本發(fā)明涉及電子技術、動物行為學的研究領域，尤其涉及一種基于云計算的增強動物(如家庭寵物犬和警犬)與人交流互動的微型系統(tǒng)。

背景技術：

動物在人類的生活中扮演著重要角色，如家庭寵物犬，導盲犬，警犬已經(jīng)成為人類家庭生活或社會安全中不可缺少的一員。例如：家庭寵物犬為孤獨老人和兒童提供了玩伴，排解孤獨與寂寞。在人和動物交流互動的過程中，多數(shù)情況下，需要人與動物主動交流，才能獲得動物的響應。這一點在寵物犬，與人的陪伴交流中尤其突出。雖然動物具備理解的人的情感信息的能力，但是其主動觀察人的情感并發(fā)起與人交流等方面存在不足。特別是寵物犬感知人的情緒或需求的能力不足，難以在人需要的時候表達關愛。這在一定程度上降低了關愛犬陪伴人的關愛效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種適于促進動物與人主動交流的微系統(tǒng)及工作方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種微系統(tǒng)，包括：

人體佩戴裝置，佩戴于人體，且用于發(fā)送動物交互指令至云服務器；

動物佩戴裝置，用于接收云服務器發(fā)送的動物交互指令，以刺激動物作出相應行為反應。

進一步，所述人體佩戴裝置包括：主控制單元，以及與該主控制單元相連的脈搏監(jiān)測單元、運動監(jiān)測單元和主無線通信單元；其中

所述脈搏監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的脈搏；

所述運動監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的活動狀態(tài)；

所述指令輸入單元適于輸入相應交互指令；以及

所述主控制單元適于根據(jù)佩戴者的脈搏、活動狀態(tài)數(shù)據(jù)通過主無線通訊單元上傳至云服務器，由云服務器判斷佩戴者的身體狀態(tài)和/或情緒，向動物佩戴裝置發(fā)送動物交互指令。

進一步，所述主控制單元還與一指令輸入單元相連；

佩戴者通過所述指令輸入單元輸入動物交互指令。

進一步，所述動物佩戴裝置包括：從控制單元、與該從控制單元相連的從無線通信單元，以及電控觸覺刺激單元和/或聲音刺激單元；

所述從控制單元適于通過從無線通信單元獲得相應動物交互指令，并通過電控觸覺刺激單元發(fā)出編碼振動信號，以從觸覺刺激動物，和/或

通過聲音刺激單元發(fā)出編碼后聲音信號給動物，以從聽覺刺激動物。

進一步，所述動物佩戴裝置還包括：與該從控制單元相連的圖像采集單元、語音采集單元；其中

所述圖像采集單元適于采集周圍環(huán)境圖像，以及佩戴者的人臉圖像；

所述語音采集單元適于采集周圍環(huán)境聲音，以及佩戴者的人聲；

所述從控制單元適于將人臉圖像、人聲數(shù)據(jù)上傳至云服務器，且由云服務器判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種微系統(tǒng)的工作方法。

所述工作方法包括：

通過動物佩戴裝置監(jiān)測佩戴者的人臉圖像和/或人聲數(shù)據(jù)，并上傳云服務器以判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置，以使其作出相應行為反應。

進一步，通過人體佩戴裝置佩戴于人體，且用于發(fā)送動物交互指令。

進一步，所述人體佩戴裝置包括：主控制單元，以及與該主控制單元相連的脈搏監(jiān)測單元、運動監(jiān)測單元和主無線通信單元；其中

所述脈搏監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的脈搏；

所述運動監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的活動狀態(tài)；

所述指令輸入單元適于輸入相應交互指令；以及

所述主控制單元適于根據(jù)佩戴者的脈搏、活動狀態(tài)數(shù)據(jù)通過主無線通訊單元上傳至云服務器，由云服務器判斷佩戴者的身體狀態(tài)和/或情緒，向動物佩戴裝置發(fā)送動物交互指令。

進一步，所述動物佩戴裝置包括：從控制單元、與該從控制單元相連的從無線通信單元，以及電控觸覺刺激單元和/或聲音刺激單元；

所述從控制單元適于通過從無線通信單元獲得相應動物交互指令，并通過電控觸覺刺激單元發(fā)出編碼振動信號，以觸覺刺激動物，和/或

通過聲音刺激單元發(fā)出編碼后聲音信號給動物，以聽覺刺激動物。

進一步，所述動物佩戴裝置還包括：與該從控制單元相連的圖像采集單元、語音采集單元；其中

所述圖像采集單元適于采集周圍環(huán)境圖像，以及佩戴者的人臉圖像；

所述語音采集單元適于采集周圍環(huán)境聲音，以及佩戴者的人聲；

所述從控制單元適于將人臉圖像、人聲數(shù)據(jù)上傳至云服務器，且由云服務器判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的微系統(tǒng)及工作方法以編碼觸覺或編碼聲音等方式提示動物主動發(fā)起交流，能夠讓動物準確的通過感知人體做出相應反應；動物佩戴裝置含有圖像采集單元、語音采集單元，借助云服務器的智能信息處理能力，實現(xiàn)深入分析人的運動、語音和面部表情等，促進動物與人的深度交流，從而增強互動效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本微系統(tǒng)的佩戴示意圖；

圖2是本微系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中：人體佩戴裝置1、動物佩戴裝置2、觸覺刺激綁帶201、云服務器3。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種微系統(tǒng)，包括：

人體佩戴裝置1，佩戴于人體，且用于發(fā)送動物交互指令至云服務器；以及

動物佩戴裝置2，用于接收云服務器發(fā)送的動物交互指令，以刺激動物作出相應行為反應。

具體的，所述人體佩戴裝置包括：主控制單元，以及與該主控制單元相連的脈搏監(jiān)測單元、運動監(jiān)測單元和主無線通信單元；其中所述脈搏監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的脈搏；所述運動監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的活動狀態(tài)；所述指令輸入單元適于輸入相應交互指令；以及所述主控制單元適于根據(jù)佩戴者的脈搏、活動狀態(tài)數(shù)據(jù)通過主無線通訊單元上傳至云服務器，由云服務器判斷佩戴者的身體狀態(tài)和/或情緒，向動物佩戴裝置發(fā)送動物交互指令。

具體的，所述脈搏監(jiān)測單元適于佩戴于人體手部、手臂。

所述脈搏監(jiān)測單元具體為心電脈搏心率感應器生物模擬傳感器；所述運動監(jiān)測單元具體采用加速度傳感器，例如risymmpu-6050三軸加速度計。

所述主控制單元還與一指令輸入單元相連；佩戴者通過所述指令輸入單元輸入動物交互指令；所述指令輸入單元例如但不限于采用觸摸屏或者液晶顯示屏與按鍵組合。

所述動物佩戴裝置包括：從控制單元、與該從控制單元相連的從無線通信單元，以及電控觸覺刺激單元和/或聲音刺激單元；所述從控制單元適于通過從無線通信單元獲得相應動物交互指令，并通過電控觸覺刺激單元發(fā)出編碼振動信號，以從觸覺刺激動物，和/或通過聲音刺激單元發(fā)出編碼后聲音信號給動物，以從聽覺刺激動物。

所述電控觸覺刺激單元適于采用觸覺刺激綁帶201，綁于寵物腿部，以產(chǎn)生相應編碼振動信號，所述觸覺刺激綁帶例如但不限于采用脈沖方式或振動電機產(chǎn)生振動信號。

所述動物佩戴裝置還包括：與該從控制單元相連的圖像采集單元、語音采集單元；其中所述圖像采集單元適于采集周圍環(huán)境圖像，以及佩戴者的人臉圖像；所述語音采集單元適于采集周圍環(huán)境聲音，以及佩戴者的人聲；所述從控制單元適于將人臉圖像、人聲數(shù)據(jù)上傳至云服務器，且由云服務器判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置。

所述圖像采集模塊例如但不限于采用coms攝像頭，以及語音采集單元例如但不限于采用麥克風。

所述主、從控制單元例如但不限于采用tms320f28069pzt，所述主、從無線通訊單元例如但不限于采用esp8266串口wifi無線收發(fā)模塊。

實施例2

在實施例1的基礎上，本實施例2提供了一種微系統(tǒng)的工作方法，包括：

通過動物佩戴裝置監(jiān)測佩戴者的人臉圖像和/或人聲數(shù)據(jù)，并上傳云服務器以判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置，以使其作出相應行為反應。

通過人體佩戴裝置佩戴于人體，且用于發(fā)送動物交互指令。

所述人體佩戴裝置包括：主控制單元，以及與該主控制單元相連的脈搏監(jiān)測單元、運動監(jiān)測單元和主無線通信單元；其中所述脈搏監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的脈搏；所述運動監(jiān)測單元用于監(jiān)測佩戴者的活動狀態(tài)；所述指令輸入單元適于輸入相應交互指令；以及所述主控制單元適于根據(jù)佩戴者的脈搏、活動狀態(tài)數(shù)據(jù)通過主無線通訊單元上傳至云服務器，由云服務器判斷佩戴者的身體狀態(tài)和/或情緒，向動物佩戴裝置發(fā)送動物交互指令。

所述動物佩戴裝置包括：從控制單元、與該從控制單元相連的從無線通信單元，以及電控觸覺刺激單元和/或聲音刺激單元；所述從控制單元適于通過從無線通信單元獲得相應動物交互指令，并通過電控觸覺刺激單元發(fā)出編碼振動信號，以從觸覺刺激動物，和/或通過聲音刺激單元發(fā)出編碼后聲音信號給動物，以從聽覺刺激動物。

所述動物佩戴裝置還包括：與該從控制單元相連的圖像采集單元、語音采集單元；其中所述圖像采集單元適于采集周圍環(huán)境圖像，以及佩戴者的人臉圖像；所述語音采集單元適于采集周圍環(huán)境聲音，以及佩戴者的人聲；所述從控制單元適于將人臉圖像、人聲數(shù)據(jù)上傳至云服務器，且由云服務器判斷人員的情緒和身體狀況，并發(fā)送相應編碼振動信號和編碼聲音信號給動物佩戴裝置。

具體的，通過動物佩戴裝置監(jiān)測人的圖像(尤其面部表情)和人聲數(shù)據(jù)，并把此圖像和聲音通過無線方式傳輸給云服務器；人體佩戴裝置監(jiān)測人的健康狀態(tài)和活動狀態(tài)通過無線方式傳輸給云服務器；云服務器通過判斷可以得出人員是否需要與動物進行互動；當人員需要與動物互動時，云服務器發(fā)出編碼聲音或觸覺信號給動物，動物根據(jù)獲得的相應編碼聲音或觸覺信號做出相應動作反應，例如主動靠近人員，實現(xiàn)人與動物之間互動。

進一步，為了更加有效的增加動物與人員交流的主動性，人員也可以主動通過佩戴裝置直接發(fā)送命令給動物；為了能使動物理解編碼觸覺信號和編碼聲音信號，人員通過佩戴裝置直接發(fā)送命令給動物，當動物做出正確反應后，給予獎賞，以強化條件反射，達到訓練動物的目的。

通過本微系統(tǒng)及其工作方法實現(xiàn)救援工作，例如，佩戴者出現(xiàn)心跳加速、血壓升高的現(xiàn)象，云服務器根據(jù)采集的佩戴者的上述數(shù)據(jù)判斷佩戴者可能出現(xiàn)緊急狀況，則云服務器將相應交互指令發(fā)送至動物佩戴裝置，動物通過電控觸覺刺激單元的相應刺激做出例如嚎叫等反應，以吸引鄰居的注意。

或者對于動物佩戴裝置，將主人臉部痛苦表情，以及呻吟的聲音數(shù)據(jù)上傳至云服務器，且由云服務器判斷主人是否需要幫助，并控制電控觸覺刺激單元的相應刺激做出例如嚎叫等反應，以吸引鄰居的注意。

并且云服務器可與手機或計算機交互，進行日程設置等。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。