(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111367191 A(43)申请公布日 2020.07.03
(21)申请号 202010204911.1(22)申请日 2020.03.22
(71)申请人 衡阳师范学院
地址 421002 湖南省衡阳市雁峰区黄白路
165号(72)发明人 焦铬 李臣 李环 罗振庭 张恋 (51)Int.Cl.
G05B 15/02(2006.01)G05B 19/418(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图2页
CN 111367191 A(54)发明名称
一种基于物联网技术的宠物智能家居系统(57)摘要
本发明公开了一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，包括嵌入式终端、爱宠智家云端和爱宠助手APP，嵌入式终端安装在宠物家居内部，嵌入式终端信号通过网络模块连接爱宠智家云端，爱宠智家云端信号通过网络模块连接爱宠助手APP，爱宠智家云端还分别连接数据库单元和后台监控中心，后台监控中心连接监控设备。本发明可对宠物家居内部的温度、湿度、空气质量和粪便进行监测，可对位于宠物家居外部的喂食器和喂水器分别进行食量、水量检测并及时补充宠物的食量、水量，可对智能终端设备进行智能开关控制，可对环境监测设备、数据采集设备和智能终端设备的运行状态进行监测。本发明实施例可为宠物提供舒适的居住环境，为宠物的主人提供智能化的管理。
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权 利 要 求 书
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1.一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，包括嵌入式终端（1）、爱宠智家云端（2）和爱宠助手APP（3），所述嵌入式终端（1）安装在宠物家居内部，所述嵌入式终端（1）信号通过网络模块（12）连接爱宠智家云端（2），所述爱宠智家云端（2）信号通过网络模块（12）连接爱宠助手APP（3），所述爱宠智家云端（2）还分别连接数据库单元（4）和后台监控中心（5），后台监控中心（5）连接监控设备（6）。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于：所述嵌入式终端（1）内设有智能终端（7）、数据采集单元（8）、视频监控模块（9）、环境监测模块（10）和数据检测模块（11），所述的环境监测模块（10）、数据检测模块（11）分别连接数据采集单元（8）。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于：所述爱宠智家云端（2）安装有中央处理单元（43）、信息收发单元（44）、存储单元（45）、嵌入式终端API接口（46）、爱宠助手APP端API接口（47），所述的中央处理单元（43）、信息收发单元（44）、存储单元（45）均与嵌入式终端API接口（46）和爱宠助手APP端API接口（47）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于：所述爱宠助手APP（3）内设有用户功能模块（30）、数据处理模块（31）、MQTT功能模块（32）、监控功能模块（33）、报警功能模块（34）、硬件端控制模块（35）和数据显示模块（36）。
5.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于：所述智能终端（7）内设有除湿装置（13）、消毒杀菌装置（14）、空气净化装置（15）、自动喂食装置（16）、自动加水装置（17）和排气装置（18）；
所述数据采集单元（8）包括电源模块（48）、温湿度传感器（49）、雨滴传感器（50）、空气质量传感器（51）、液位传感器（52）、压力传感器（53），所述电源模块（48）分别与温湿度传感器（49）、雨滴传感器（50）、空气质量传感器（51）、液位传感器（52）、压力传感器（53）电性连接，所述温湿度传感器（49）、雨滴传感器（50）、空气质量传感器（51）、液位传感器（52）、压力传感器（53）分别连接网络模块（12），其中，所述温湿度传感器（49）采用DHT11数字温湿度传感器，所述空气质量传感器（51）采用MQ-135空气质量传感器，所述网络模块（12）采用ESP8266-WiFi网络模块；
所述视频监控模块（9）安装有语音单元（26）、录像单元（27）、截屏单元（28）、摄像头移动单元（29）；
所述环境监测模块（10）包括温度监测单元（19）、湿度监测单元（20）、空气质量监测单元（21）、粪便监测单元（22）；
所述数据检测模块（11）包括食量检测单元（23）、水量检测单元（24）、设备状态监测单元（25）。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于：所述数据显示模块（36）内装有温度显示单元（37）、湿度显示单元（38）、空气质量显示单元（39）、有无粪便显示单元（40）、剩余食量显示单元（41）、是否缺水显示单元（42）。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，其特征在于，其使用方法包括以下步骤：
A、首先嵌入式终端内的环境监测模块和数据检测模块通过数据采集单元分别采集宠物家居内的温湿度信号、空气质量信号、粪便有无信号、食量信号、水量信号、设备状态信
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权 利 要 求 书
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号，采集的信号通过网络模块实时传输给爱宠智家云端；
B、在爱宠家居内布置好监控设备，监控设备摄像实时上传至后台监控中心；C、一旦检测到异常传感信号，立即发出报警信号，同时将异常信号发送至爱宠智家云端，爱宠智家云端调用中央处理单元判断异常信号来源后将信号发送至后台监控中心和爱宠助手APP；
D、爱宠助手APP通过硬件端控制模块对嵌入式终端设备进行智能控制和管理，可实现温湿度调控、空气质量调节、智能喂食、智能喂水；
E、将数据通过存储单元保存到数据库中，最后通过数据显示模块将数据可视化的展示，后台监控中心实时对爱宠家居内的环境进行监控，一旦发现异常，立即进行处理，为宠物提供舒适的居住环境，为宠物的主人提供智能化的管理。
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说 明 书
一种基于物联网技术的宠物智能家居系统
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技术领域
[0001]本发明涉及物联网智能家居技术领域，具体为一种基于物联网技术的宠物智能家居系统。
背景技术
[0002]随着社会的进步，科学技术的发展，人们的物质精神文化需求不断提高，越来越多的爱宠物人士使用宠物智能家居系统饲养宠物，目前市面上出现的宠物智能家居系统存在功能单一、智能控制低等缺点。为了给宠物提供更舒适的生活环境，给宠物的主人提供更智能的管理，因此需要功能更多、更方便、更智能的宠物智能家居系统。发明内容
[0003]本发明的目的在于发明一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，包括嵌入式终端、爱宠智家云端和爱宠助手APP，嵌入式终端安装在宠物家居内部，嵌入式终端信号通过网络模块连接爱宠智家云端，爱宠智家云端信号通过网络模块连接爱宠助手APP，爱宠智家云端还分别连接数据库单元和后台监控中心，后台监控中心连接监控设备。
[0005]优选的，所述嵌入式终端内设有智能终端、数据采集单元、视频监控模块、环境监测模块和数据检测模块，所述的环境监测模块、数据检测模块分别连接数据采集单元。[0006]优选的，所述爱宠智家云端安装有中央处理单元、信息收发单元、存储单元、嵌入式终端API接口、爱宠助手APP端API接口，所述的中央处理单元、信息收发单元、存储单元均与嵌入式终端API接口和爱宠助手APP端API接口连接。[0007]优选的，所述爱宠助手APP内设有用户功能模块、数据处理模块、MQTT功能模块、监控功能模块、报警功能模块、硬件端控制模块和数据显示模块。[0008]优选的，所述智能终端内设有除湿装置、消毒杀菌装置、空气净化装置、自动喂食装置、自动加水装置和排气装置。[0009]优选的，所述数据采集单元包括电源模块、温湿度传感器、雨滴传感器、空气质量传感器、液位传感器、压力传感器，所述电源模块分别与温湿度传感器、雨滴传感器、空气质量传感器、液位传感器、压力传感器电性连接，所述温湿度传感器、雨滴传感器、空气质量传感器、液位传感器、压力传感器分别连接网络模块；其中，所述温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，所述空气质量传感器采用MQ-135空气质量传感器，所述网络模块采用ESP8266-WiFi网络模块。[0010]优选的，所述视频监控模块安装有语音单元、录像单元、截屏单元、摄像头移动单元。
[0011]优选的，所述环境监测模块包括温度监测单元、湿度监测单元、空气质量监测单
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元、粪便监测单元。[0012]优选的，所述数据检测模块包括食量检测单元、水量检测单元、设备状态监测单元。
[0013]优选的，所述数据显示模块内装有温度显示单元、湿度显示单元、空气质量显示单元、有无粪便显示单元、剩余食量显示单元、是否缺水显示单元。[0014]优选的，其使用方法包括以下步骤：[0015]A、首先嵌入式终端内的环境监测模块和数据检测模块通过数据采集单元分别采集宠物家居内的温湿度信号、空气质量信号、粪便有无信号、食量信号、水量信号、设备状态信号，采集的信号通过网络模块实时传输给爱宠智家云端；[0016]B、在爱宠家居内布置好监控设备，监控设备摄像实时上传至后台监控中心；[0017]C、一旦检测到异常传感信号，立即发出报警信号，同时将异常信号发送至爱宠智家云端，爱宠智家云端调用中央处理单元判断异常信号来源后将信号发送至后台监控中心和爱宠助手APP；[0018]D、爱宠助手APP通过硬件端控制模块对嵌入式终端设备进行智能控制和管理，可实现温湿度调控、空气质量调节、智能喂食、智能喂水；[0019]E、将数据通过存储单元保存到数据库中，最后通过数据显示模块将数据可视化的展示，后台监控中心实时对爱宠家居内的环境进行监控，一旦发现异常，立即进行处理，为宠物提供舒适的居住环境，为宠物的主人提供智能化的管理。[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实时感测宠物家居内的异常信号，能够实时对宠物家居内温度、湿度、空气质量、有无粪便、剩余食量和水量等指标进行检测，可有效保证宠物家居内部一直保持适宜的环境。附图说明
[0021]图1为本发明系统原理框图；
[0022]图2为本发明数据采集单元原理框图；[0023]图3为本发明流程图。
具体实施方式
[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，接下来将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0025]请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网技术的宠物智能家居系统，包括嵌入式终端1、爱宠智家云端2和爱宠助手APP3，所述嵌入式终端1安装在宠物家居内部，所述嵌入式终端1信号通过网络模块12连接爱宠智家云端2，所述爱宠智家云端2信号通过网络模块12连接爱宠助手APP3，所述爱宠智家云端2还分别连接数据库单元4和后台监控中心5，后台监控中心5连接监控设备6。[0026]本发明中，嵌入式终端1内设有智能终端7、数据采集单元8、视频监控模块9、环境监测模块10和数据检测模块11。所述的环境监测模块10、数据检测模块11分别连接数据采
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集单元8。所述智能终端7、数据采集单元8、视频监控模块9、环境监测模块10和数据检测模块11均通过网络模块12同爱宠智家云端2相连接，且智能终端都可由爱宠助手APP3进行智能控制。嵌入式终端属于物联网感知层，用于通过传感器采集环境的各种有效数据，包括宠物家居内环境的温度、湿度、空气质量程度、粪便有无信息和除湿装置、空气净化装置、排气装置的工作信息，采集后通过网络将数据传至爱宠智家云端，同时开放嵌入式终端API接口，使用爱宠助手APP可以介入控制。[0027]本发明中，爱宠智家云端2安装有中央处理单元43、信息收发单元44、存储单元45、嵌入式终端API接口46、爱宠助手APP端API接口47。所述的中央处理单元43、信息收发单元44、存储单元45均与嵌入式终端API接口46和爱宠助手APP端API接口47连接。爱宠智家云端属于物联网网络层，它的主要工作是对来自嵌入式终端的数据进行分析、存储并且提供API接口；将存储单元保存的嵌入式终端传感器数据和视频监控信息存入到数据库中，实现持久化存储；它为爱宠助手APP提供API访问接口。[0028]本发明中，所述爱宠助手APP3内设有用户功能模块30、数据处理模块31、MQTT功能模块32、监控功能模块33、报警功能模块34、硬件端控制模块35和数据显示模块36。爱宠助手APP属于物联网应用层，它的主要工作是负责给用户提供一个可视化并且界面友好的管理终端，其通过HTTP协议获取爱宠智家云端的数据来实现对数据的增删改查，通过MQTT协议订阅与发布实现对嵌入式终端数据的获取和对嵌入式终端的控制功能，通过萤石云平台实现视频监控和对讲功能，通过语音平台实现语音报警功能。[0029]本发明中，所述智能终端7内设有除湿装置13、消毒杀菌装置14、空气净化装置15、自动喂食装置16、自动加水装置17和排气装置18。所述除湿装置13是由普通风扇、制冷板组成，实现宠物家居内温湿度的调节；所述消毒杀菌装置14是由紫外线灯组成，所述空气净化装置15是由空气净化器组成，所述排气装置18是由排气扇组成，消毒杀菌装置14、空气净化装置15与排气装置18的组合可以完成一次正常的空气净化过程，以此保证宠物家居内部的环境质量；所述自动喂食装置16是由喂食器模型和步进电机组成，可以实现食量控制；所述自动加水装置17是由水泵从储水器中抽水至宠物饮水器中，以此实现自动加水。[0030]本发明中，数据采集单元8包括电源模块48、温湿度传感器49、雨滴传感器50、空气质量传感器51、液位传感器52、压力传感器53。所述电源模块48分别与温湿度传感器49、雨滴传感器50、空气质量传感器51、液位传感器52、压力传感器53电性连接，所述温湿度传感器49、雨滴传感器50、空气质量传感器51、液位传感器52、压力传感器53分别连接网络模块12；其中，所述温湿度传感器49采用DHT11数字温湿度传感器，所述空气质量传感器51采用MQ-135空气质量传感器，所述网络模块12采用ESP8266-WiFi网络模块。因为智能宠物家居的环境选择为室内，室内环境会因除湿装置、排气装置发热等因素的变化而变化，为此需要对宠物家居内的温度、湿度、空气质量程度等指标进行监测，只要这些指标维持在安全范围内，就能为宠物提供舒适的居住环境。[0031]本发明中，视频监控模块9安装有语音单元26、录像单元27、截屏单元28、摄像头移动单元29。所述视频监控模块9使用的是C6C萤石摄像头，所述语音单元26、录像单元27、截屏单元28、摄像头移动单元29的输入端、输出端分别与视频监控模块9的输出端、输入端相互连接，可以实现远程喊话、实时录像、实时截屏和镜头旋转控制，便于用户远程实时查看和管理宠物家居。
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本发明中，环境监测模块10包括温度监测单元19、湿度监测单元20、空气质量监测
单元21、粪便监测单元22。所述环境监测模块10通过温度监测单元19、湿度监测单元20、空气质量监测单元21、粪便监测单元22可以实时获取温度、湿度、空气质量程度以及粪便有无的动态数据，为数据采集做好前提准备。[0033]本发明中，数据检测模块11包括食量检测单元23、水量检测单元24、设备状态监测单元25。所述食量检测单元23主要是由压力传感器53组成，可以测出喂食器中剩余的食量，所述水量检测单元24主要是由液位传感器52组成，可以根据液面位置测出饮水器中是否缺水，所述设备状态监测单元25可以对设备状态进行实时监测与记录；所述数据监测模块11通过食量检测单元23、水量检测单元24、设备状态监测单元25可以实时获取剩余食量、是否缺水以及设备状态的动态数据，为数据采集做好准备。[0034]本发明中，数据显示模块36包括温度显示单元37、湿度显示单元38、空气质量显示单元39、有无粪便显示单元40、剩余食量显示单元41、是否缺水显示单元42。所述数据显示模块36通过温度显示单元37、湿度显示单元38、空气质量显示单元39、有无粪便显示单元40、剩余食量显示单元41、是否缺水显示单元42可以把实时数据显示在爱宠助手APP上，便于用户实时观察宠物家居的生活环境数据。[0035]工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：[0036]A、首先嵌入式终端内的环境监测模块和数据检测模块通过数据采集单元分别采集宠物家居内的温湿度信号、空气质量信号、粪便有无信号、食量信号、水量信号、设备状态信号，采集的信号通过网络模块实时传输给爱宠智家云端；[0037]B、在爱宠家居内布置好监控设备，监控设备摄像实时上传至后台监控中心；[0038]C、一旦检测到异常传感信号，立即发出报警信号，同时将异常信号发送至爱宠智家云端，爱宠智家云端调用中央处理单元判断异常信号来源后将信号发送至后台监控中心和爱宠助手APP；[0039]D、爱宠助手APP通过硬件端控制模块对嵌入式终端设备进行智能控制和管理，可实现温湿度调控、空气质量调节、智能喂食、智能喂水；[0040]E、将数据通过存储单元保存到数据库中，最后通过数据显示模块将数据可视化的展示，后台监控中心实时对爱宠家居内的环境进行监控，一旦发现异常，立即进行处理，为宠物提供舒适的居住环境，为宠物的主人提供智能化的管理。[0041]本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实时感测宠物家居内的异常信号，能够实时对宠物家居内温度、湿度、空气质量、有无粪便、剩余食量和水量等指标进行检测，可有效保证宠物家居内部一直保持适宜的环境。
[0042]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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