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. 廣 西 科 技 大 學(xué) 普通本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱 基于單片機的智能寵物喂食器設(shè)計 學(xué) 院 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 2016年 3月 23日 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）選題的目的和意義 目的：社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展與城市化進程的加速，城市市民家庭的封閉化和人口老齡化的情況日益突出，基于人們的情感寄托與休閑消費的需要，中國的寵物產(chǎn)業(yè)也悄然興起【1】。家庭寵物的飼養(yǎng)成為了城市居民生活消遣的新方式。寵物的喂養(yǎng)和看護往往是寵物主人最關(guān)心的問題，目前寵物主要還是依靠人工進行喂食。而在當今社會中，人們的工作與學(xué)習(xí)是十分的繁忙，當人們外出時間比較長時對寵物的食物和水的供給就出現(xiàn)了比較大的問題。針對市場的這種需求，我設(shè)計了這款寵物自動喂食器。 意義：對寵物用品設(shè)計的研究【3】，其意義在于能夠客觀評價我國寵物用品行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，有利于趨勢的預(yù)測，準確把握國內(nèi)外該行業(yè)相比之下競爭力強弱的結(jié)癥，從產(chǎn)品競爭力的角度提出科學(xué)對策和合理建議。另一個目的也可以積極推動政府來關(guān)注這個行業(yè)，使寵物用品行業(yè)能夠發(fā)揮行業(yè)的優(yōu)勢和作用，最大限度的降低寵物用品企業(yè)之間惡性競爭，縮短我國與國外寵物用品設(shè)計的差距【4】。 二、設(shè)計或研究主要內(nèi)容和重點，預(yù)期達到的目標及擬解決的主 要問題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處 1、國內(nèi)外對本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀 隨著越來越多的人養(yǎng)寵物，寵物的喂養(yǎng)問題也越來越集中的凸顯出來。目前市場上的寵物喂食器都比較簡單，結(jié)構(gòu)單一，難以滿足寵物主人對寵物身體健康、精神健康等方面的要求【5】。隨著人們對于寵物健康提出的更高要求，以及單片機在自動化裝置方面的應(yīng)用【6】，設(shè)計了這款寵物喂食器。 在第二屆中國北京國際寵物用品展覽會上，自動喂食器稱為展示焦點，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【7】，而單片微機在這方面的應(yīng)用即帶來了“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【8】。 國外對寵物及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究領(lǐng)先于中國，主要側(cè)重寵物飼養(yǎng)、培訓(xùn)、醫(yī)療保健、寵物經(jīng)濟趨勢探索、寵物產(chǎn)品研究等方面。新興的寵物保險行業(yè)表現(xiàn)出國外寵物經(jīng)濟發(fā)展擬人化的趨勢【9】。不難發(fā)現(xiàn)，研究問題的提出，問題探索的深度和廣度相對于中國的寵物行業(yè)都比較提前。從上世紀80年代到本世紀初，設(shè)計類相關(guān)書籍的出版展示其思維的發(fā)展脈絡(luò)，某些先進觀點對中國地區(qū)的寵物產(chǎn)品設(shè)計具有指導(dǎo)意義【10】，【11】。把握寵物與產(chǎn)品間的協(xié)調(diào)關(guān)系，使寵物用品的功能更能滿足寵物的實際需求，提升寵物在實用或感受寵物用品時的精神愉悅性。能滿足寵物的真實需求是判斷寵物用品是否實用、適用的標準【12】?，F(xiàn)在進口的寵物用品呈兩極化態(tài)勢，一是歐美國家生產(chǎn)的高級寵物用品品種繁多、個性化且附加價值高；另一種是東南亞各國生產(chǎn)的低價位產(chǎn)品【13】。 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【14】。針對目前市場上喂食器功能單一、價格高昂、普及率不高等因素，令中國的大眾消費者難以接受。本設(shè)計基于單片機以人性化和關(guān)愛寵物為理念，設(shè)計了這款寵物自動喂食器，由于單片機具有體積小、速度快、抗干擾能力強，環(huán)境要求不高，性能可靠和價格低廉等優(yōu)點，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)【15】，根據(jù)此特點贏得了廣泛應(yīng)用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機發(fā)展進程中的一個重要階段【16】。 縱觀為寵物所設(shè)計和研發(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【17】。對寵物喂食器的研究和探索是一個持續(xù)發(fā)展的過程，在研究的過程中，總有一些新的疑問在浮現(xiàn)，這些新的疑問還需要我們進行更廣泛的資料收集，隨時跟進最新發(fā)展動態(tài)，然后再進一步的與時俱進【18】。 2、預(yù)期達到的目標 （1）定時喂食。能夠定時地為寵物提供食物。 （2）聲音提示，在定時喂食的同時發(fā)出聲音，提醒寵物進食。 （3）實時時間顯示。顯示當前的實時時間。 （4）設(shè)置喂食時間。根據(jù)不同的寵物種類以及主人喂養(yǎng)寵物的方式不同，設(shè)置合適的寵物進食時間?？稍O(shè)置三次自動喂食時間。 （5）設(shè)置溫度區(qū)間。通過鍵盤設(shè)置適合寵物的溫度區(qū)間。 （5）實時顯示溫度。實時顯示溫度并且根據(jù)溫度閥值來調(diào)控溫度。 3、需要重點研究的問題及解決的思路 需要研究的問題： （1）如何實現(xiàn)按照特定時間對寵物進行喂食； （2）語音模塊如何實現(xiàn)預(yù)期功能； 解決思路： (1)通過外部鍵盤模塊設(shè)定喂食時間，在程序中通過定時器及中斷來實現(xiàn)。設(shè)計定時器初值，用中斷查詢方式，開啟定時器，計時時間到達就講一個標志位置位或復(fù)位。在主程序中掃描標志位的狀態(tài)，根據(jù)標志位執(zhí)行相應(yīng)的功能。 (2)先對語音模塊進行軟件仿真，然后進行軟件模擬，載入程序運行，看是否達到預(yù)期功能，如果成功再對比相關(guān)參數(shù)，選擇合適的元器件，完成系統(tǒng)硬件搭建。且語音模塊整體上電測試之前，需要提前錄制好語音信息錄制完成后接入電路，進行系統(tǒng)的整體測試。 4、創(chuàng)新之處 將實時時鐘、溫度計、獨立鍵盤控制、電機驅(qū)動、LCD顯示以及ISD1820錄音模塊的驅(qū)動有機的結(jié)合起來，設(shè)計出目前功能相對全面的智能寵物喂食器。 三、研究方案 1、研究方法： （1）文獻研究法 在本課題中我主要是在查找相關(guān)資料、系統(tǒng)地搜集寵物喂食器的現(xiàn)實狀況和歷史狀況等文獻中運用此方法。我通過查閱大量有關(guān)寵物喂食器的相關(guān)文獻獲取其最新發(fā)展狀況以及存在的問題，明確我研究課題的目的和意義。通過查詢書籍、文獻和網(wǎng)絡(luò)我了解C51芯片使用方法及規(guī)則，做好充分的理論綜合分析，采用軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)進行軟件程序設(shè)計，完成整個硬件電路的綜合搭建焊接，最終完成整個模擬電梯控制系統(tǒng)。 （2）模擬仿真法 在本設(shè)計中我主要運用模擬仿真法，在相關(guān)軟件中搭建寵物喂食器的各個模塊，同時編寫程序載入，模擬仿真各個部分的功能，各個小模塊的功能實現(xiàn)后再進行整體的搭建，只有模擬仿真成功，我的實物焊接才可以事半功倍，因此模擬仿真法對我的課題來說起到了非常重要的作用。 2、研究手段： 該系統(tǒng)主要由單片機模塊、按鍵模塊、LCD顯示模塊、電機驅(qū)動模塊和語音模塊所組成，工作前先按下按鍵，語音模塊開始錄制語音信息，錄制完成后按鍵停止錄音。接通電源，通過鍵盤模塊設(shè)定喂食時間，用LCD顯示模塊顯示當前時間以及設(shè)定的喂食時間。單片機在正常工作時不斷判斷時間，當時間到達所設(shè)置的時間時，語音模塊播放語音吸引寵物進食，同時單片機控制電機驅(qū)動模塊工作，拉動容器底蓋，流出一定量的食物之后，容器底蓋恢復(fù)原來位置。 四、主要參考文獻目錄 [1] 王靜，淺談便攜式一體化寵物用品包裝設(shè)計，中國包裝工業(yè)，2015 *[2] 靜安，寵物用品銷售逆市成長，中國貿(mào)易報，2011 [3] 鄒連生，我國寵物產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望，廣東畜牧畜醫(yī)科技，2013 [4] 孫立宏等，平陽縣寵物用品產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策研究，合肥工業(yè)大學(xué)，2010 [5] 胡浩強等．基于寵物狗喂食玩具的設(shè)計．計算機科學(xué)與技術(shù).第7期 [6] 李廣波等．微機接口技術(shù)與實例．國防工業(yè)出版社，2010 [7] 郝昱，自動化、智能化成寵物用品行業(yè)發(fā)展趨勢，中國貿(mào)易報，2015，第005版 [8] 高鋒，單片微型計算機原理與接口技術(shù)（第三版），科學(xué)出版社，2013 [9] 代玉，寵物產(chǎn)品設(shè)計探析—營造和諧共生的生命空間，重慶大學(xué)，2008 [10] 陳中平，基于Proteus的PLC單片機的C語言程序設(shè)計與仿真，電子工業(yè)出9社,2013 [11] 謝龍漢等，Proteus電子電路設(shè)計及仿真，電子工業(yè)出版社，2012 [12] 馮寶亨，以寵物用品為例的寵物用品設(shè)計研究，廣州大學(xué)，2011 [13] 中國貿(mào)促會信息處稿，日本寵物用品市場調(diào)查報告，國際商報，第006版，2000 [14] 牟甜甜，基于喂食功能的寵物狗玩具創(chuàng)新設(shè)計研究，蘇州大學(xué)，2014 [15] 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