發(fā)的開源物聯(lián)網(wǎng)MQTT消息服務(wù)器。Erlang/OTP是出色的軟實(shí)時(shí)(Soft-Realtime)、低延時(shí)(Low-Latency)、分布式(Distributed)的語言平臺。MQTT是輕量的(Lightweight)、發(fā)布訂閱模式(PubSub)的物聯(lián)網(wǎng)消息協(xié)議。EMQ X設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高可靠，并支持承載海量物聯(lián)網(wǎng)終端的MQTT連接，支持在海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間低延時(shí)消息路由：①穩(wěn)定承載大規(guī)模的MQTT客戶端連接，單服務(wù)器節(jié)點(diǎn)支持50萬到100萬連接。②分布式節(jié)點(diǎn)集群，快速低延時(shí)的消息路由，單集群支持1 000萬規(guī)模的路由。③消息服務(wù)器內(nèi)擴(kuò)展，支持定制多種認(rèn)證方式、高效存儲消息到后端數(shù)據(jù)庫。④完整物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持，MQTT、MQTT-SN、CoAP、LwM2M、WebSocket或私有協(xié)議支持。

3.4.2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(Database)是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。每個(gè)數(shù)據(jù)庫都有一個(gè)或多個(gè)不同的API用于創(chuàng)建、訪問、管理、搜索和復(fù)制所保存的數(shù)據(jù)，也可以將數(shù)據(jù)存儲在文件中，但是在文件中讀寫數(shù)據(jù)速度相對較慢。所以，現(xiàn)在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)來存儲和管理大數(shù)據(jù)量。所謂的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫，借助于集合代數(shù)等數(shù)學(xué)概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

RDBMS即關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Relational Database Management System)的特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)以表格的形式出現(xiàn)。②每行為各種記錄名稱。③每列為記錄名稱所對應(yīng)的數(shù)據(jù)域。④許多的行和列組成一張表單。⑤若干的表單組成database。

數(shù)據(jù)庫在Docker安裝與EMQX安裝方法類似，拉取鏡像、安裝、運(yùn)行，然后是設(shè)置用戶名與密碼。

3.4.3 媒體服務(wù)器。媒體服務(wù)器是下一代網(wǎng)絡(luò)的重要設(shè)備。該設(shè)備在控制設(shè)備(軟交換設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器)的控制下，提供在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)所需的媒體資源功能，包括業(yè)務(wù)音提供、會議、交互式應(yīng)答(IVR)、通知、統(tǒng)一消息、高級語音業(yè)務(wù)等。在應(yīng)用服務(wù)器里，使用MSML(Media Server Markup Language,一種專用于媒體服務(wù)器交互的特殊xml)向媒體服務(wù)器發(fā)送放音等命令。媒體服務(wù)器具有很好的可裁剪性，可靈活實(shí)現(xiàn)一種或多種功能。

媒體服務(wù)器的性能和網(wǎng)速要求高，云服務(wù)器租賃貴；邏輯復(fù)雜，開發(fā)成本高。由于開發(fā)條件限制，沒有自己開發(fā)服務(wù)器，而是找到了一個(gè)專門提供音視頻服務(wù)的公司——聲網(wǎng)。

聲網(wǎng)Agora，一個(gè)專注移動端的高清實(shí)時(shí)通話云服務(wù)解決方案。聲網(wǎng)在全球部署了近百個(gè)數(shù)據(jù)中心和近千臺服務(wù)器，能夠保障跨大洲、跨國家、跨運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。其團(tuán)隊(duì)很有自信地宣稱，在語音通話的質(zhì)量上，他們有信心打敗最有競爭力的技術(shù)對手，哪怕在硅谷。

由于是to b(to business)的云服務(wù)，聲網(wǎng)的盈利模式也相對簡單。聲網(wǎng)面向企業(yè)收費(fèi)，標(biāo)準(zhǔn)是每1 000 min 0.99美元，國內(nèi)海外統(tǒng)一。這個(gè)基于規(guī)模效益的定價(jià)貼近于產(chǎn)品的成本價(jià)格，遠(yuǎn)低于客戶自己運(yùn)營維護(hù)這類服務(wù)的成本。

聲網(wǎng)已經(jīng)和國內(nèi)許多產(chǎn)品在接洽合作，但團(tuán)隊(duì)沒有透露具體已達(dá)成的合作。在國外，由于聲網(wǎng)的海外版上線更早，已經(jīng)有合作一段時(shí)間的產(chǎn)品了，比如針對“語言技能交換”的語音社交應(yīng)用HelloTalk。

使用方法：進(jìn)入官網(wǎng)，注冊賬號，里面提供了很多開發(fā)者文檔，需要什么功能，直接按步驟進(jìn)行，在此不敘述，將在手機(jī)App部分體現(xiàn)。

3.4.4 應(yīng)用程序服務(wù)器。Django是一個(gè)由Python寫成的Web應(yīng)用框架。Django的主要目的是簡便、快速地開發(fā)數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的網(wǎng)站。它強(qiáng)調(diào)代碼復(fù)用，多個(gè)組件可以很方便地以“插件”形式服務(wù)于整個(gè)框架，Django有許多功能強(qiáng)大的第三方插件，甚至可以很方便地開發(fā)出自己的工具包。

Django的rest_framework框架是基于Django的，幫助快速開發(fā)符合restful規(guī)范的接口框架,它主要適用于前后端分離項(xiàng)目。rest_framework是一個(gè)能快速提供API接口，方便編程的框架。API是后端編程人員寫的，為了讓前端拿數(shù)據(jù)的一個(gè)接口，通常就是以url的形式存在。只需要給喂食器及手機(jī)App提供相應(yīng)的URL，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，每個(gè)URL在服務(wù)器端有一個(gè)對應(yīng)的邏輯處理。

整個(gè)服務(wù)器采用MVC編程模式。MVC是一種使用MVC(Model View Controller，模型-視圖-控制器)設(shè)計(jì)創(chuàng)建Web應(yīng)用程序的模式：Model(模型)表示應(yīng)用程序核心(比如數(shù)據(jù)庫記錄列表)；View(視圖)顯示數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫記錄)；Controller(控制器)處理輸入(寫入數(shù)據(jù)庫記錄)。

MVC分層有助于管理復(fù)雜的應(yīng)用程序，因?yàn)槟梢栽谝欢螘r(shí)間內(nèi)專門關(guān)注一個(gè)方面。例如，您可以在不依賴業(yè)務(wù)邏輯的情況下專注于視圖設(shè)計(jì)。同時(shí)也讓應(yīng)用程序的測試更加容易。MVC分層同時(shí)也簡化了分組開發(fā)。不同的開發(fā)人員可同時(shí)開發(fā)視圖、控制器邏輯和業(yè)務(wù)邏輯。

為了配合App及喂食器工作，一共設(shè)計(jì)了以下幾種API：用戶注冊、登錄、喂食器上報(bào)喂食記錄和手機(jī)App增刪改個(gè)人信息或者寵物和喂食器信息等。所有的API都是收到消息做數(shù)據(jù)庫操作，內(nèi)容比較龐雜，在此以用戶注冊登錄為例，見圖9。

圖9 用戶注冊登錄

3.5 手機(jī)App的開發(fā)

手機(jī)App軟件(App，英文Application的簡稱，即應(yīng)用軟件，通常是指iPhone、安卓等手機(jī)應(yīng)用軟件)，主要指安裝在智能手機(jī)上的軟件，完善原始系統(tǒng)的不足與個(gè)性化。使手機(jī)完善其功能，為用戶提供更豐富的使用體驗(yàn)的主要手段。手機(jī)軟件的運(yùn)行需要有相應(yīng)的手機(jī)系統(tǒng)，截至2017年6月1日，主要的手機(jī)系統(tǒng)包括蘋果公司的iOS、谷歌公司的Android(安卓)系統(tǒng)、塞班平臺和微軟平臺。每個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)方式有所不同，由于國內(nèi)用Android的人占大多數(shù)，因此，本項(xiàng)目先開發(fā)了一個(gè)Android系統(tǒng)的手機(jī)App軟件，以后再開發(fā)出其他系統(tǒng)的同款軟件。下面是手機(jī)開發(fā)的過程：①Java語言基礎(chǔ)。②Android的四大組件。Android開發(fā)的四大組件分別是：活動(activity)，用于表現(xiàn)功能；服務(wù)(service)，后臺運(yùn)行服務(wù)，不提供界面呈現(xiàn)；廣播接收者(Broadcast Receive)，用于接收廣播；內(nèi)容提供者(Content Provider)，支持多個(gè)應(yīng)用中存儲和讀取數(shù)據(jù)，相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫。③Android五大存儲：內(nèi)部存儲、外部存儲、網(wǎng)絡(luò)存儲、SharedPreferences和SQLite。④Android六大布局：線性布局(LinearLayout)、表格布局(TableLayout)、相對布局(RelativeLayout)、層布局(FrameLayout)、絕對布局(AbsoluteLayout)、網(wǎng)格布局(GridLayout)。⑤Android編譯工具。初學(xué)者使用IDE：Eclipse，PraneethVT,Android Studio,IntelliJ IDEA等。

由于手機(jī)App是面對用戶的，體驗(yàn)很重要，需要不斷更新優(yōu)化，目前，手機(jī)App已經(jīng)開發(fā)出的功能有：管理寵物、管理喂食器、顯示個(gè)人信息、設(shè)置余糧不足提醒方式、視頻與寵物互動等。

3.6 產(chǎn)品對比

為了突出該項(xiàng)目的特點(diǎn)與創(chuàng)新，調(diào)研了市面上的相關(guān)產(chǎn)品，見表1。

表1 產(chǎn)品性能對比

圖10 App的部分邏輯設(shè)計(jì)

4 裝置優(yōu)化項(xiàng)

模塊是已經(jīng)集成好的，只需要按特定方式讀取。比如紅外對管，有卡糧時(shí)電平翻轉(zhuǎn)，獲得數(shù)字量；稱重傳感器，有重物時(shí)電阻值變化，以模擬量方式反應(yīng)重物重量。然而，一個(gè)CPU要同時(shí)讀取這些模塊數(shù)據(jù)時(shí)，就得將程序邏輯設(shè)計(jì)好，防止出錯(cuò)。

服務(wù)器對數(shù)據(jù)的操作，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查。為了便于手機(jī)App及喂食器操作，且保證每次查詢數(shù)據(jù)庫花的時(shí)間盡量少，將所需的數(shù)據(jù)按對象分為多張表，主要有用戶個(gè)人信息表、寵物信息表、喂食器信息表和喂食記錄表。

為了節(jié)省流量，不用每次查看信息都從服務(wù)器獲取，手機(jī)App也使用了數(shù)據(jù)庫，與服務(wù)器的表對應(yīng)起來，而且做相應(yīng)的操作的時(shí)候，數(shù)據(jù)與服務(wù)器同步。手機(jī)App,節(jié)流、更新、永久化。

5 結(jié)束語

毫無疑問，智能喂食寵物裝置不僅僅是一款智能設(shè)備，它更是連接主人與愛寵的紐帶，而功能強(qiáng)大的App將萬千家庭集結(jié)到一起，相比單純的產(chǎn)品，這種基于興趣、圈子的應(yīng)用與服務(wù)更能打動用戶，未來智能寵物喂食器的App還有很大優(yōu)化的空間，而且還會基于游戲娛樂的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步開拓空間。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多功能寵物自動喂食器的一整套系統(tǒng),使用方便。但我們知道要想使寵物喂食器在實(shí)際生活中完全代替人工喂養(yǎng),還必須對寵物進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn),這是任何一款新產(chǎn)品都必須突破的瓶頸。也只有通過培訓(xùn)，才能使該喂食器在日常生活中發(fā)揮更大的作用。