淮阴师范学院 大学生创新创业训练计划管理系统

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基于改进的YOLOv5家庭宠物健康管理系统

申报人：王丽楠 申报日期：2023-05-25

基本情况

2023项目管理
基于改进的YOLOv5家庭宠物健康管理系统 学生申报
创新训练项目
工学
计算机类
学生自主选题
一年期
这是一个基于yolov5的一个家庭宠物健康管理系统，旨在解决健康饮食、情绪状态分析、粪便除味清理等方面问题，为宠物提供更加全面的健康保障。本系统采用摄像头捕捉图像信息，利用计算机视觉技术和深度学习模型（Yolov5）对捕捉到的图像进行分析和识别。同时，系统还采用了一系列技术手段来提高识别的准确性和稳定性，如图像预处理、特征提取、模型优化等；本系统作为一款集成了人工智能和深度学习技术的智能宠物用品，可以通过网页远程操作，远程操作通过8266控制板，连接路由器实现，具有广泛的市场前景和应用价值。它不仅解决了人们对于宠物的管理和饮食缺乏专业的了解和指导，还能为宠物的健康和幸福提供更好的保障。
无
无
选题参考；提供设备支持、技术指导；提供实验场地。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
王丽楠 计算机科学与技术学院 计算机科学与技术(嵌入式培养) 2021 项目主持人，负责整个项目的计划、执行和控制，协调各个部门和团队成员之间的工作，确保项目按时、按质量完成。
杨蓓蓓 计算机科学与技术学院 计算机科学与技术(嵌入式培养) 2021 基于YOLOv5算法进行宠物行为识别模型的训练和优化，提高算法准确性和鲁棒性，为系统提供智能化的宠物行为识别功能。编写业务逻辑和数据存储处理逻辑，实现系统的各项功能，如用户注册登录、宠物信息管理等。
赵梓杉 计算机科学与技术学院 计算机科学与技术(嵌入式培养) 2021 对项目相关领域进行调研，并整理出资料信息进行分析和总结。确定系统功能需求，编写项目计划书和开发文档，为项目组提供清晰明确的需求说明书。
杨润叶 计算机科学与技术学院 计算机科学与技术(嵌入式培养) 2021 根据需求分析师提供的需求文档，进行系统架构设计和数据库设计，提供UI设计方案和图形界面原型，确保系统设计合理、美观、易用。
邓圣涛 计算机科学与技术学院 计算机科学与技术(嵌入式培养) 2021 进行系统测试，包括功能测试、性能测试和安全测试等，记录测试结果，编写测试报告，确保系统质量达标。

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
陈小顺 计算机科学与技术学院 否

立项依据

  随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭开始养宠物，宠物已经成为人们生活中不可或缺的一部分。然而，在宠物饲养过程中，健康管理是一个非常重要的环节，包括健康饮食、情绪状态分析、粑粑除味清理等方面。针对这些问题，本文提出了一种基于改进的yolov5家庭宠物健康管理系统，该系统能够实现宠物健康管理的自动化和智能化，提高宠物的生活质量，减轻主人的负担。
健康饮食管理：系统能够计算当天进食量，到量后自动关闭喂食，保证宠物得到合理的饮食管理。
情绪状态分析：系统能够通过摄像头识别哪只宠物正在如厕，并开启空气净化器，保证宠物生活的环境卫生整洁。
粑粑除味清理管理：系统能够自动识别宠物粑粑的情况，并采取相应的清理措施，保证宠物生活的环境卫生整洁。
技术架构和训练方法：系统采用yolov5训练模型进行宠物和当前状态的识别，并在训练过程中不断优化算法，提高识别的准确率。

  在国外，针对家庭宠物健康管理的研究已经取得了很多成果。一些研究集中于通过使用计算机视觉技术实现宠物的行为识别，例如，通过YOLOv5算法实现宠物行为的分析和分类。此外，也有一些研究将机器学习应用于宠物健康管理，例如，通过使用深度学习算法来自动诊断宠物的疾病。同时，国外也出现了一些商业化的宠物健康管理产品，例如，Nuzzle智能喂食器和CleverPet游戏训练器等。

  在国内，随着人们生活水平的提高和家庭结构的变化，越来越多的人将宠物视为家庭成员之一，对宠物健康管理的需求也越来越高。因此，近年来国内针对宠物健康管理的研究也逐渐增多。一些研究集中于通过使用互联网技术和物联网技术实现宠物健康管理的智能化，例如，通过使用YOLOv5算法实现宠物行为的检测和识别。同时，国内也有一些企业投入到宠物健康管理产品的研发中，例如，华为推出的智能宠物产品系列等。

  总的来说，基于改进的Yolov5家庭宠物健康管理系统在国内外都有一定的研究和实践，并且随着技术的不断进步和市场需求的增加，其发展和应用前景也十分广阔。然而，目前该领域仍存在一些挑战，例如，如何提高算法的准确性和鲁棒性，如何保证数据的隐私和安全性等。因此，未来还需要更多的研究和探索，以推动该领域的发展和应用。

  我们的家庭宠物健康管理系统采用了先进的目标检测和识别技术，可以实时监测宠物的状态和行为，并且根据宠物的个体差异进行定制化设置。此外，我们还提供了社交互动功能，让主人可以与其他主人分享养宠经验，交流心得，增加了产品的趣味性和互动性。

创新点：

(1) 将yolov5目标检测算法应用于家庭宠物健康管理系统，实现了对宠物的实时监测和管理。

(2) 设计了一种基于机器学习的饮食计算方法，能够根据宠物的体重、年龄、活动量等数据，计算每天的进食量，避免过度喂养。

(3) 结合嵌入式系统开发技术，实现对摄像头、传感器和空气净化器等设备的控制和数据采集，提高了系统的可靠性和稳定性。


技术路线：
(1) 采集宠物图像和数据，训练yolov5模型，实现对宠物和宠物状态的识别。
(2) 设计并实现一个家庭宠物健康管理系统的后台服务，提供饮食、情绪、粑粑情况等管理功能。
(3) 通过摄像头和传感器等设备实时监测宠物的健康状态，并将数据传输到后台服务进行处理和分析。
(4) 根据宠物的体重、年龄、活动量等数据，计算每天的进食量，并提醒主人按时喂食，避免过度喂养。
(5) 当摄像头识别宠物正在如厕时，启动空气净化器，净化室内空气，提高宠物和主人的生活环境质量。

关键技术：
(1) yolov5目标检测算法：通过训练yolov5模型，实现对宠物和宠物状态的实时检测和识别。
(2) 机器学习算法：通过机器学习算法，实现对宠物的体重、年龄、活动量等数据的分析和处理，计算每天的进食量。
(3) 嵌入式系统开发技术：通过嵌入式系统开发技术，实现对摄像头、传感器和空气净化器等设备的控制和数据采集。

拟解决问题：
（1） 传感器采集到的数据，定位模块，移动终端数据都是通过微处理器处理，微处理器片上资源极其有限，系统运行压力较大；
（2） 没有实现对宠物运动步数精确记录与存储分析。

预期成果：
我们的家庭宠物健康管理系统主要面向有养宠需求的人群，如：家庭、宠物店、养殖场等。目标客户群体广泛，市场潜力巨大。我们的产品智能化高、功能全面、操作简单，能够满足不同客户的需求。

基于改进的YOLOv5家庭宠物健康管理系统的项目进度安排：

需求分析阶段：
需求分析师进行市场调研，确定系统功能需求，完成项目计划书和开发文档的编写。

系统设计阶段：
设计师根据需求分析师提供的文档，进行系统架构设计和数据库设计。

技术开发阶段：
前端开发人员根据UI设计图进行界面开发和调试；后端开发人员编写业务逻辑和数据存储处理逻辑；算法工程师基于YOLOv5算法进行宠物行为识别模型的训练和优化。

系统测试阶段：
测试人员对系统进行功能测试、性能测试和安全测试，并记录测试结果。

发布上线阶段：
将系统部署到服务器上，进行最后的调试和优化，开展上线宣传活动。

后期维护阶段：
持续关注用户反馈，进行bug修复和功能升级，优化系统性能，确保系统的稳定运行。

项目开发过程中，需要严格把控进度，及时跟进任务分配和bug管理。同时，为确保项目质量，需要进行阶段性评审和测试，及时发现问题并进行解决。此外，需要关注市场需求变化和技术发展动态，不断优化系统功能和性能，提升用户体验。

宠物健康管理系统是一款高度定制化的应用软件，涉及的技术领域较为广泛，需要多部门协同合作。在项目开发过程中，需要注意团队协作和沟通，确保信息的及时传递和问题的高效解决。同时，为激发团队成员的积极性，需要制定合理的激励机制，鼓励大家为项目的成功贡献力量。

已有技术成果：
本项目的技术成果主要包括以下几个方面：
(1) yolov5训练识别宠物和当前状态：通过训练yolov5模型，实现对宠物和宠物状态的识别，包括休息、如厕、进食和移动等状态。
(2) 计算当天进食量：根据宠物的体重、年龄、活动量等数据，计算每天的进食量，并提醒主人按时喂食，避免过度喂养。
(3) 开启空气净化器：通过摄像头识别宠物正在如厕，启动空气净化器，净化室内空气，提高宠物和主人的生活环境质量。

  在实现过程中，我们将采用较为成熟的开发工具和技术,以确保系统的实现质量和效率。同时，我们将进行严格的功能测试和性能优化，确保系统的稳定性和可靠性。

  在技术层面上主要是由于技术知识的局限性、科学理性的僭越、技术功能、技术应用及其技术后果的不确定性及技术操作中技术主体状态的不确定性引发的:在社会层面上，技术风险的出现与技术不当的经济选择和技术的政治化倾向有着密切关系;在文化层面上，技术乐观主义思想的影响、技术风险意识的缺乏、风险责任意识缺失及传统技术伦理的局限性都是导致技术风险的文化原因。 

    首先完善技术，弥补现有技术系统的缺陷，还要促进技术发展的绿色化和人文化转向;其次要加强技术风险的社会控制，包括强化社会各界的技术风险意识、完善技术风险的社会控制体系、建立社会公众舆论监督的机制;再次还要强化技术风险的道德控制，培养技术工作者和公众的风险责任意识、完善技术伦理的评价机制。


经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 1000.00 技术开发 500.00 500.00
1. 业务费 100.00 计算分析测试 50.00 50.00
（1）计算、分析、测试费 100.00 分析测试 50.00 50.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 0.00 无 0.00 0.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 0.00 无 0.00 0.00
2. 仪器设备购置费 500.00 置办仪器设备 250.00 250.00
3. 实验装置试制费 300.00 仪器装置 150.00 150.00
4. 材料费 100.00 无 50.00 50.00
结束

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