物联网与OpenCV赋能：智能猫犬小屋设计

第二章 智能宠物小屋总体架构和相关技术

概述

2.1 总体架构

在此次设计中，以 STM32 和树莓派作为控制核心，以温湿度传感器和 ov5647

传感器、继电器等作为基础外部设备。结合嵌入式，无线传输，基础图像处理以

及微信小程序等技术，设计实现了基于物联网和 OpenCV 的智能宠物小屋。通过

环境传感器对环境（主要是对温湿度）数据的采集，将结果发送至主控芯片 STM32，

再通过串口将数据发送给主控制器树莓派，再发送至服务器，最终将数据显示在

微信小程序端。通过 ov5647 传感器，对物体进行图像采集，再使用 Python 结合

OpenCV 对图像进行预处理并进行初步识别。采用基于 harr 特征进行猫脸识别

[9]

。

若识别成功打开小屋的门，识别失败则将图片传输至百度 AI 接口进行二次识别。

由于百度很早就提出了“ALL IN 人工智能战略”

[10]

，所以其能提高图片检测的

准确度。将最终结果传回主控制器树莓派，判断是否开启小屋的门。在移动端

（微信小程序）可以设置温湿度阈值，通过加热毯和风扇来对宠物小屋环境进行

自动调节。也可进行喂食操作，不仅能通过自动识别来决定开启小屋的门，也可

在移动端直接开启小屋的门。

在本文的设计方案中能够分为两部分，硬件设计的部分和软件设计的部分。

其中硬件组成部分主要有 STM32 开发板、树莓派 4B 开发板、温湿度传感器、摄

像头、金属舵机、继电器、SD 存储卡，软件组成部分主要有移动端微信小程序，

服务器处理、Python+OpenCV 以及摄像头驱动等。系统的总体架构如图 2-1。

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