CN116233182A - 一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统 - Google Patents

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黄向宇
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统，涉及智慧物联网技术领域。所述系统包括服务器以及通过物联网分别通信连接该服务器的宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个UWB定位基站，其中，所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有UWB定位标签、无线收发模块、拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，并通过前述设备的具体功能配置，可以自动识别目标宠物的当前行为及位置，以便根据该当前行为及位置，实现通过宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备和/或多媒体播放设备来对目标宠物进行诸如自动安抚、补食、指导排便、禁区阻止和抚慰等的居家管控目的。

Description

一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统
技术领域
本发明属于智慧物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统。
背景技术
宠物(pet)是指人们为了精神目的，而不是为了经济目的而豢养的生物。传统的宠物是指哺乳纲或鸟纲的动物，养着用于玩赏和作伴。而在实际生活中的宠物包括有鱼纲、爬行纲、两栖纲和昆虫，甚至植物，用于观赏、作伴以及舒缓人们的精神压力。
现在，随着各种宠物的兴起，宠物已经慢慢进入到人们的视线中，由于一些原因，如果主人要外出几天的话，宠物只能独自在家，使得针对诸如猫、狗和猪等可在居家环境中自由行走的宠物的居家管控成为一个棘手的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统，用以解决在主人不居家时无法对居家的自由行走宠物进行有效管控的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统，包括有服务器、宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个超宽带UWB定位基站，其中，所述服务器通过物联网分别通信连接所述宠物佩戴设备、所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站；
所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有第一超宽带UWB定位标签和无线收发模块以及分别与所述无线收发模块通信连接的拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，其中，所述第一超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第一脉冲信号，所述拾音器用于实时采集获取所述目标宠物的语音数据，所述呼吸频率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的呼吸频率数据，所述心率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的心跳频率数据，所述温度传感器用于实时采集获取所述目标宠物的温度数据，所述姿态传感器用于实时采集获取所述目标宠物的姿态数据，所述无线收发模块用于将所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据实时无线传送至所述服务器；
所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站分别固定布置在家居环境中的不同位置，其中，所述宠物喂食设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物喂食动作，所述宠物定点排便训练设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物定点排便训练动作，所述多媒体播放设备用于在所述服务器的控制下执行预制的多媒体文件播放动作，所述至少四个超宽带UWB定位基站中的各个超宽带UWB定位基站，用于实时接收所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号实时测量得到从所述第一超宽带UWB定位标签至本地基站的第一距离数据，然后将所述第一距离数据实时传送至所述服务器；
所述服务器，用于执行如下的宠物居家智慧管控方法：
周期性地将所述目标宠物的静态数据和在最近一个单位时期内产生的动态数据输入基于人工神经网络的且已完成预训练的宠物行为识别模型，输出得到当前的宠物行为识别结果，其中，所述静态数据预先存储在所述服务器中并包含有所述目标宠物的品种、性别、年龄和体重，所述动态数据包含有所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据；
根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第一距离数据，采用定位算法计算得到当前的宠物定位结果；
根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备和/或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。
基于上述发明内容，提供了一种可对居家宠物进行自动化管控的新方案，即包括有服务器以及通过物联网分别通信连接该服务器的宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个UWB定位基站，其中，所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有UWB定位标签、无线收发模块、拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，并通过前述设备的具体功能配置，可以自动识别目标宠物的当前行为及位置，以便根据该当前行为及位置，实现通过宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备和/或多媒体播放设备来对目标宠物进行诸如自动安抚、补食、指导排便、禁区阻止和抚慰等的居家管控目的，由此可在主人不居家时对居家的自由行走宠物进行有效管控，确保家居环境正常有序和宠物身心健康，便于实际应用和推广。
在一个可能的设计中，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于暴躁行为或寻食行为；
若判定所述目标宠物正处于暴躁行为或寻食行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物喂食设备的所在位置；
若判定所述目标宠物未到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第一控制指令，以便通过所述第一控制指令触发所述宠物喂食设备发出预制的宠物喂食召唤声音，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置时停止发声；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第二控制指令，以便通过所述第二控制指令触发所述宠物喂食设备执行预制的宠物喂食动作。
在一个可能的设计中，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物定点排便训练设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于排便前行为；
若判定所述目标宠物正处于排便前行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置；
若判定所述目标宠物未到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第三控制指令，以便通过所述第三控制指令触发所述宠物定点排便训练设备发出预制的宠物排便召唤声音，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置时停止发声；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第四控制指令，以便通过所述第四控制指令触发所述宠物定点排便训练设备执行预制的宠物定点排便训练动作。
在一个可能的设计中，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则在所述多媒体播放设备也位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第五控制指令，以便通过所述第五控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物驱赶音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放，而在所述多媒体播放设备未位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第六控制指令，以便通过所述第六控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物吸引音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放。
在一个可能的设计中，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述多媒体播放设备的多媒体感知区域；
若判定所述目标宠物已到达所述多媒体感知区域，则判断所述多媒体播放设备的前次停播时刻至当前时刻的第一间隔时长是否超过预设的第一时长阈值；
若判定所述第一间隔时长超过所述第一时长阈值，则向所述多媒体播放设备发送第七控制指令，以便通过所述第七控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物滞留音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在经过预设的第二时长阈值后停止播放。
在一个可能的设计中，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的宠物跑步机，并且所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
在根据所述宠物行为识别结果判定所述目标宠物正处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为时，根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物跑步机的所在位置；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物跑步机的所在位置，则判断所述宠物跑步机的前次停止时刻至当前时刻的第二间隔时长是否超过预设的第三时长阈值；
若判定所述第二间隔时长超过所述第三时长阈值，则向所述宠物跑步机发送第八控制指令，以便通过所述第八控制指令触发启动所述宠物跑步机，直到在经过预设的第四时长阈值后停止。
在一个可能的设计中，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的扫地机器人，其中，所述扫地机器人配置有第二超宽带UWB定位标签，所述第二超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第二脉冲信号；
所述各个超宽带UWB定位基站，还用于实时接收所述第二脉冲信号，并根据所述第二脉冲信号实时测量得到从所述第二超宽带UWB定位标签至本地基站的第二距离数据，然后将所述第二距离数据实时传送至所述服务器；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第二距离数据，采用所述定位算法计算得到当前的机器人定位结果，然后根据所述宠物定位结果和所述机器人定位结果向所述扫地机器人发送第九控制指令，以便通过所述第九控制指令控制所述扫地机器人执行用于驱赶所述目标宠物离开所述宠物禁区的机械动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止控制。
在一个可能的设计中，还包括有通过互联网络通信连接所述服务器的用户终端；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
将所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果实时传送至所述用户终端，并根据来自所述用户终端的控制信息，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。
在一个可能的设计中，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的图像采集设备；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述图像采集设备的视野范围内；
在判定所述目标宠物已到达所述图像采集设备的视野范围内时，向所述图像采集设备发送第十控制指令，以便通过所述第十控制指令触发所述图像采集设备执行图像采集动作；
将来自所述图像采集设备的采集图像实时传送至所述用户终端。
在一个可能的设计中，所述宠物佩戴设备采用宠物项圈或宠物衣服。
上述方案的有益效果：
(1)本发明创造性提供了一种可对居家宠物进行自动化管控的新方案，即包括有服务器以及通过物联网分别通信连接该服务器的宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个UWB定位基站，其中，所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有UWB定位标签、无线收发模块、拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，并通过前述设备的具体功能配置，可以自动识别目标宠物的当前行为及位置，以便根据该当前行为及位置，实现通过宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备和/或多媒体播放设备来对目标宠物进行诸如自动安抚、补食、指导排便、禁区阻止和抚慰等的居家管控目的，由此可在主人不居家时对居家的自由行走宠物进行有效管控，确保家居环境正常有序和宠物身心健康，便于实际应用和推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的基于物联网的宠物居家智慧管控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；又例如，A、B和/或C，可以表示存在A、B和C中的任意一种或他们的任意组合；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例：
如图1所示，本实施例第一方面提供的且基于物联网的宠物居家智慧管控系统，包括但不限于有服务器、宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个超宽带UWB(Ultra Wide Band)定位基站等，其中，所述服务器通过物联网分别通信连接所述宠物佩戴设备、所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站等。前述物联网可以包括有基于诸如WiFi(无线保真)、ZigBee(紫蜂协议)或Bluetooth(蓝牙)等无线通信技术的无线网络部分，也可以包括有基于光纤、交换机和路由器等有线通信技术的有线网络部分。
所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置但不限于有第一超宽带UWB定位标签和无线收发模块以及分别与所述无线收发模块通信连接的拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器等，其中，所述第一超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第一脉冲信号，所述拾音器用于实时采集获取所述目标宠物的语音数据，所述呼吸频率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的呼吸频率数据，所述心率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的心跳频率数据，所述温度传感器用于实时采集获取所述目标宠物的温度数据，所述姿态传感器用于实时采集获取所述目标宠物的姿态数据，所述无线收发模块用于将所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据实时无线传送至所述服务器。前述目标宠物可以但不限具体是指诸如猫、狗和猪等可在居家环境中自由行走的宠物。所述无线收发模块用于使所述宠物佩戴设备能够接入所述物联网，具体可以但不限于采用WiFi无线收发模块、ZigBee无线收发模块或蓝牙无线收发模块等。所述拾音器、所述呼吸频率传感器、所述心率传感器、所述温度传感器和所述姿态传感器等均可采用现有器件来实现对应的数据采集功能，例如：所述呼吸频率传感器可基于振动原理来采集所述目标宠物的呼吸频率数据；所述心率传感器可采用红外反射原理来采集所述目标宠物的心跳频率数据；所述姿态传感器可采用三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘等运动传感器来采集获取所述目标宠物的姿态数据，等等。此外，所述宠物佩戴设备可以具体但不限于采用宠物项圈或宠物衣服等来承载所述第一超宽带UWB定位标签、所述无线收发模块、所述拾音器、所述呼吸频率传感器、所述心率传感器、所述温度传感器和所述姿态传感器等。
所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站分别固定布置在家居环境中的不同位置，其中，所述宠物喂食设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物喂食动作，所述宠物定点排便训练设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物定点排便训练动作，所述多媒体播放设备用于在所述服务器的控制下执行预制的多媒体文件播放动作，所述至少四个超宽带UWB定位基站中的各个超宽带UWB定位基站，用于实时接收所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号实时测量得到从所述第一超宽带UWB定位标签至本地基站的第一距离数据，然后将所述第一距离数据实时传送至所述服务器。前述的宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和超宽带UWB定位基站等均为现有设备，例如：所述宠物喂食设备可具体通过配置供料组件、喂食组件、水平调节机构、发声器以及集成控制器等来受控执行所述宠物喂食动作，其可具体布置在家居环境中的阳台等位置；所述宠物定点排便训练设备可具体通过配置承便器、检测元件、投喂器、发声器以及控制器等来受控执行所述宠物定点排便训练动作(即实现通过在宠物排便后对宠物进行投喂奖励的动作，以便促使宠物养成在设定地点排便的习惯)，其可具体布置在家居环境中的厕所等位置；所述多媒体播放设备可以但不限于包括有智能电视和/或智能音箱等，其可具体布置在家居环境中的客厅和/或卧室等位置；所述超宽带UWB定位基站可基于现有UWB无线定位技术中的TDOA(Time Difference ofArrival，到达时间差)测距算法等来测量得到所述第一距离数据或其它距离数据，其可具体布置在家居环境中的阳台、厕所、客厅和/或卧室等位置。
所述服务器作为本系统的智慧管控中心，可具体但不限于采用诸如家用电脑等具有一定计算资源的计算机设备来实现，并用于但不限于执行如下步骤S1～S3所述的宠物居家智慧管控方法。
S1.周期性地将所述目标宠物的静态数据和在最近一个单位时期内产生的动态数据输入基于人工神经网络的且已完成预训练的宠物行为识别模型，输出得到当前的宠物行为识别结果，其中，所述静态数据预先存储在所述服务器中并包含但不限于有所述目标宠物的品种、性别、年龄和体重等信息，所述动态数据包含但不限于有所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据等。
在所述步骤S1中，具体可举例每隔1分钟将所述静态数据和在最近60秒(即单位时期为60秒)内产生的所述动态数据输入所述宠物行为识别模型，以便每隔1分钟得到一个当前的宠物行为识别结果。所述人工神经网络是一种常用于行为分类识别的现有网络，例如前馈神经网络、反馈神经网络和图网络等。所述宠物行为识别模型用于对所述目标宠物的暴躁行为(例如狂叫和撕咬等行为)、寻食行为和排便前行为等具体宠物行为进行识别，可以基于这些具体宠物行为的对应样本数据(即包含有所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据等的正样本数据/和负样本数据)，通过现有常规训练方式训练得到，以便使其具有一定的宠物行为识别能力。
S2.根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第一距离数据，采用定位算法计算得到当前的宠物定位结果。
在所述步骤S2中，所述定位算法也为现有UWB无线定位技术中的现有算法，于此不再赘述。
S3.根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备和/或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。
在所述步骤S3中，具体的，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备对所述目标宠物进行居家管控，包括但不限于有如下步骤S311～S314：S311.根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于暴躁行为或寻食行为；S312.若判定所述目标宠物正处于暴躁行为或寻食行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物喂食设备的所在位置(其坐标数据需在所述服务器中预先存储，并且可以为一个坐标范围，例如在半径为1米的范围内)；S313.若判定所述目标宠物未到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第一控制指令，以便通过所述第一控制指令触发所述宠物喂食设备发出预制的宠物喂食召唤声音(其可以提前对主人声音进行录制得到)，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置时停止发声；S314.若判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第二控制指令，以便通过所述第二控制指令触发所述宠物喂食设备执行预制的宠物喂食动作。由此通过前述步骤S311～S314，可以实现自动安抚或补食目标宠物的管控目的，使其安静居家并健康成长。此外，每次宠物喂食动作中的具体喂食量可以设定为默认值，也可以与基于在最近一段时间内的姿态数据所得的宠物运动量正相关。
在所述步骤S3中，具体的，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物定点排便训练设备对所述目标宠物进行居家管控，包括但不限于有如下步骤S321～S324：S321.根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于排便前行为；S322.若判定所述目标宠物正处于排便前行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置(其坐标数据需在所述服务器中预先存储，并且可以为一个坐标范围，例如在半径为1米的范围内)；S323.若判定所述目标宠物未到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第三控制指令，以便通过所述第三控制指令触发所述宠物定点排便训练设备发出预制的宠物排便召唤声音(其可以提前对主人声音进行录制得到)，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置时停止发声；S324.若判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第四控制指令，以便通过所述第四控制指令触发所述宠物定点排便训练设备执行预制的宠物定点排便训练动作。由此通过前述步骤S321～S324，可以实现自动指导目标宠物排便的管控目的，确保家居环境卫生。
在所述步骤S3中，具体的，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括但不限于有如下步骤S331～S333：根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；S332.若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区(其坐标数据需在所述服务器中预先存储，例如主卧区域的坐标数据)；S333.若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则在所述多媒体播放设备(其坐标数据需在所述服务器中预先存储)也位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第五控制指令，以便通过所述第五控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物驱赶音视频文件(例如老虎吼叫的音频文件)的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放，而在所述多媒体播放设备未位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第六控制指令，以便通过所述第六控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物吸引音视频文件(例如同类嬉戏的音频文件)的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放。由此通过前述步骤S331～S333，可以实现自动阻止目标宠物进入预设禁区的管控目的，确保禁区环境正常有序。
在所述步骤S3中，具体的，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括但不限于有如下步骤S341～S344：S341.根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；S342.若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述多媒体播放设备的多媒体感知区域(其坐标数据需在所述服务器中预先存储，例如智能电视前的观看区域的坐标数据)；S343.若判定所述目标宠物已到达所述多媒体感知区域，则判断所述多媒体播放设备的前次停播时刻至当前时刻的第一间隔时长是否超过预设的第一时长阈值(例如1小时)；S344.若判定所述第一间隔时长超过所述第一时长阈值，则向所述多媒体播放设备发送第七控制指令，以便通过所述第七控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物滞留音视频文件(例如动物记录片或主人视频等)的多媒体文件播放动作，直到在经过预设的第二时长阈值(例如30分钟)后停止播放。由此通过前述步骤S341～S344，可以实现自动抚慰目标宠物的管控目的，确保居家宠物的心理健康。
由此基于前述的宠物居家智慧管控系统，提供了一种可对居家宠物进行自动化管控的新方案，即包括有服务器以及通过物联网分别通信连接该服务器的宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个UWB定位基站，其中，所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有UWB定位标签、无线收发模块、拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，并通过前述设备的具体功能配置，可以自动识别目标宠物的当前行为及位置，以便根据该当前行为及位置，实现通过宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备和/或多媒体播放设备来对目标宠物进行诸如自动安抚、补食、指导排便、禁区阻止和抚慰等的居家管控目的，由此可在主人不居家时对居家的自由行走宠物进行有效管控，确保家居环境正常有序和宠物身心健康，便于实际应用和推广。
优选的，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的宠物跑步机，并且所述宠物居家智慧管控方法还包括但不限于有如下步骤S41～S43：S41.在根据所述宠物行为识别结果判定所述目标宠物正处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为时，根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物跑步机的所在位置(其坐标数据需在所述服务器中预先存储，并且可以为一个坐标范围，例如在半径为1米的范围内)；S42.若判定所述目标宠物已到达所述宠物跑步机的所在位置，则判断所述宠物跑步机的前次停止时刻至当前时刻的第二间隔时长是否超过预设的第三时长阈值(例如1小时)；S43.若判定所述第二间隔时长超过所述第三时长阈值，则向所述宠物跑步机发送第八控制指令，以便通过所述第八控制指令触发启动所述宠物跑步机，直到在经过预设的第四时长阈值(例如30分钟)后停止。前述的宠物跑步机也为现有设备，例如采用由支架以及转动连接在所述支架上的圆筒状跑道组成的结构。由此通过前述步骤S41～S43，还可以实现自动逗遛目标宠物的管控目的，确保居家宠物的身体健康。
优选的，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的扫地机器人，其中，所述扫地机器人配置有第二超宽带UWB定位标签，所述第二超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第二脉冲信号；所述各个超宽带UWB定位基站，还用于实时接收所述第二脉冲信号，并根据所述第二脉冲信号实时测量得到从所述第二超宽带UWB定位标签至本地基站的第二距离数据，然后将所述第二距离数据实时传送至所述服务器；所述宠物居家智慧管控方法还包括但不限于有如下步骤S51～S53：S51.根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；S52.若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区；S53.若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第二距离数据，采用所述定位算法计算得到当前的机器人定位结果，然后根据所述宠物定位结果和所述机器人定位结果向所述扫地机器人发送第九控制指令，以便通过所述第九控制指令控制所述扫地机器人执行用于驱赶所述目标宠物离开所述宠物禁区的机械动作(例如机器人在地面上向所述目标宠物移动的动作)，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止控制。由此通过前述步骤S51～S53，还可以借助扫地机器人的可移动特点，相比所述多媒体设备实现更佳的且自动阻止目标宠物进入预设禁区的管控目的，进一步确保禁区环境正常有序。
优选的，还包括有通过互联网络通信连接所述服务器的用户终端；所述宠物居家智慧管控方法还包括有如下步骤：将所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果实时传送至所述用户终端，并根据来自所述用户终端的控制信息，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。前述的互联网络可以但不限于包括有4G/5G移动通信网络，所述用户终端为主人所持有的电子设备，具体可以但不限于包括有智能手机和/或平板电脑等。由此通过前述功能设计，还可以将所述目标宠物的实时行为及位置告知主人，并在主人的操作控制下对所述目标宠物进行居家管控，进而实现可对居家宠物进行远程监控的目的。此外，在传送所述宠物定位结果时，还可以将家居环境的预制三维数据也传送给所述用户终端，以便在所述用户终端上对家居环境及宠物进行三维动态展示，使主人能够更好的监视所述目标宠物，提升用户体验。
进一步优选的，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的图像采集设备；所述宠物居家智慧管控方法还包括但不限于有如下步骤：先根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述图像采集设备的视野范围内；然后在判定所述目标宠物已到达所述图像采集设备的视野范围内时，向所述图像采集设备发送第十控制指令，以便通过所述第十控制指令触发所述图像采集设备执行图像采集动作；最后将来自所述图像采集设备的采集图像实时传送至所述用户终端。前述的图像采集设备优选采用红外摄像头，以便也能实现夜间图像采集目的。由此通过前述功能设计，还可以实现对目标宠物进行现场视频浏览的目的。此外，在所述采集图像中优选加载有根据所述宠物定位结果所确定的宠物标记框，以便主人更好查看所述目标宠物，进一步提升用户体验。
综上，采用本实施例所提供的且基于物联网的宠物居家智慧管控系统，具有如下技术效果：
(1)本实施例提供了一种可对居家宠物进行自动化管控的新方案，即包括有服务器以及通过物联网分别通信连接该服务器的宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个UWB定位基站，其中，所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有UWB定位标签、无线收发模块、拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，并通过前述设备的具体功能配置，可以自动识别目标宠物的当前行为及位置，以便根据该当前行为及位置，实现通过宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备和/或多媒体播放设备来对目标宠物进行诸如自动安抚、补食、指导排便、禁区阻止和抚慰等的居家管控目的，由此可在主人不居家时对居家的自由行走宠物进行有效管控，确保家居环境正常有序和宠物身心健康，便于实际应用和推广。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，包括有服务器、宠物佩戴设备、宠物喂食设备、宠物定点排便训练设备、多媒体播放设备和至少四个超宽带UWB定位基站，其中，所述服务器通过物联网分别通信连接所述宠物佩戴设备、所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站；
所述宠物佩戴设备用于穿戴在目标宠物的身体上，并配置有第一超宽带UWB定位标签和无线收发模块以及分别与所述无线收发模块通信连接的拾音器、呼吸频率传感器、心率传感器、温度传感器和姿态传感器，其中，所述第一超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第一脉冲信号，所述拾音器用于实时采集获取所述目标宠物的语音数据，所述呼吸频率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的呼吸频率数据，所述心率传感器用于实时采集获取所述目标宠物的心跳频率数据，所述温度传感器用于实时采集获取所述目标宠物的温度数据，所述姿态传感器用于实时采集获取所述目标宠物的姿态数据，所述无线收发模块用于将所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据实时无线传送至所述服务器；
所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备、所述多媒体播放设备和所述至少四个超宽带UWB定位基站分别固定布置在家居环境中的不同位置，其中，所述宠物喂食设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物喂食动作，所述宠物定点排便训练设备用于在所述服务器的控制下执行预制的宠物定点排便训练动作，所述多媒体播放设备用于在所述服务器的控制下执行预制的多媒体文件播放动作，所述至少四个超宽带UWB定位基站中的各个超宽带UWB定位基站，用于实时接收所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号实时测量得到从所述第一超宽带UWB定位标签至本地基站的第一距离数据，然后将所述第一距离数据实时传送至所述服务器；
所述服务器，用于执行如下的宠物居家智慧管控方法：
周期性地将所述目标宠物的静态数据和在最近一个单位时期内产生的动态数据输入基于人工神经网络的且已完成预训练的宠物行为识别模型，输出得到当前的宠物行为识别结果，其中，所述静态数据预先存储在所述服务器中并包含有所述目标宠物的品种、性别、年龄和体重，所述动态数据包含有所述语音数据、所述呼吸频率数据、所述心跳频率数据、所述温度数据和所述姿态数据；
根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第一距离数据，采用定位算法计算得到当前的宠物定位结果；
根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备和/或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。
2.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物喂食设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于暴躁行为或寻食行为；
若判定所述目标宠物正处于暴躁行为或寻食行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物喂食设备的所在位置；
若判定所述目标宠物未到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第一控制指令，以便通过所述第一控制指令触发所述宠物喂食设备发出预制的宠物喂食召唤声音，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置时停止发声；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物喂食设备的所在位置，则向所述宠物喂食设备发送第二控制指令，以便通过所述第二控制指令触发所述宠物喂食设备执行预制的宠物喂食动作。
3.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述宠物定点排便训练设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于排便前行为；
若判定所述目标宠物正处于排便前行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置；
若判定所述目标宠物未到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第三控制指令，以便通过所述第三控制指令触发所述宠物定点排便训练设备发出预制的宠物排便召唤声音，直到在判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置时停止发声；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物定点排便训练设备的所在位置，则向所述宠物定点排便训练设备发送第四控制指令，以便通过所述第四控制指令触发所述宠物定点排便训练设备执行预制的宠物定点排便训练动作。
4.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则在所述多媒体播放设备也位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第五控制指令，以便通过所述第五控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物驱赶音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放，而在所述多媒体播放设备未位于所述宠物禁区时，向所述多媒体播放设备发送第六控制指令，以便通过所述第六控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物吸引音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止播放。
5.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，根据所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果，启动所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控，包括：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述多媒体播放设备的多媒体感知区域；
若判定所述目标宠物已到达所述多媒体感知区域，则判断所述多媒体播放设备的前次停播时刻至当前时刻的第一间隔时长是否超过预设的第一时长阈值；
若判定所述第一间隔时长超过所述第一时长阈值，则向所述多媒体播放设备发送第七控制指令，以便通过所述第七控制指令触发所述多媒体播放设备执行预制的且用于播放宠物滞留音视频文件的多媒体文件播放动作，直到在经过预设的第二时长阈值后停止播放。
6.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的宠物跑步机，并且所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
在根据所述宠物行为识别结果判定所述目标宠物正处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为时，根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述宠物跑步机的所在位置；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物跑步机的所在位置，则判断所述宠物跑步机的前次停止时刻至当前时刻的第二间隔时长是否超过预设的第三时长阈值；
若判定所述第二间隔时长超过所述第三时长阈值，则向所述宠物跑步机发送第八控制指令，以便通过所述第八控制指令触发启动所述宠物跑步机，直到在经过预设的第四时长阈值后停止。
7.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的扫地机器人，其中，所述扫地机器人配置有第二超宽带UWB定位标签，所述第二超宽带UWB定位标签用于实时发射用于超宽带UWB无线定位的第二脉冲信号；
所述各个超宽带UWB定位基站，还用于实时接收所述第二脉冲信号，并根据所述第二脉冲信号实时测量得到从所述第二超宽带UWB定位标签至本地基站的第二距离数据，然后将所述第二距离数据实时传送至所述服务器；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
根据所述宠物行为识别结果，判断所述目标宠物是否处于除暴躁行为、寻食行为和排便前行为之外的其它行为；
若判定所述目标宠物正处于所述其它行为，则根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达预设的宠物禁区；
若判定所述目标宠物已到达所述宠物禁区，则根据来自所述各个超宽带UWB定位基站的第二距离数据，采用所述定位算法计算得到当前的机器人定位结果，然后根据所述宠物定位结果和所述机器人定位结果向所述扫地机器人发送第九控制指令，以便通过所述第九控制指令控制所述扫地机器人执行用于驱赶所述目标宠物离开所述宠物禁区的机械动作，直到在判定所述目标宠物已离开所述宠物禁区时停止控制。
8.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，还包括有通过互联网络通信连接所述服务器的用户终端；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
将所述宠物行为识别结果和所述宠物定位结果实时传送至所述用户终端，并根据来自所述用户终端的控制信息，启动所述宠物喂食设备、所述宠物定点排便训练设备或所述多媒体播放设备对所述目标宠物进行居家管控。
9.如权利要求8所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，还包括有通过物联网通信连接所述服务器的且布置在家居环境中的图像采集设备；
所述宠物居家智慧管控方法还包括有：
根据所述宠物定位结果判断所述目标宠物是否已到达所述图像采集设备的视野范围内；
在判定所述目标宠物已到达所述图像采集设备的视野范围内时，向所述图像采集设备发送第十控制指令，以便通过所述第十控制指令触发所述图像采集设备执行图像采集动作；
将来自所述图像采集设备的采集图像实时传送至所述用户终端。
10.如权利要求1所述的宠物居家智慧管控系统，其特征在于，所述宠物佩戴设备采用宠物项圈或宠物衣服。
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CN117557598A (zh) * 2024-01-09 2024-02-13 深圳安培时代数字能源科技有限公司 宠物居家安全管控方法及相关装置

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