基于WiFi的智能宠物笼监测系统的设计与试验

田崇峰 赵中营 蒋其友 刘庆新 戴有华

（江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400）

基于WiFi的智能宠物笼监测系统的设计与试验

田崇峰 赵中营 蒋其友 刘庆新 戴有华

（江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400）

本文对目前宠物寄养存在的现状进行分析。针对传统宠物笼的不足，本课题在已设计的智能宠物笼基础上，实现了基于W i Fi的监测系统。用户可通过智能手机等终端查看宠物笼内宠物的生活状态以及相关参数，并进行相应操作，方便了主人与宠物的互动。

智能宠物笼；W i Fi；监测系统

1 引言

在中国，饲养宠物的人越来越多，预计未来十年，中国的宠物饲养人数将会出现爆发性增长[1]。然而，宠物和工作、休闲不可兼得，这是大多数爱宠人士之痛；家有“宝贝”，无法安心出门，久了便像被禁锢在了一个城市中[2]。宠物寄养应运而生，主人与宠物的互动成为了焦点，智能宠物笼在传统宠物笼的基础上改装升级，设计基于WiFi的监测系统，方便宠物主人随时观测宠物的状态，可通过语音与宠物进行交流沟通。

2 监测系统预定实现功能

智能宠物笼从上到下设控制装置仓、宠物活动仓和废物容纳仓。监测系统的摄像头，位于宠物活动仓的左上角，用于观测笼内的宠物状态以及其他设备的状态。

宠物主人在出门之前，可以将喂食机加满食物，饮水机加满水。宠物主人不在身边时，监测喂食机中食物量较少则提醒并给宠物投放固定重量的食物。如饮水机中饮用水量较少，则提醒添加饮用水。控制装置仓温度过高时，提醒并自动打开风扇，进行排风降温。废物容纳仓有食物残渣、粪便等，则提醒宠物主人打开进行清理。光线较暗时，提醒打开照明灯光。宠物不在笼内且笼体需要清洁消毒时，提醒打开紫外灯光进行除菌消毒。

3 监测系统总体结构设计

智能宠物笼监测系统实现了自动提醒喂食、饮水机加水、清扫废物容纳仓；自动提醒并打开风扇、照明灯光和紫外灯光等功能。监测系统如图1所示，由成像采集、数据传输和监控管理中心三部分组成。

图1 监测系统总体结构

（1）成像采集：通过云台摄像机对宠物活动状态进行采集，获取宠物的图像和声音信息。对控制装置仓的温度、宠物活动仓的光线亮度、喂食机中食物量、饮水机中水量、废物容纳仓的残渣或粪便情况进行采集，通过网络传输给监控管理中心，由用户做出判断和操作。

云台摄像机是视频采集客户端，内置web服务器，提供云台控制、报警等功能，通过智能宠物笼内的WiFi接入互联网或4G移动通信网络。云台摄像机安装在宠物活动仓内左上角，利用云台进行水平和垂直转动，扩大监控范围，监测宠物在笼内的活动状态以及其他数据。

（2）数据传输：通过网络将成像采集的数据传输到监控管理中心。同时将控制命令传送给云台摄像机，进行对应操作。网络可选择互联网或4G移动通信网。

（3）监控管理中心：由监控设备、存储设备、客户端和用户组成。根据成像采集状态设定阈值，当达到某一数值时，自动提醒用户或直接进行相关操作。

用户在智能手机（基于开发需要，本文选择Android系统）等客户端上打开APP或web页面，登录系统，可实现实时视频监控、录像等功能，还可对云台进行控制（包括摄像头上、下、左、右方向旋转）、对讲、警告等。

存储设备考虑存储稳定性、可靠性以及可扩展等能力，利用web服务器或云存储平台，能满足数据存储的需求。

4 客户端软件设计

4.1 客户端软件设计

客户端主要采用智能手机或pad等，软件主要实现功能如图2所示，包括：用户登录、视频播放、音频交互、温度调控、照明灯调控、紫外灯调控、喂食机投食、饮水机提示、废物清理提示等功能。

图2 客户端软件结构

用户登录，用户使用智能手机等终端，根据用户权限进行登录，不同级别的用户登录访问不同的对象，非法用户无法进入监测系统。

视频播放：用户可适时播放监控端的视频，观看笼内宠物状态以及其他设备情况。

音频交互：方便宠物主人与宠物进行语音交互。

温度调控：采集在控制装置仓中的温度传感器数值，当温度达到35℃时，自动启动风扇，进行排风降温。

照明灯调控：采集在宠物活动仓中的光照亮度传感器数值，当数值低于一定阈值时，自动打开照明灯光，亦可手动打开。

紫外灯调控：由宠物主人判断当宠物不在笼内且笼内需要消毒时打开或关闭。

喂食机投食：采集喂食机中食盘底部的重量传感器数值，当数值低于一定阈值时，自动启动投入事先预定重量的食物。

饮水机提示：采集饮水机中水位线，当数值低于一定阈值时，在界面上提示宠物主人适时加水。

废物清理提示：采集废物容纳仓底部的重量传感器数值，当数值高于一定阈值时，提示宠物主人及时进行清理。

4.2 视频监控设定

云台摄像机安装好后，需要对监控程序进行设定，通过网络发送给用户，实现远程监控。视频监控设定流程如图3所示。

图3 视频监控设定流程

5 监测系统测试

监测系统测试主要通过客户端从功能和视频质量这方面进行测试。

功能测试步骤:

（1）打开智能手机或pad上的客户端，输入账号和密码，测试用户权限是否分配；

（2）打开客户端，调用网络摄像机监测画面。测试客户端是否能成功访问服务器，进行实时监测；

（3）在客户端上点击云台控制、录像、语音等按钮，测试摄像头是否接收并执行指令，完成相关功能；

（4）增加控制装置仓的温度、降低宠物笼内的光线亮度、在废物容纳仓内放置杂物等，在客户端上查看是否有报警，测试系统灵敏性，是否有迟缓。

视频质量测试：测试地点选择在宠物医院，分别选择WiFi网络和4G移动通信网络忙时段进行。经测试，WiFi环境下监控画面实时性好、观看较流畅；4G移动通信网络环境下视频质量总体较好，监控画面实时性较好、偶有卡顿。视频质量基本达到预期的效果。

6 结语

智能宠物笼的监测系统，能够支持用户使用局域网的WiFi网络或4G移动通信网络在任意智能手机上实现宠物笼内环境的监控和管理，给宠物主人带来了便利。此系统具有可随意移动、方面携带、安装方便、可扩展等优点，在智能宠物笼行业具有很强的实用性和广阔的应用前景。

[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]王丹雪．“互联网+”下的宠物寄养新思路．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，江苏淮安人，硕士，讲师，研究方向为计算机应用。

江苏农林职业技术学院校内科技项目“智能宠物笼的设计与开发”，项目编号：2015k j 015。