基于STM32的宠物自动喂食系统设计与研究

# 基于STM32的宠物自动喂食系统设计与研究
- 研究背景与意义
  - 城市化进程加速宠物饲养需求
    - 宠物数量增加
    - 饲养观念转变
  - 传统喂养方式的痛点分析
    - 人工喂养时间不规律
    - 忘记喂食导致健康问题
  - 智能化喂养的市场需求
    - 用户对智能设备的接受度提高
    - 连接互联网的智能设备普及
- 国内外研究现状
  - 国际技术发展现状
    - 德国Cat Mate多仓精准投喂
      - 定时投喂机制
      - 多种饲料使用
    - 日本多尼斯AI行为识别
      - 宠物行为监测
      - 数据分析与反馈
  - 国内技术发展现状
    - 小佩/霍曼的中低端产品
      - 市场占有率分析
      - 产品功能比较
    - 清华大学/杭电的学术探索
      - 相关研究论文
      - 学术合作项目
- 系统总体设计
  - 技术路线选择
    - 方案对比（PLC/51/STM32）
      - 各方案优缺点分析
    - 最终方案：STM32F103C8T6为核心
      - 性能评估
      - 成本分析
  - 系统架构设计
    - 硬件分层架构
      - 感知层（传感器群）
        - 传感器类型
        - 数据采集方式
      - 控制层（STM32核心）
        - 控制逻辑
        - 通信协议
      - 执行层（电机/电磁阀）
        - 动作控制方式
        - 驱动电路设计
    - 软件分层架构
      - 驱动层（硬件接口）
        - 各个硬件模块的驱动
      - 逻辑层（算法处理）
        - 主要算法处理流程
      - 应用层（人机交互）
        - 用户操作界面设计
        - 反馈信息展示
- 硬件系统设计
  - 主控模块
    - STM32F103C8T6核心板
      - 电源管理
      - 通信接口设计
  - 传感系统
    - 压力传感器（Honeywell SCL）
      - 测量精度
      - 安装位置
    - 红外传感器（Sharp GP2Y0A21YK0F）
      - 功能与应用
    - 温湿度传感器（DHT11）
      - 类型与规格
  - 执行系统
    - 步进电机（28BYJ-48）
      - 控制方式
      - 驱动电路设计
    - 电磁阀（饮水控制）
      - 工作原理
      - 控制信号
  - 外围模块
    - 通信模块（ESP8266 WiFi）
      - 网络配置
      - 数据传输协议
    - 显示模块（OLED 128x64）
      - 信息展示
      - 用户交互
    - 交互模块（按键/蜂鸣器）
      - 操作简易性
      - 提示功能
- 软件系统设计
  - 系统软件架构
    - FreeRTOS实时操作系统
      - 多任务处理
      - 时间管理
    - 分层软件设计（驱动/逻辑/应用）
      - 模块化设计
      - 解耦与重用
  - 核心算法
    - 改进型卡尔曼滤波算法
      - 应用场景
      - 性能优化
    - 模糊控制算法
      - 控制策略
      - 实现细节
  - 功能模块
    - 定时喂食控制
      - 配置方式
      - 用户自定义
    - 按需供水控制
      - 传感器触发机制
    - 异常报警机制
      - 报警条件
      - 用户通知方式
- 系统测试与分析
  - 硬件测试
    - 传感器精度验证
      - 测试方法
      - 数据分析
    - 执行器