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基于物聯網技術的寵物防丟可穿戴設備系統

2021年電子技術應用第2期

夏倫騰1，2，3，張莉1，2，3，吳飛1，2，3

1.中南民族大學生物醫學工程學院，湖北武漢430070； 2.中南民族大學檢測與儀器校級工程中心實驗室，湖北武漢430070； 3.中南民族大學腦認知國家民委重點實驗室，湖北武漢430070

摘要： 為解決寵物丟失、找回困難的問題，提出了一種基于物聯網技術寵物防丟可穿戴設備的設計。該系統近距離內，通過低功耗藍牙4.2模塊實現手機微信小程序控制播放可穿戴設備的音樂以及點亮炫彩LED燈，提示寵物所處的位置,同時可以借助語音識別模塊，使用喚醒詞喚醒系統，用戶說出二級關鍵詞也可完成上述操作。在藍牙信號范圍之外，在微信小程序查看寵物可穿戴設備上GPS+GPRS定位模塊采集的定位及速度信息。實驗結果表明，該設計系統功能完善，微信小程序端藍牙控制距離達到80 m，可穿戴設備GPS定位精度誤差控制在2 m以內，語音識別功能穩定性良好，能夠幫助主人及時尋找和控制寵物，避免寵物丟失造成的安全隱患和財產損失。

關鍵詞： 物聯網可穿戴設備藍牙4.2 語音識別模塊 GPS+GPRS定位模塊

中圖分類號： TN99
文獻識別碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200125
中文引用格式： 夏倫騰，張莉，吳飛. 基于物聯網技術的寵物防丟可穿戴設備系統[J].電子技術應用，2021，47(2)：28-32.
英文引用格式： Xia Lunteng，Zhang Li，Wu Fei. The pet anti lose wearable device system based on Internet of Things technology[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(2)：28-32.

The pet anti lose wearable device system based on Internet of Things technology

Xia Lunteng1，2，3，Zhang Li1，2，3，Wu Fei1，2，3

1.School of Biomedical Engineering, South-Central University for Nationalities，Wuhan 430070，China； 2.Central Laboratory of Testing and Instrument Engineering, South-Central University for Nationalities，Wuhan 430070，China； 3.Key Laboratory of Brain Cognition，State Ethnic Affairs Commission，South-Central University for Nationalities，Wuhan 430070，China

Abstract： In order to solve the problem of pet lost and difficult to retrieve, a design of pet anti lost wearable device based on Internet of Things technology is proposed.In the short distance of the system, through the low-power Bluetooth 4.2 module, the WeChat applet of mobile phone can control and play the music of wearable device and light up the colorful led to prompt the pet′s position. At the same time, with the help of the speech recognition module, the wake-up system can be used, and the user can also complete the above operations by saying the secondary keywords.Outside the Bluetooth signal range, the user can check the location and speed information collected by the GPS + GPRS location module on the pet wearable device in the WeChat applet. The experimental results show that the system has perfect functions, the Bluetooth control distance of WeChat small program end reaches 80 m, the GPS positioning accuracy error of wearable device is controlled within 2 m, and the voice recognition function is stable, which can help the owner to find and control the pet in time，and avoid the potential safety hazard and property loss caused by pet loss.

Key words : Internet of Things；wearable device；Bluetooth 4.2；speech recognition module；GPS+ GPRS location module

0 引言

第一財經商業數據顯示2018年中國寵物行業市場規模已經達到了1 722億元，為五年前市場規模的3倍之多。寵物對于主人來說，已經成為重要的精神陪伴者。如果寵物走丟，寵主會花費大量的人力和物力進行找回，但找尋如大海撈針，找回幾率極低，同時寵物丟失所造成的安全隱患和財產損失一直是一個亟待解決的社會問題^[1]。如何設計一款寵物智能可穿戴設備——寵物防丟器便顯得尤為重要，具有很大的市場價值。國內的寵物可穿戴設備應用并不廣泛，功能且單一；國外的寵物可穿戴設備多以單純測量寵物的生理參數為主，用以監測寵物的健康情況。因此，本文提出了一種基于物聯網技術的寵物尋回可穿戴設備系統的設計方案。

物聯網概念在1999年正式提出，顧名思義就是“物與物相連的互聯網”，目前國內的定義是：通過傳感器、無線射頻技術(Radio Frequency Identification，RFID)、全球定位系統等信息傳感設備，按約定協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡^[2]。2016年9月微信小程序面世，在微信生態下，觸手可及、用完即走的微信小程序引起廣泛關注，微信公開數據顯示，小程序日活已達2.8億，人均使用20個小程序，人均使用時長超過10 min。因此越來越多的開發者將用戶端的操作移植到了微信小程序端，相信以微信小程序作為用戶端的設備開發更容易被市場所接受。

本文著重于在寵物出行時丟失，及時幫助主人尋回而設計了一款基于物聯網技術的寵物防丟可穿戴設備系統，用戶通過微信小程序控制LED燈的閃爍，亦可以控制音樂、語音播放。通過語音播放存儲的狗語或者貓語文件來安撫寵物，避免其在走丟時亂跑，可以幫助用戶迅速對寵物進行尋找，大大提高了寵物的尋回可能性；同時，在藍牙控制信號覆蓋以外，可以通過微信小程序查看寵物的地理位置和速度信息，調用手機上的騰訊地圖實時顯示出來，這兩項信息由可穿戴設備上GPS+GPRS模塊負責采集和傳輸；最后，在一定的范圍內可以通過喚醒詞對語音識別模塊功能進行喚醒，通過指令關鍵詞完成不同的功能，例如通過語音播放貓語或者狗語對寵物進行安撫，或者喊出“回家”的指令，命令寵物回家等。本文從寵物外出丟失尋回及實際相處應用方面出發，設計了一套完整的、以可穿戴設備為基礎的系統。

本文詳細內容請下載:http://www.jysgc.com/resource/share/2000003368

作者信息:

夏倫騰1，2，3，張莉1，2，3，吳飛1，2，3

(1.中南民族大學生物醫學工程學院，湖北武漢430070；

2.中南民族大學檢測與儀器校級工程中心實驗室，湖北武漢430070；

3.中南民族大學腦認知國家民委重點實驗室，湖北武漢430070)

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