一款宠物狗无线感知交互系统让人和动物的社交网络成真（2） 开发平台, 单片机, 宠物狗, 加速度, 传感器

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3.2 硬件平台选用及资源配置
考虑到宠物狗佩戴的舒适性，以及比赛方提供的开发平台体积，我们团队决定自制板卡以减小宠物狗身上所佩戴器件的体积，提高其舒适度。以下为所需的相关器件及资源：
1.ATMEGA128RFA1：该芯片集成了低功耗的AVR单片机及支持ZigBee协议的无线传输模块。鉴于ZigBee的自组网特性，选用该芯片能简单地实现传感器模块的扩展，且该芯片体积小、性能高、具有丰富的片内资源和ATMEL软件库的支持，足以满足系统设计需要。

2.基于MEMS架构的三轴和两轴加速度传感器，该类型传感器体积小、功耗低、精度高，符合本系统的性能要求与功能需要。

    3.音频采集器、音频识别芯片。

    4.光照、温度传感器。

    5.加热器、自动喂食器等外部设备。

3.3系统软件架构

图3 系统软件结构框图

系统软件结构框图如图3所示。传感器先将数据传至AVR单片机，然后经软件初步处理后发至本地计算机，本地计算机再根据用户的设定模拟出宠物当前动作和心理状态并显示在客户端界面。此时，客户端可根据用户设定或指令将宠物信息经微博或手机传送给用户，用户也可通过电脑对客户端进行本地或远程的直接操作。

下面是本系统中两个关键部分的软件流程：

• AVR单片机程序流程
  

AVR单片机中的程序流程图如图4所示。

图4   AVR单片机程序流程

首先，单片机将其中预先设置好的音频特征信息送入到音频识别芯片中（用户可根据自身宠物情况录制音频信息并进行自定义，然后经客户端发送至AVR单片机内，以扩展音频识别芯片对宠物狗声音识别的类型），接着开始接收各项传感器的数据，并经初步处理后，以一定的速率和频率（以兼顾实时反映宠物状态和尽可能减少系统功耗为前提）发送至本地电脑客户端，以便进一步的分析和处理。

• 客户端程序流程
  

电脑客户端的程序流程如图5所示。

图5  客户端程序流程图

（1）用户在电脑上安装客户端后可通过本地（本计划书中本地均指宠物狗所在地）或远程登录使用客户端。登录客户端后，可在用户操作界面建立多个宠物档案（即一个客户端可反映家中多只宠物狗的行为心理状态）。

（2）可按照自家宠物情况添加其独特的行为特征及相应心理状态。客户端通过将由AVR芯片发来的数据与数据库中宠物狗行为特征数据做比较，判断其当前行为状态，部分行为状态会以动画（用户可自行制作和添加）的形式于操作界面显示给用户，并表明宠物当前的心理状态。

（3）根据用户设定与宠物狗当前的行为心理状态，客户端将通过本地电脑对外部设备、微博、手机进行自动操作，用户亦可通过手机向本地电脑发送指令，以显示宠物当前状态及对部分设定的更改。

3.4 系统预计实现结果
1.    处于实验阶段的实物样品。
2.    适用于Windows系统计算机的客户端软件。
3.    两种或以上不同品种宠物狗的相关动画。
4.    用户可通过手机对客户端进行部分操作。
5.    宠物狗试用该系统的效果视频。
6.    利用无线感知技术探测犬类行为学特征的研究报告。