1 选题背景与意义
随着社会经济的快速发展和人们生活水平的显著提高，宠物在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，逐渐成为许多家庭不可或缺的成员。据相关数据显示，近年来全球宠物市场规模持续扩大，人们对宠物的关爱日益加深，养宠观念也从传统的简单喂养向精细化、科学化、智能化养宠转变。如今，宠物已不再仅仅是人们消遣娱乐的对象，更是陪伴在身边、给予情感慰藉的家人，主人对宠物的生活品质和健康状况愈发重视。然而，目前市面上的智能宠物用品大多功能单一，只能满足宠物某一方面的需求，无法为宠物提供一个全方位、智能化的生活环境。本研究旨在设计一款基于 STM32 的多功能宠物屋，综合运用先进的传感器技术、物联网技术、自动控制技术等，实现对宠物生活环境的全方位监测与智能调节，以及对宠物日常生活的自动化管理和远程交互，以满足现代宠物主人对宠物高品质生活的追求，为宠物提供一个更加舒适、健康、安全的居住环境。
2 技术框架
STM32单片机+Wi-Fi无线通信技术+腾讯云平台+小程序
3 实现功能
- 温湿度监测与调控：选用DHT11温湿度传感器实时监测宠物屋内的温度和湿度，当宠物屋温度高于设定阈值限值时，自动打开风扇进行通风；当温度低于设定阈值的最小值时，自动打开加热片进行加热，以保障宠物处于适宜的生存环境。
- 排泄物监测：采用MQ-135空气质量传感器实时监测宠物屋内的氨气浓度，当氨气浓度大于设定阈值的最大值，自动打开风扇通风换气，蜂鸣器告警提醒，并通过公众号推送消息提醒用户"仓鼠已排便，请及时处理 "。
- 宠物状态监测：采用TCRT5000光电红外传感器监测宠物是否在屋，当宠物在屋内，则不启动杀菌，当宠物离开屋后，自动触发杀菌功能，以防止紫外线灯对宠物的影响与伤害。
- 紫外线灯杀菌：可以手动和定时开关紫外线灯对宠物屋环境进行杀菌，定时模式下，可以按每天/每周/固定时间段，定时进行打开紫外线灯进行杀菌 。
- 屏幕可视化：通过屏幕显示实时显示宠物屋内的温度、湿度、氨气等监测数据及宠物状态。
- 设定阈值：可以根据四季气候和实际情况设定温度、湿度、氨气浓度的阈值。
- 远程监测：通过WiFi无线通信技术将监测数据上传至腾讯云平台，在腾讯云平台可以实现对数据进行记录以及曲线分析，用户可以远程通过小程序来实现宠物屋数据的查看、阈值的设定和设备控制等功能。
4 系统总体设计
输入模块
- 温湿度检测模块：采集环境中的温度、湿度数据，传输给 STM32 单片机。
- 红外检测模块：可用于检测环境中的红外信号（例如人体红外感应，判断是否有人活动等），将信号传输给单片机。
- 氨气检测模块：采集环境中的氨气浓度数据，传输给单片机（适用于养殖、密闭空间等对氨气敏感的场景）。
- 按键控制模块：用户可通过按键向单片机发送手动控制指令（如手动开启消毒、通风等）。
- 电源供电模块：为整个系统提供电力支持，保障各模块正常运行。
核心处理模块
- STM32 单片机：作为系统的 "大脑"，接收输入模块的所有数据和指令，进行分析、运算后，向输出模块发送控制指令；同时与 WiFi 无线通信模块交互，实现数据的上传与远程指令的接收。
输出模块
- 屏幕显示模块：将单片机处理后的温湿度、氨气浓度等数据，以及系统工作状态等信息直观地显示出来。
- 蜂鸣器报警模块：当环境数据（如温湿度超标、氨气浓度过高）达到预设阈值时，单片机触发蜂鸣器发出报警声，提醒用户。
- 消毒控制模块：根据单片机的指令，控制消毒设备的开启或关闭，实现环境消毒。
- 通风控制模块：根据单片机的指令，控制通风设备（如风扇、通风窗）的启停，调节环境空气流通。
- 加热控制模块：根据单片机的指令，控制加热设备（如加热器）的启停，调节环境温度。
远程通信与云平台模块
- WiFi 无线通信模块 ：负责单片机与腾讯云平台之间的无线数据传输，采用MQTT 协议（一种适用于物联网的轻量级通信协议）实现数据交互。
- 腾讯云 ：作为云平台，存储系统上传的环境数据，并实现与手机端的通信。
- 手机端：用户可通过手机 APP 查看实时环境数据（温湿度、氨气浓度等），也可远程发送控制指令（如远程开启消毒、通风），实现对系统的远程监控与控制。
该系统通过 "本地硬件采集与控制 + 云端数据存储与远程交互" 的架构，实现了环境数据的实时监测、本地 / 远程控制、异常报警等功能。
5 实物效果图
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