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雷达卡
一、项目概述
项目名称：喵非喵猫粮投喂器的设计与实现
项目编号：dz-855
核心控制器：STM32F103C8T6 单片机
本系统是一款基于单片机的智能宠物喂食设备，具备多种智能化功能，具体如下：
- 集成时钟模块，可设定定时投喂时间；当到达指定时间时，自动执行5秒投喂操作，并通过语音提示“过来吃饭了”；
- 搭载称重传感器，实时监测猫粮剩余量；当余量低于预设阈值时，手机端将接收到弹窗及震动提醒；
- 配备湿度检测单元，用于监控猫粮环境湿度；若湿度超过上限，系统启动通风机制，同时向手机发送报警信息；
- 内置摄像头模块，支持远程实时查看猫咪状态；
- 采用红外感应技术，当检测到猫在投喂区域停留超过30秒，自动触发一次投喂；
- 配置OLED显示屏，用于本地显示重量、温湿度、时间以及投喂和通风状态；
- 设有独立按键，可用于界面切换、参数设置及手动控制投喂与通风功能；
- 通过WiFi模块实现数据上传与远程交互，用户可在手机端设置各项阈值并远程操控投喂与通风。
二、系统架构设计
本设计以STM32F103C8T6为核心主控芯片，构建了一个集感知、处理与执行于一体的智能控制系统。整体结构划分为三大模块：输入模块、中控模块与输出模块。
中控模块：由STM32F103C8T6单片机构成，负责接收各输入信号，进行逻辑判断与处理，并协调控制输出设备运行。
输入模块包含以下七个部分：
- 称重模块：采集当前猫粮容器内的食物重量；
- 时钟模块：提供精确的时间信息，支撑定时任务的实现；
- 湿度检测模块：监测储粮区空气湿度，防止粮食受潮；
- 红外避障模块：感知是否有猫靠近投喂位置；
- 摄像头模块：实现对猫咪活动区域的实时图像采集；
- 独立按键模块：支持用户进行界面导航、参数调整及手动控制指令输入；
- 供电电路：为整个系统提供稳定电源支持。
输出模块主要包括三个部分：
- 显示单元：OLED屏幕显示当前重量、温湿度、时间、设备工作状态（如投喂/通风开关）等信息；
- 继电器控制模块：使用两个继电器分别控制投喂电机和通风风扇的启停；
- 语音播报模块：在特定事件发生时（如定时投喂开始），播放提示音“过来吃饭了”。
通信扩展模块（WiFi）：兼具输入与输出双重功能。一方面接收来自手机端的配置指令（如设定时间、阈值、手动控制命令）；另一方面将系统采集的数据上传至移动端，实现远程监控与交互。
三、硬件实物展示
主控芯片型号：STM32F103C8T6
PCB板特征：绿色双层板，厚度为1.2mm，上下层均覆铜并接地，提升抗干扰能力；
元器件封装：主要采用插针式元件，部分降压芯片使用贴片封装；
供电接口：采用TYPE-C接口，便于连接与供电。
四、电路原理图说明
设计软件：Altium Designer 2013（AD2013）版本
连线方式：采用网络标号方式进行电气连接，提高图纸可读性与布线效率；
注意事项：所提供的原理图为各功能模块的外部引脚连接图，并未展示模块内部详细电路结构。
五、PCB布局图说明
PCB图由原理图导入生成，大部分元器件封装由设计者自行绘制，不对外提供独立封装库文件，仅提供完整连接的源工程文件；
PCB为双层结构，顶层与底层均进行覆铜处理并接地，增强系统稳定性；
板上设有项目编号标识，位于单片机底座下方，安装完成后被芯片遮挡，外部不可见。
六、程序代码展示
开发环境：Keil uVision5（Keil5）
软件架构采用模块化设计思想，将逻辑控制代码与硬件驱动代码分离：
- main.c 文件：包含主程序逻辑，负责系统初始化、任务调度与状态管理；
- 其他 .c 文件：存放各外设模块的驱动程序，如LCD驱动、WiFi通信、传感器读取等。
/**********************************
函数名：处理函数
传参值：无
返回值：无
**********************************/
void Manage_Function(void)
{
if(display_num == 0) //测量界面
{
if((ds1302_buf[4] == time_hour_1 && ds1302_buf[5] == time_min_1 && ds1302_buf[6] == 0 && flag_time_1 == 1) ||
(ds1302_buf[4] == time_hour_2 && ds1302_buf[5] == time_min_2 && ds1302_buf[6] == 0 && flag_time_2 == 1) ||
(ds1302_buf[4] == time_hour_3 && ds1302_buf[5] == time_min_3 && ds1302_buf[6] == 0 && flag_time_3 == 1)) //达到定时时间
{
flag_tw = 1;
if(flag_bb == 0)
{
Huart2_Send_Str("过来吃饭了");
flag_bb = 1;
}
}
if(weight_value < weight_min) //当重量小于最小值重量标志位为打开弹窗
{
flag_zl = 1;
}
else //否则关闭弹窗
{
flag_zl = 0;
}
if(humi_value > humi_max) //湿度大于最大值打开通风和弹窗
{
RELAY_TF = 1;
humi_tc = 1;
flag_tf = 0;
}
else //否则关闭通风和弹窗
{
humi_tc = 0;
if(flag_tf == 0)
{
RELAY_TF = 0;
}
}
if(BZ == 0) //当避障检测30S打开投喂
{
flag_begin_30s = 1;
if(flag_finish_30s == 1)
{
flag_tw = 1;
}
}
else //否则关闭投喂
{
flag_begin_30s = 0;
flag_finish_30s = 0;
}
}
else //设置界面
{
flag_bb = 0;
flag_tw = 0;
RELAY_TW = 0;
RELAY_TF = 0;
}
if(flag_tw == 1) //当投喂标志位为1
{
RELAY_TW = 1;
flag_begin_5s_tw = 1; //五秒计时打开
if(flag_finish_5s_tw == 1) //当五秒到达标志位为1
{
flag_tw = 0;
}
}
else //否则关闭
{
RELAY_TW = 0;
flag_begin_5s_tw = 0;
flag_finish_5s_tw = 0;
}
if(flag_finish_5s == 1) //5秒上传一次数据
{
flag_begin_5s = 0;
Aliyun_Send_Data();
flag_begin_5s = 1;
}
}
京公网安备 11010802022788号
