基于STM32的宠物投喂系统毕业设计

基于STM32的宠物投喂系统毕业设计

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_58404700/article/details/145740292

基于STM32的宠物投喂系统毕业论文

摘要

随着生活水平的提高，宠物已成为许多家庭的重要成员。然而，宠物的日常护理，特别是定时投喂，给宠物主人带来了不少麻烦。为解决这一问题，本文设计了一款基于STM32的宠物投喂系统。该系统能够实时监测宠物窝的温湿度，记录投喂次数，并根据设定的时间间隔自动投喂食物。同时，系统还具备光线感应功能，可根据环境光线自动调节灯光。宠物主人可通过手机APP远程控制投喂、开关灯及模式切换，极大地方便了宠物护理。

关键词

STM32；宠物投喂；温湿度监测；自动投喂；手机APP控制

一、引言

宠物在现代社会中扮演着越来越重要的角色，它们不仅是家庭的陪伴者，更是许多人情感的寄托。然而，宠物的日常护理，特别是定时投喂，往往给宠物主人带来诸多不便。传统的手动投喂方式不仅耗时费力，还容易因遗忘而导致宠物饥饿。因此，设计一款能够自动投喂、实时监测宠物环境并具备远程控制功能的宠物投喂系统显得尤为重要。

二、系统总体设计

2.1 系统功能概述

本系统基于STM32单片机设计，具备以下主要功能：

1. 实时监测宠物窝的温湿度，并在OLED显示屏上显示。
2. 记录投喂食物的次数，以及两次投喂的间隔时间。
3. 使用光敏电阻实时监测环境变化，自动调节灯光。
4. 通过步进电机控制食物的投喂。
5. 使用蓝牙模块实现手机APP与系统的通讯，方便远程控制。

2.2 系统硬件构成

系统硬件主要由STM32单片机、OLED显示屏、DHT11温湿度传感器、光敏电阻、步进电机、蓝牙模块等组成。各硬件模块的功能如下：

1. STM32单片机：作为系统的主控器，负责数据处理和指令发送。
2. OLED显示屏：实时显示宠物窝的温湿度、投喂次数及间隔时间等信息。
3. DHT11温湿度传感器：用于检测宠物窝的温湿度。
4. 光敏电阻：用于监测环境光线的变化，实现灯光的自动调节。
5. 步进电机：通过控制步进电机的转动，实现食物的定量投喂。
6. 蓝牙模块：实现手机APP与系统的通讯，方便远程控制。

2.3 系统软件设计

系统软件设计主要包括STM32单片机的程序编写和手机APP的开发。STM32单片机的程序负责数据采集、处理及指令发送，而手机APP则提供远程控制界面。

三、系统硬件详细设计

3.1 STM32单片机选型及配置

本系统选用STM32F103C8T6单片机作为主控器。该单片机具有丰富的外设接口和强大的数据处理能力，能够满足系统的需求。在配置时，需对单片机的时钟、GPIO、I2C、USART等外设进行初始化设置。

3.2 OLED显示屏接口设计

OLED显示屏通过I2C接口与STM32单片机连接。在程序中，需初始化I2C接口，并编写相应的显示函数，实现温湿度、投喂次数及间隔时间等信息的实时显示。

3.3 DHT11温湿度传感器接口设计

DHT11温湿度传感器通过单总线与STM32单片机连接。在程序中，需编写相应的数据采集函数，实现温湿度的实时采集和显示。

3.4 光敏电阻接口设计

光敏电阻通过ADC接口与STM32单片机连接。在程序中，需配置ADC接口，并编写相应的光线检测函数，实现灯光的自动调节。

3.5 步进电机接口设计

步进电机通过ULN2003驱动模块与STM32单片机连接。在程序中，需配置GPIO接口，并编写相应的步进电机控制函数，实现食物的定量投喂。

3.6 蓝牙模块接口设计

蓝牙模块通过USART接口与STM32单片机连接。在程序中，需配置USART接口，并编写相应的通信函数，实现手机APP与系统的远程通信。

四、系统软件详细设计

4.1 STM32单片机程序设计

STM32单片机的程序设计主要包括数据采集、处理及指令发送等部分。具体设计如下：

1. 数据采集：通过DHT11温湿度传感器采集宠物窝的温湿度数据，通过光敏电阻采集环境光线数据。
2. 数据处理：对采集到的数据进行处理，计算温湿度值，判断光线强弱等。
3. 指令发送：根据处理结果，发送相应的指令给步进电机和灯光控制模块，实现食物的投喂和灯光的调节。同时，通过蓝牙模块发送数据给手机APP，实现远程显示和控制。

4.2 手机APP设计

手机APP的设计主要包括界面设计和功能实现两部分。具体设计如下：

1. 界面设计：设计简洁明了的操作界面，包括温湿度显示、投喂次数及间隔时间设置、灯光控制、模式切换等功能按钮。
2. 功能实现：通过蓝牙模块与STM32单片机进行通信，实现远程控制投喂、开关灯、模式切换等功能。同时，接收STM32单片机发送的数据，实时显示宠物窝的温湿度等信息。

五、系统测试与优化

5.1 系统测试

在系统测试阶段，需对系统的各项功能进行逐一测试，确保系统能够正常工作。具体测试内容如下：

1. 温湿度测试：测试DHT11温湿度传感器的数据采集和显示功能是否正常。
2. 光线感应测试：测试光敏电阻的光线检测和灯光调节功能是否正常。
3. 投喂测试：测试步进电机的投喂功能和投喂次数的记录功能是否正常。
4. 远程控制测试：测试手机APP的远程控制和数据显示功能是否正常。

5.2 系统优化

在系统测试的基础上，对系统进行优化和改进。具体优化措施如下：

1. 提高数据采集精度：通过优化数据采集算法，提高温湿度和光线数据的采集精度。
2. 优化控制逻辑：通过优化控制逻辑，提高系统的响应速度和稳定性。
3. 完善用户界面：根据用户反馈，完善手机APP的操作界面和功能设置，提高用户体验。

六、结论与展望

6.1 结论

本文设计了一款基于STM32的宠物投喂系统，该系统能够实时监测宠物窝的温湿度，记录投喂次数，并根据设定的时间间隔自动投喂食物。同时，系统还具备光线感应功能，可根据环境光线自动调节灯光。宠物主人可通过手机APP远程控制投喂、开关灯及模式切换，极大地方便了宠物护理。经过测试和优化，系统性能稳定可靠，具有较高的实用价值。

6.2 展望

未来，本系统可进一步扩展和完善。例如，可加入语音提醒功能，每次投喂时播放主人的声音，让宠物更安心进食；可加入自动清洁功能，保持食槽的清洁，避免食物残渣堆积；还可加入宠物体重监测功能，帮助主人更好地控制宠物的食量，保持宠物的健康体重。此外，还可考虑将系统接入云平台，实现远程监控和数据共享，为宠物主人提供更加便捷和智能的宠物护理体验。