一种采用蓝牙频段的智能训狗器静电脉冲档位调控系统的制作方法

1.本发明属于训狗器技术领域，具体涉及一种采用蓝牙频段的智能训狗器静电脉冲档位调控系统。


背景技术：

2.训狗器通过声音、振动和电击功能，在宠物的不良行为发生时，进行声音提醒、或者震动提醒、或者电击脉冲提醒，从而帮助宠物纠正不良行为，便于饲主对宠物的训练。
3.目前，专利号为cn201410310033.6的发明专利公开了一种通用超声波训狗器，所述通用超声波训狗器包括：命令转换模块，接收语音训狗命令信号，将所述语音训狗命令信号转换成对应的超声波训狗命令；超声波训狗模块，存储有各种超声波训狗命令与对应的超声波信号的匹配关系；存储模块，存储有所述超声波训狗模块中涉及的所有超声波信号；主控模块，与所述命令转换模块、超声波训狗模块和存储模块分别相连，根据所述匹配关系找出与所述语音训狗命令信号对应的超声波信号；播放模块，与所述主控模块相连，播放所述主控模块找出的超声波信号。其采用的是通过命令转换模块将语音命令转换成超声波训狗命令，但该系统只是发出训练的指令，而不能在宠物不良行为发生时，进行智能化的惩罚，从而无法纠正宠物的不良行为。
4.因此，针对上述训狗器无法智能化的对宠物进行惩罚的问题，亟需得到解决，以改善训狗器的使用场景。


技术实现要素：

5.(1)要解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用蓝牙频段的智能训狗器静电脉冲档位调控系统，该系统旨在解决现有技术下训狗器只是发出训练的指令，而不能在宠物不良行为发生时，进行智能化的惩罚，从而无法纠正宠物不良行为的技术问题。
7.(2)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种采用蓝牙频段的智能训狗器静电脉冲档位调控系统，该系统包括蓝牙模块、电击模块、提醒模块、超声波震动模块、心率信号处理模块、分析模块、训狗模块；
9.所述蓝牙模块在训狗器和控制终端之间建立通信环境，从而实现控制终端对训狗器的智能控制；
10.所述电击模块内预设有1-100个电击档位，预设电击时间t为3秒，分为4个电击阶段，第一阶段为1-20电击档位，第二阶段为21-50电击档位,第三阶段为51-80电击档位,第四阶段为81-100电击档位，每个阶段完成后停止5秒；
11.所述提醒模块在宠物不良行为发生时，发出提醒音从而提醒宠物停止该行为；
12.所述超声波震动模块通过震动对宠物进行警告，从而警告宠物停止不良行为；
13.所述心率信号处理模块对采集到的宠物心率数据进行处理，心率信号处理模块内
预设有滤波算法，其过程为：设心率的状态(x)和心率的测量值(z)分别满足离散时间过程差分方程＝a，，根据信号质量指数(sqi)调节测量噪声方程r,r＝r exp(1/sqi-1)，当信号质量高时，r值减小，反之，r增大，同时心率信号处理模块内预设有型号质量指数阈值，当sqi＜时，停止滤波。
14.所述分析模块内预设有档位调控规则：分析模块内设置有3个宠物心率等级，从低到高分别为l1(70-120次/分钟)、l2(121-140次/分钟)、l3(141-160次/分钟)，开启第一轮电击：若实时心率hr∈l1时，电击模块第三阶段工作，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第二阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第一阶段开始启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，第二轮电击结合第一轮的实时心率，若第一轮的实时心率等级≥第二轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第三轮电击结合第二轮的实时心率，若第二轮的实时心率等级≥第三轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第四轮电击结合第三轮的实时心率，若第三轮的实时心率等级≥第四轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击。
15.所述训狗模块用于纠正宠物的行为，在宠物不良行为发生时，对宠物进行声音提醒、震动警告和电击惩罚，训狗模块内预设有四种惩罚模式：分别为声音提醒模式、震动警告模式、静电脉冲惩罚模式和混合模式。
16.使用本技术方案的系统时，通过蓝牙模块实现控制终端与训狗器的连接，选择声音提醒模式、震动警告模式、静电脉冲惩罚模式和混合模式中任一工作模式，训狗器采集宠物的心率信号并发送至控制终端，心率信号处理模块对心率信号进行滤波处理，设心率的状态(x)和心率的测量值(z)分别满足离散时间过程差分方程x_k＝ax_(k-1)+bu_k+w_(k-1)，z_k＝hx_k+v_k，根据信号质量指数(sqi)调节测量噪声方程r,r＝r exp(1/sqi-1)，当信号质量高时，r值减小，反之，r增大，同时心率信号处理模块内预设有型号质量指数阈值sqi_h＝0.5，当sqi＜sqi_h时，停止滤波，在宠物发生不良行为时，声音提醒模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块连续发出2次提醒音进行提醒，停止3秒，然后连续发出3次提醒音进行提醒，然后停止5秒后，然后连续发出3次提醒音，惩罚结束；震动警告模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，停止3秒后，连续发出5次震动警告，停止5秒后，连续发出5次震动警告，惩罚结束；静电脉冲惩罚模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击，若否，则电击至预设电击时间t结束，惩罚结束；混合模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块发出2次提醒音进行提醒，2次提醒音的间隔为1秒，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由超声波震动模块连续发出3次震动
警告，3次震动警告后，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由电击模块发出静电脉冲，开启第一轮电击：若实时心率hr∈l1时，电击模块第三阶段工作，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第二阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第一阶段开始启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，第二轮电击结合第一轮的实时心率，若第一轮的实时心率等级≥第二轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第三轮电击结合第二轮的实时心率，若第二轮的实时心率等级≥第三轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第四轮电击结合第三轮的实时心率，若第三轮的实时心率等级≥第四轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，若宠物立即停止该行为，则停止电击惩罚，若否，到达预设电击时间t后，停止电击惩罚。
17.优选地，所述过程激励噪声w和测量噪声v为相互独立、正态分布的均值为0、方差分别为q和r的白噪声，即p(w)n(0，q)，p(v)n(0，r)。
18.优选地，所述语音提醒模块内预设有提醒音库，提醒音库包括系统提醒音和用户自定义提醒音，系统提醒音为“滴滴滴”，运行时间为3秒。
19.优选地，所述电击模块第一阶段、第二阶段、第二阶段、第四阶段的运行时间分别为3秒、3秒、3秒和3秒。
20.优选地，所述声音提醒模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块连续发出2次提醒音进行提醒，停止3秒，然后连续发出3次提醒音进行提醒，然后停止5秒后，然后连续发出3次提醒音，惩罚结束。
21.优选地，所述震动警告模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，停止3秒后，连续发出5次震动警告，停止5秒后，连续发出5次震动警告，惩罚结束。
22.优选地，所述静电脉冲惩罚模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击，若否，则电击至预设电击时间t结束，惩罚结束。
23.优选地，所述混合模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块发出2次提醒音进行提醒，2次提醒音的间隔为1秒，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，3次震动警告后，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击惩罚，若否，到达预设电击时间t后，停止电击惩罚。
24.(3)有益效果
25.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的系统利用电击模块、提醒模块
和超声波震动模块的设计，在宠物不良行为发生时，进行电击、声音提醒和震动警告，从而使宠物形成条件反射，知道哪些行为应当立即停止，便于对宠物的训练，且配合心率信号处理模块的设计，结合宠物的心率进行不同程度的电击，从而确保对宠物行为的制止效果，且避免对宠物的身体造成伤害，并且可以根据训练程度的不同，选择不同的惩罚模式，便于更好的训狗，智能化程度更高。
附图说明
26.为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述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种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，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。
27.图1为本发明系统一种具体实施方式的整体框架结构示意图；
28.图2为本发明系统一种具体实施方式的流程图。
具体实施方式
29.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
30.实施例1
31.本具体实施方式是采用蓝牙频段的智能训狗器静电脉冲档位调控系统，其整体框架结构示意图如图1所示，该系统包括蓝牙模块、电击模块、提醒模块、超声波震动模块、心率信号处理模块、分析模块、训狗模块；
32.蓝牙模块在训狗器和控制终端之间建立通信环境，从而实现控制终端对训狗器的智能控制；
33.电击模块内预设有1-100个电击档位，预设电击时间t为3秒，分为4个电击阶段，第一阶段为1-20电击档位，第二阶段为21-50电击档位,第三阶段为51-80电击档位,第四阶段为81-100电击档位，每个阶段完成后停止5秒；
34.提醒模块在宠物不良行为发生时，发出提醒音从而提醒宠物停止该行为；
35.超声波震动模块通过震动对宠物进行警告，从而警告宠物停止不良行为；
36.心率信号处理模块对采集到的宠物心率数据进行处理，心率信号处理模块内预设有滤波算法，其过程为：设心率的状态(x)和心率的测量值(z)分别满足离散时间过程差分方程＝a，，根据信号质量指数(sqi)调节测量噪声方程r,r＝r exp(1/sqi-1)，当信号质量高时，r值减小，反之，r增大，同时心率信号处理模块内预设有型号质量指数阈值，当sqi＜时，停止滤波。
37.分析模块内预设有档位调控规则：分析模块内设置有3个宠物心率等级，从低到高分别为l1(70-120次/分钟)、l2(121-140次/分钟)、l3(141-160次/分钟)，开启第一轮电击：若实时心率hr∈l1时，电击模块第三阶段工作，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第二阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第一阶段开始启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，第二轮电击结合第一轮的实时心率，若第一
轮的实时心率等级≥第二轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第三轮电击结合第二轮的实时心率，若第二轮的实时心率等级≥第三轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第四轮电击结合第三轮的实时心率，若第三轮的实时心率等级≥第四轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击。
38.训狗模块用于纠正宠物的行为，在宠物不良行为发生时，对宠物进行声音提醒、震动警告和电击惩罚，训狗模块内预设有四种惩罚模式：分别为声音提醒模式、震动警告模式、静电脉冲惩罚模式和混合模式。
39.其中，过程激励噪声w和测量噪声v为相互独立、正态分布的均值为0、方差分别为q和r的白噪声，即p(w)n(0，q)，p(v)n(0，r)，语音提醒模块内预设有提醒音库，提醒音库包括系统提醒音和用户自定义提醒音，系统提醒音为“滴滴滴”，运行时间为3秒。
40.同时，电击模块第一阶段、第二阶段、第二阶段、第四阶段的运行时间分别为20秒、40秒、40秒和20秒，声音提醒模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块连续发出2次提醒音进行提醒，停止3秒，然后连续发出3次提醒音进行提醒，然后停止5秒后，然后连续发出3次提醒音，惩罚结束。
41.另外，震动警告模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，停止3秒后，连续发出5次震动警告，停止5秒后，连续发出5次震动警告，惩罚结束，静电脉冲惩罚模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击，若否，则电击至预设电击时间t结束，惩罚结束，混合模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块发出2次提醒音进行提醒，2次提醒音的间隔为1秒，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，3次震动警告后，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击惩罚，若否，到达预设电击时间t后，停止电击惩罚。
42.该系统的流程图如图2所示。
43.使用本技术方案的系统时，通过蓝牙模块实现控制终端与训狗器的连接，选择声音提醒模式、震动警告模式、静电脉冲惩罚模式和混合模式中任一工作模式，训狗器采集宠物的心率信号并发送至控制终端，心率信号处理模块对心率信号进行滤波处理，设心率的状态(x)和心率的测量值(z)分别满足离散时间过程差分方程x_k＝ax_(k-1)+bu_k+w_(k-1)，z_k＝hx_k+v_k，根据信号质量指数(sqi)调节测量噪声方程r,r＝r exp(1/sqi-1)，当信号质量高时，r值减小，反之，r增大，同时心率信号处理模块内预设有型号质量指数阈值sqi_h＝0.5，当sqi＜sqi_h时，停止滤波，在宠物发生不良行为时，声音提醒模式的惩罚规
则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块连续发出2次提醒音进行提醒，停止3秒，然后连续发出3次提醒音进行提醒，然后停止5秒后，然后连续发出3次提醒音，惩罚结束；震动警告模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，停止3秒后，连续发出5次震动警告，停止5秒后，连续发出5次震动警告，惩罚结束；静电脉冲惩罚模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由电击模块发出静电脉冲，若宠物立即停止该行为，则停止电击，若否，则电击至预设电击时间t结束，惩罚结束；混合模式的惩罚规则为：在宠物不良行为发生时，由语音提醒模块发出2次提醒音进行提醒，2次提醒音的间隔为1秒，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由超声波震动模块连续发出3次震动警告，3次震动警告后，若宠物立即停止该行为，惩罚结束，若否，由电击模块发出静电脉冲，开启第一轮电击：若实时心率hr∈l1时，电击模块第三阶段工作，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第二阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第一阶段开始启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，第二轮电击结合第一轮的实时心率，若第一轮的实时心率等级≥第二轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第三轮电击结合第二轮的实时心率，若第二轮的实时心率等级≥第三轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击；第四轮电击结合第三轮的实时心率，若第三轮的实时心率等级≥第四轮的实时心率等级，电击模块的电击阶段递增一级：若实时心率hr∈l1时，电击模块从第四阶段开始启动，若实时心率hr∈l2时，电击模块从第三阶段开始启动，若实时心率hr∈l3时，电击模块从第二阶段开设启动，若实时心率hr＜70次/分钟或实时心率hr＞160次/分钟，则不触发电击，若宠物立即停止该行为，则停止电击惩罚，若否，到达预设电击时间t后，停止电击惩罚。
44.以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。