STM32驱动的宠物智能项圈：功能与技术选型
科技与信息
2019.05 计算机产品与流通
85
基于 STM32 单片机的宠物智能项圈设计
⎕
⎕
邓祺盛⎕邢玉虎⎕刘旭⎕翟家兴
摘要：
本设计的宠物智能项圈应该可以实现的功能是追踪定
位、电子宠物证、温度检测、检测异常叫声并音乐（主人声
音）安抚、以及唤回（语音）宠物。明确了本设计的需求后，
就可以选用适当的设备模块来满足我的设计需求。定位追踪可
以用定位模块，GPS定位；电子宠物证即可利用RFID技术实现
对宠物的状态写入（名字、主人电话、年龄以及接种疫苗情
况）；温度检测、检测异常叫声并音乐（或者主人声音）安抚
功能可以用多个传感器实现，当宠物的叫声频率达到某个限定
值时，会启动喇叭播放其主人的录音使其安抚并通知主人，所
以也需要通信模块；当宠物跑出去超过一定范围并超过一定时
间后也会触发喇叭播放召回录音。主人则可在终端设备通过蓝
牙连接进行各种操作和信息获取。
关键词：
STM32单片机；定位技术；RFID 技术；传感器；蓝
牙；喇叭
一、引言
（一）设计方案的拟定
我们的所需要的功能模块有定位模块、电子标签模块、传
感器模块、通信模块，由于涉及到的串口比较多，所以我们采
用性能比较强大的 STM32 单片机作为控制核心。
（二）通信模块的选择
主流的短距离无线通信有三种，分别是 wifi 技术、zigbee
技术以及蓝牙技术。我们需要从中选择所需要的通信模块。智
能项圈是给宠物戴的，必须是不间断的戴着，所以我们需要的
通信技术是低功耗的。当宠物超过主人身边一定距离后，我们
希望通过通信模块信号的减弱来触发召回功能。所以，通信范
围不需要太大。明确了设计的需求后，我们再来看三种通信技
术的特点。WiFi 技术，WIFI 是目前应用最广泛的无线通信技术，
传输距离在 100-300M，速率可达 300Mbps，功耗 10-50mA。
Zigbee 技术，传输距离 50-300M，速率 250kbps，功耗 5mA，
最大的优点是可自组网，强大的组网能力是其他技术不可比拟
的，网络节点数理论最大可达 65535 个。蓝牙 (Bluetooth) 技术，
传输距离 2-30M，速率 1Mbps，功耗介于 zigbee 和 WIFI 之间。
蓝牙技术致力于在 10 ～ 100 m 的空间内使所有支持该技术的
移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行话音和数据
通信。基于功耗方面，我们剔除 WiFi，zigbee 强大的组网能力
在本设计中也无法体现，而蓝牙的低功耗和有限的通信距离正
好满足了我们的设计需求。
（三）设计总体结构图
图1 设计总体框图
二、各个模块的设计
（一）STM32 单片机系统设计
因为尚未系统学习过单片机，但知道单片机是微型控制
器，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把
具有数据处理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM、只
读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器 / 计时器等
功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路
转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个
小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
单片机最小系统以 STM32F103 作为控制核心，STM32F103 是
具有超低功耗的 ARM。Cortex-M3 处理器内核，具有高性能、
低成本、低功耗的优点最高工作频率可达 72MHz。片上集成
512KB 的 Flash 存储器 STM32F103 具有五个串口，由于本项目
涉及到的串口比较多，STM32 的性能也比较强大，特别适合智
能宠物穿戴设备的控制。
（二）蓝牙模块的设计
当我在文献上找到使用 STM32 单片机作为我的最小控制
系统时，文献上 STM32 单片机使用的蓝牙模块是 HC-06，
但没有完整的介绍 HC-06，于是，我在网上找到采用 HC-05
蓝牙模块与单片机相连的设计。HC-05 主从一体蓝牙串口模
块采用英国 CSR 公司 BlueCore4 系列的芯片，符合符合蓝牙
2.0+EDR 规范，可以同带同种蓝牙功能的电脑、蓝牙主机和手
机等智能终端配对。HC05 蓝牙模块通过串口与 STM32 进行通
信，完成数据的发送和接收。选用 STM32 板子上的 USART2
与蓝牙模块通信。
（三）电子标签的设计
电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又
称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电
子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通
过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通
道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
（四）GPS 模块
GPS 定位属于室外定位，正好符合宠物在外面到处跑的习
惯。GPS 使用 24 颗人造卫星所形成的网络来三角定位接受器
的位置 , 并提供经纬度坐标 , 可以达到准确定位。但 GPS 定位
的位置需要在可看见人造卫星或轨道所经过的地方 , 因此只用
于室外定位。它是结合了 GPS 技术、图像处理技术、无线通
信技术及 GIS 技术的定位技术 , 可实现跟踪定位、轨迹回放、
地图制作、里程统计、车辆信息管理、监控和调度、短信通
知、语音提示和报警等功能。在这个设备中，STM32 单片机接
收到请求 GPS 定位信息之后就会通过串口与 GPS 模块通信，
GPS 模块定位获取定位消息之后再将定位消息通过串口发送给
STM32. STM32 接收到将数据后将数据通过串口转发给 GSM 模
块，最终 GSM 模块将数据发送到用户的手机上或者 STM32 将
数据转发给蓝牙模块，通过蓝牙模块将数据发送到用户的客户
端上，即可获取设备的准确位置信息。
三、总结
近年来，养宠物的人越来越多，相应的宠物咬人事件也层
出不穷，然而，咬人的宠物却无人认领，给宠物一个“身份证”
也成为了急需解决的事情，像人有身份证一样，给宠物设计一
个电子标签，用 RFID 技术给宠物一个“名分”。
参考文献
[1] 崔逸飞 . 高科技“狗翻译”装备加强主人和宠物狗交流 [J].
中国工作犬业 ,2016-08-15:64.
[2] 李翔宇 , 马夕然 , 叶奕风 . 基于 C52 的蓝牙距离预警功能的
设计 [J]. 软件 ,2018-02-15:62-65.
（作者单位：河北农业大学）
相关知识
STM32驱动的宠物智能项圈：功能与技术选型
基于STM32宠物智能项圈源码资料（定位+计步+充电显示）源码下载
基于STM32的智能宠物箱的设计与实现
基于STM32的智能宠物看护喂养系统（程序源码+原理图+PCB+Boom表+实物操作说明）
基于STM32单片机设计智能宠物项圈设计。功能： （1）32
基于STM32的宠物箱温度湿度监控系统的设计与实现
宠物智能项圈：护理宠物的创新利器，创业的新蓝海！
深入了解智能狗狗项圈：创新技术引领宠物市场新潮流
【stm32项目】基于stm32智能宠物喂养（完整工程资料源码）
智能宠物饲养系统设计
网址: STM32驱动的宠物智能项圈：功能与技术选型 https://m.mcbbbk.com/newsview154922.html
| 上一篇: 一种宠物叫声降噪装置的制作方法 |
下一篇: 半夜狗狂叫 扰民问题怎解决 |
