1.本实用新型涉及宠物箱领域，尤其涉及一种基于物联网的智能宠物箱。
背景技术：
2.随着生活水平的提高，越来越多的人开始在家里养宠物。对于每天都要上班的工作族来说，他们往往没有更多的时间去养猫狗之类的中型宠物，现在很多人喜欢养仓鼠、龙猫、蜥蜴之类的小型具有观赏价值的宠物，并且更愿意为了宠物能有一个更好的生存环境而费心。目前市场上的宠物箱功能单一，且只是具有观赏性和趣味性，并没有解决宠物的习性问题，如饮水进食、冷暖等问题，当宠物生病了，而主人不在身边，主人不能实时监测宠物的身体体征情况，导致宠物死亡。
技术实现要素：
3.本实用新型提供一种基于物联网的智能宠物箱，以克服宠物箱功能单一的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种基于物联网的智能宠物箱，其特征在于，包括数据采集模块、水食控制模块、警报模块、中心控制器模块、无线通信模块、带过流检测的高速电平转换器、服务器模块，所述数据采集模块将采集的数据发送给中心控制器模块，所述中心控制器模块将数据通过无线通信模块发送到带过流检测的高速电平转换器，所述带过流检测的高速电平转换器将数据发送到服务器模块，所述服务器模块将处理后的数据通过所述无线通信模块发送到中心控制器模块，所述中心控制器模块将数据发送到水食控制模块和警报模块。
6.进一步的，所述数据采集模块包括声音检测模块、光敏电阻模块、水位传感器模块、火焰传感器模块和温湿度传感器模块；所述声音检测模块、所述光敏电阻模块、所述水位传感器模块、所述火焰传感器模块和所述温湿度传感器模块与中心控制器模块连接。
7.进一步的，所述警报模块为有源蜂鸣器模块。
8.进一步的，所述水食控制模块包括水泵和舵机。
9.进一步的，所述带过流检测的高速电平转换器包括高电压域电路、低电压域电路和主控模块。
10.进一步的，所述高电压域电路由第一pmos管m1、第二pmos管m3、第一nmos管m2和第二nmos管m4组成；所述第一pmos管m1与所述第一 nmos管m2并联，所述第二pmos管m3和所述第二nmos管m4并联，所述第一pmos管m1和第二pmos管m3与高电平vddh连接，所述第一nmos 管m2和第二nmos管m4与地线连接。
11.进一步的，所述低电压域电路包括第三pmos管m5、第四pmos管m6、第五pmos管m8、第六pmos管m1o、第七pmos管m11、第三nmos管 m7、第四nmos管m9和第五nmos管m12；所述第四pmos管m6与所述第三nmos管m7并联后连接所述第三pmos管m5，所述第五pmos管m8 与所述第四nmos管m9并联，所述第七pmos管m11与所述第五nmos管 m12并联，所述第三pmos管m5、所述第五pmos管m8和所述第七pmos 管m11连接低电平vddl，所述第三nmos管m7、所述第
四nmos管m9和所述第五nmos管m12与地线连接，所述第六pmos管m1o两端分别连接低电平vddl和地线。
12.进一步的，所述主控模块包括主控芯片、电流检测隔离电路、过流保护回路和反馈电路；
13.所述电流检测隔离电路包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻rl、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；
14.所述电流检测隔离电路包括第一mos管ql和第二mos管q2；
15.所述反馈电路包括第五电阻r5和第一电容cl；
16.所述第一mos管ql两端分别连接所述第一二极管d1一端和所述第四电阻r4一端，所述第一二极管d1另一端连接所述第二二极管d2和所述第一电阻rl，所述第三电阻r3介于所述第二二极管d2和所述第一电容cl之间，所述第一电容cl与所述第五电阻r5并联，所述第一电阻rl另一端连接所述第二电阻r2一端，所述第二电阻r2另一端连接所述第三二极管d3一端和所述第四二极管d4一端，所述第三二极管d3另一端连接第四电阻r4，所述第四二极管d4另一端连接所述第二mos管q2。
17.本实用新型具有如下有益效果：可以时刻的监测宠物的状态，将各种数据整理呈现给用户，用户可以根据数据来判断宠物是否存在异常情况。即使用户出门不在家中，也可以打开手机app查看当前宠物的状态数据，并且通过手机 app完成调整温度或加水加食的动作。当出现异常的情况，例如宠物箱内的异响、动物体温骤降、动物破笼出逃等紧急情况时会触发警报功能，并且会发送紧急信息到app上。本实用新型除了监测宠物箱的环境之外，还包括了各类数据处理、报警、自动调整环境状态等功能，帮助用户实时监视宠物状态或在工作忙的时候照顾宠物。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
19.其中：
20.图1为本实用新型实施例提供的系统框架图；
21.图2为本实用新型实施例提供的温湿度传感器电路图；
22.图3为本实用新型实施例提供的光敏电阻电路图；
23.图4为本实用新型实施例提供的有源蜂鸣器模块电路图；
24.图5为本实用新型实施例提供的服务器原理图；
25.图6为本实用新型实施例提供的树莓派接口原理图；
26.图7为本实用新型实施例提供的带过流检测的高速电平转换器原理图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例1仅用以解释
本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。可以理解，本实用新型所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。
29.在具体实施例1中，如图1所示，本实用新型包括：数据采集模块、水食控制模块、警报模块、中心控制器模块、无线通信模块、带过流检测的高速电平转换器、服务器模块，所述数据采集模块将采集的数据发送给中心控制器模块，所述中心控制器模块将数据通过无线通信模块发送到带过流检测的高速电平转换器，所述带过流检测的高速电平转换器将数据发送到服务器模块，所述服务器模块将处理后的数据通过所述无线通信模块发送到中心控制器模块，所述中心控制器模块将数据发送到水食控制模块和警报模块。本技术所利用的数据采集模块、中心控制器模块、无线通信模块、带过流检测的高速电平转换器和服务器模块对数据的采集和传递均为现有技术，不涉及到计算机程序的改进，同时数据的采集和传递均不是本技术所要保护的发明点。
30.在具体实施例1中，如图2、图3所示，所述数据采集模块的优选方案是：所述数据采集模块包括声音检测模块、光敏电阻模块、水位传感器模块、火焰传感器模块和温湿度传感器模块；所述声音检测模块、所述光敏电阻模块、所述水位传感器模块、所述火焰传感器模块和所述温湿度传感器模块与中心控制器模块连接。
31.在具体实施例1中，如图4所示，所述警报模块的优选方案是：所述警报模块为有源蜂鸣器模块。
32.在具体实施例1中，所述水食控制模块的优选方案是：所述水食控制模块包括水泵和舵机。
33.在具体实施例1中，如图7，所述带过流检测的高速电平转换器的优选方案是：所述带过流检测的高速电平转换器包括高电压域电路、低电压域电路和主控模块。所述高电压域电路由第一pmos管m1、第二pmos管m3、第一nmos 管m2和第二nmos管m4组成；所述第一pmos管m1与所述第一nmos管m2并联，所述第二pmos管m3和所述第二nmos管m4并联，所述第一pmos 管m1和第二pmos管m3与高电平vddh连接，所述第一nmos管m2和第二nmos管m4与地线连接；所述低电压域电路包括第三pmos管m5、第四 pmos管m6、第五pmos管m8、第六pmos管m1o、第七pmos管m11、第三nmos管m7、第四nmos管m9和第五nmos管m12；所述第四pmos 管m6与所述第三nmos管m7并联后连接所述第三pmos管m5，所述第五 pmos管m8与所述第四nmos管m9并联，所述第七pmos管m11与所述第五nmos管m12并联，所述第三pmos管m5、所述第五pmos管m8和所述第七pmos管m11连接低电平vddl，所述第三nmos管m7、所述第四nmos 管m9和所述第五nmos管m12与地线连接，所述第六pmos管m1o两端分别连接低电平vddl和地线。主控模块包括主控芯片、电流检测隔离电路、过流保护回路和反馈电路，其中主控芯片u2为ir21271型号芯片；所述电流检测隔离电路包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻rl、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；
34.所述电流检测隔离电路包括第一mos管ql和第二mos管q2；
35.所述反馈电路包括第五电阻r5和第一电容cl；
36.所述第一mos管ql两端分别连接所述第一二极管d1一端和所述第四电阻r4一端，所述第一二极管d1另一端连接所述第二二极管d2和所述第一电阻rl，所述第三电阻r3介于所述第二二极管d2和所述第一电容cl之间，所述第一电容cl与所述第五电阻r5并联，所述第一电阻rl另一端连接所述第二电阻r2一端，所述第二电阻r2另一端连接所述第三二极管d3一端和所述第四二极管d4一端，所述第三二极管d3另一端连接第四电阻r4，所述第四二极管d4另一端连接所述第二mos管q2。m1、m2、m3、m4组成两个反相器串联，作为输入信号in的缓冲电路，m5与二极管连接，调节信号的占空比； m6、m7和m11、m12组成低电压域的缓冲电路；m8、m9、m10组成数字正反馈电路，当输入为in为低电平时，m6的栅极为低电平，输出in2为低电平，由于增加了数字正反馈电路，m8栅极为高电平，m10的栅极为低电平，m10 导通，使得m2栅极快速充电到高电平，及加速in2的翻转，从而提高整个电平转换的速度，正常工作时，过流保护主控模块u2的输出端ho输出高电平，此时第一mos管q1和第二mos管q2均为导通状态，当第一检测端in2接入待检测电路的电源正极，第二检测端out-b接入待检测电路的负载中，此时电流流向为：in2
→
第一mos管q1
→
第二mos管q2
→
out-b，当待测电路发生短路，电流增大时，第一二极管d1钳位，第一二极管d1的正极电压逐渐升高，则反馈电路中的第五电阻r5分压也逐渐升高，当第五电阻r5的分压达到过流保护主控模块u2的输入反馈端cs的保护阈值时，过流保护主控模块u2的输出端ho关断，此时第一mos管q1和第二mos管q2转变为关闭状态，从而有效实现保护第一mos管q1和第二mos管q2不被烧坏。对应的，当第二检测端out-b接入待检测电路的电源正极，第一检测端in2接入待检测电路的负载中，此时电流流向为：out-b
→
第二mos管q2
→
第一mos管q1
→
in2，其实现过流检测保护的与上述对应就一致。通过设置有第二二极管d2和第三二极管d3实现两个电流检测方向的隔离，实现了一种可靠的、具有双向检测功能、高速电平转换的过流检测保护电路。
37.具体的，中心控制器模块可以使用arduinouno单片机，它的技术规格如下：
38.微控制器：atmega328p
39.工作电压：5v
40.输入电压(推荐)：7-12v
41.输入电压(限制)：6-20v
42.模拟输入引脚：6
43.每个i/o引脚的直流电流：40ma
44.3.3v引脚：50ma
45.内存：32kb(atmega328)，其中引导程序sram使用0.5kb，2kb (atmega328)
46.eeprom：1kb(atmega328)
47.时钟速度：16mhz
48.arduino拥有14个数字引脚(6个pwm)和6个模拟引脚
49.数字引脚：引脚0至引脚13
50.其中引脚0和引脚1用于接收和传输串行数据。pwm：3，5，6，9，10， 11，这6个引脚可以用作pwm(脉冲宽度调制)引脚，使用这些引脚可以依次控制电压和亮度。
51.模拟引脚：到引脚a5；
52.模拟引脚的主要功能是从模拟传感器读取值。
53.uno具有诸如uart串行通信，spi和i2c的通信协议。
54.uart：uno使用数字pin0(rx)和数字pin1(tx)进行uart ttl串行通信。
55.i2c：uno使用a4或sda引脚，而a5或scl引脚用于与线库的i2c通信。scl是时钟信号，sda是数据信号。
56.中心控制器模块是产品的核心，负责处理数据采集模块发送来的各种数据，并且还可以通过无线通信模块和服务器模块进行交互，接收云端的消息，也可以发送数据给云端处理。
57.在具体实施例1中，如图5、图6所示，服务器模块采用的是树莓派3b+ 型号。
58.在具体实施例1中，无线通信模块可以采用wifi，例如esp8266系列的 esp-01s，通过wifi可以使arduino单片机和服务器模块进行数据交互。
59.在具体实施例1中，所述数据采集模块使用的是串口进行数据交互，由于有多个设备需要使用串口进行通信，所以需要中心控制器使用软串口来处理多个传感器的数据收发，为了避免数据之间的混乱，数据每个传感器的数据收发采用不同的协议。
60.如图4所示，警报模块是蜂鸣器，当环境出现异常状态时，比如说温度过低或过高、笼子有异响等情况。蜂鸣器会发出刺耳的响声，并且中心控制器会发送异常信息给手机或者web端，用户在手机app或者web端会实时收到提醒。
61.水食控制模块用来给宠物加水或者加食物，添加的方式有两种，通过手机 app控制或者web端程序上按钮可以选择自动定时添加或者是手动添加；也可以通过手机app控制或者现有的web端程序修改加水加食的时间间隔。当通过自动或者手动设置好添加时间，当时间到的时候，会触发时间到的事件，则在 app端或者web端接收到响应事件，触发水食控制模块工作，舵机旋转自动添加食物和水泵自动加水，实现自动定时添加。
62.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。