基于单片机的智能宠物喂食器开题报告.doc

广 西 科 技 大 学
普通本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称 基于单片机的智能宠物喂食器设计

学 院 电气与信息工程学院
专 业 电子科学与技术
班 级
学 号
姓 名
指导教师

2016年 3月 23日

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义
目的：社会经济的飞速发展与城市化进程的加速，城市市民家庭的封闭化和人口老龄化的情况日益突出，基于人们的情感寄托与休闲消费的需要，中国的宠物产业也悄然兴起【1】。家庭宠物的饲养成为了城市居民生活消遣的新方式。宠物的喂养和看护往往是宠物主人最关心的问题，目前宠物主要还是依靠人工进行喂食。而在当今社会中，人们的工作与学习是十分的繁忙，当人们外出时间比较长时对宠物的食物和水的供给就出现了比较大的问题。针对市场的这种需求，我设计了这款宠物自动喂食器。
意义：对宠物用品设计的研究【3】，其意义在于能够客观评价我国宠物用品行业发展的现状，有利于趋势的预测，准确把握国内外该行业相比之下竞争力强弱的结症，从产品竞争力的角度提出科学对策和合理建议。另一个目的也可以积极推动政府来关注这个行业，使宠物用品行业能够发挥行业的优势和作用，最大限度的降低宠物用品企业之间恶性竞争，缩短我国与国外宠物用品设计的差距【4】。

二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主 要问题和技术关键，有何创新之处
1、国内外对本课题涉及问题的研究现状
随着越来越多的人养宠物，宠物的喂养问题也越来越集中的凸显出来。目前市场上的宠物喂食器都比较简单，结构单一，难以满足宠物主人对宠物身体健康、精神健康等方面的要求【5】。随着人们对于宠物健康提出的更高要求，以及单片机在自动化装置方面的应用【6】，设计了这款宠物喂食器。
在第二届中国北京国际宠物用品展览会上，自动喂食器称为展示焦点，这也说明，自动化、智能化已成为宠物用品市场发展趋势。德国特瑞士中国运营中心、青岛特瑞士国际贸易有限公司此次在特装展台亮相，展示了多款自动喂食器等宠物用品。展商均认为，人类相关生活用品一定会向便捷化发展，自动化和智能化已成为宠物用品市场发展趋势【7】，而单片微机在这方面的应用即带来了“智能化”，使控制更灵活、设备更精确，并符合“绿色”电子的要求【8】。
国外对宠物及其相关产业的研究领先于中国，主要侧重宠物饲养、培训、医疗保健、宠物经济趋势探索、宠物产品研究等方面。新兴的宠物保险行业表现出国外宠物经济发展拟人化的趋势【9】。不难发现，研究问题的提出，问题探索的深度和广度相对于中国的宠物行业都比较提前。从上世纪80年代到本世纪初，设计类相关书籍的出版展示其思维的发展脉络，某些先进观点对中国地区的宠物产品设计具有指导意义【10】，【11】。把握宠物与产品间的协调关系，使宠物用品的功能更能满足宠物的实际需求，提升宠物在实用或感受宠物用品时的精神愉悦性。能满足宠物的真实需求是判断宠物用品是否实用、适用的标准【12】。现在进口的宠物用品呈两极化态势，一是欧美国家生产的高级宠物用品品种繁多、个性化且附加价值高；另一种是东南亚各国生产的低价位产品【13】。
中国是世界宠物用品的出口大国之一，如果美国国内近十年宠物行业的发展可称为迅猛，那么中国近十年的发展的速度则堪称惊人【14】。针对目前市场上喂食器功能单一、价格高昂、普及率不高等因素，令中国的大众消费者难以接受。本设计基于单片机以人性化和关爱宠物为理念，设计了这款宠物自动喂食器，由于单片机具有体积小、速度快、抗干扰能力强，环境要求不高，性能可靠和价格低廉等优点，通常在其外部配置外围电路就可构成一完整的控制系统【15】，根据此特点赢得了广泛应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展进程中的一个重要阶段【16】。
纵观为宠物所设计和研发的产品，各种类别，不同型号都表现出人对宠物生活、生存状态的密切关注【17】。对宠物喂食器的研究和探索是一个持续发展的过程，在研究的过程中，总有一些新的疑问在浮现，这些新的疑问还需要我们进行更广泛的资料收集，随时跟进最新发展动态，然后再进一步的与时俱进【18】。
2、预期达到的目标
（1）定时喂食。能够定时地为宠物提供食物。
（2）声音提示，在定时喂食的同时发出声音，提醒宠物进食。
（3）实时时间显示。显示当前的实时时间。
（4）设置喂食时间。根据不同的宠物种类以及主人喂养宠物的方式不同，设置合适的宠物进食时间。可设置三次自动喂食时间。
（5）设置温度区间。通过键盘设置适合宠物的温度区间。
（5）实时显示温度。实时显示温度并且根据温度阀值来调控温度。
3、需要重点研究的问题及解决的思路
需要研究的问题：
（1）如何实现按照特定时间对宠物进行喂食；
（2）语音模块如何实现预期功能；
解决思路：
(1)通过外部键盘模块设定喂食时间，在程序中通过定时器及中断来实现。设计定时器初值，用中断查询方式，开启定时器，计时时间到达就讲一个标志位置位或复位。在主程序中扫描标志位的状态，根据标志位执行相应的功能。
(2)先对语音模块进行软件仿真，然后进行软件模拟，载入程序运行，看是否达到预期功能，如果成功再对比相关参数，选择合适的元器件，完成系统硬件搭建。且语音模块整体上电测试之前，需要提前录制好语音信息录制完成后接入电路，进行系统的整体测试。
4、创新之处
将实时时钟、温度计、独立键盘控制、电机驱动、LCD显示以及ISD1820录音模块的驱动有机的结合起来，设计出目前功能相对全面的智能宠物喂食器。

三、研究方案
1、研究方法：
（1）文献研究法
在本课题中我主要是在查找相关资料、系统地搜集宠物喂食器的现实状况和历史状况等文献中运用此方法。我通过查阅大量有关宠物喂食器的相关文献获取其最新发展状况以及存在的问题，明确我研究课题的目的和意义。通过查询书籍、文献和网络我了解C51芯片使用方法及规则，做好充分的理论综合分析，采用软件仿真开发系统进行软件程序设计，完成整个硬件电路的综合搭建焊接，最终完成整个模拟电梯控制系统。
（2）模拟仿真法
在本设计中我主要运用模拟仿真法，在相关软件中搭建宠物喂食器的各个模块，同时编写程序载入，模拟仿真各个部分的功能，各个小模块的功能实现后再进行整体的搭建，只有模拟仿真成功，我的实物焊接才可以事半功倍，因此模拟仿真法对我的课题来说起到了非常重要的作用。
2、研究手段：
该系统主要由单片机模块、按键模块、LCD显示模块、电机驱动模块和语音模块所组成，工作前先按下按键，语音模块开始录制语音信息，录制完成后按键停止录音。接通电源，通过键盘模块设定喂食时间，用LCD显示模块显示当前时间以及设定的喂食时间。单片机在正常工作时不断判断时间，当时间到达所设置的时间时，语音模块播放语音吸引宠物进食，同时单片机控制电机驱动模块工作，拉动容器底盖，流出一定量的食物之后，容器底盖恢复原来位置。

四、主要参考文献目录
[1] 王静，浅谈便携式一体化宠物用品包装设计，中国包装工业，2015
*[2] 静安，宠物用品销售逆市成长，中国贸易报，2011
[3] 邹连生，我国宠物产业发展展望，广东畜牧畜医科技，2013
[4] 孙立宏等，平阳县宠物用品产业发展对策研究，合肥工业大学，2010
[5] 胡浩强等．基于宠物狗喂食玩具的设计．计算机科学与技术.第7期
[6] 李广波等．微机接口技术与实例．国防工业出版社，2010
[7] 郝昱，自动化、智能化成宠物用品行业发展趋势，中国贸易报，2015，第005版
[8] 高锋，单片微型计算机原理与接口技术（第三版），科学出版社，2013
[9] 代玉，宠物产品设计探析—营造和谐共生的生命空间，重庆大学，2008
[10] 陈中平，基于Proteus的PLC单片机的C语言程序设计与仿真，电子工业出9社,2013
[11] 谢龙汉等，Proteus电子电路设计及仿真，电子工业出版社，2012
[12] 冯宝亨，以宠物用品为例的宠物用品设计研究，广州大学，2011
[13] 中国贸促会信息处稿，日本宠物用品市场调查报告，国际商报，第006版，2000
[14] 牟甜甜，基于喂食功能的宠物狗玩具创新设计研究，苏州大学，2014
[15] 韩克等，单片机应用技术—基于Proteus的项目设计与仿真，电子工业出版社，2013
[16] 韩志军，单片机系统设计与应用实例（第2版），2010
[17] 戚序等，有关宠物产品设计的思考，科技信息（科学教研），2008
[18] 杨泽霖，北京宠物产业存在的问题与对策，中国牧业通讯，2003

五、毕业设计（论文）工作进度计划
（1）2016.3.2—2016.3.15：查阅相关资料，确定设计方案；
（2）2016.3.16—2016.3.26：应用相关软件进行各个模块的软件仿真，实现功能；
（3）2016.3.27—2016.4.10：列出材料清单，完成各个模块的硬件焊接；
（4）2016.4.11—2016.4.20：将各个模块正确组合起来，完成整个电路，测试功能。
（5）2016.4.21—2016.4.30：硬件成功后，撰写论文初稿。
（6）2016.5.1—2016.5.10：修改论文，达到要求。
（7）2016.5.11—2016.5.15：定稿，准备论文答辩。

六、指导教师审查意见

指导教师签字：
年 月 日

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