專利名稱：基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鼠標。特別是涉及一種基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標。
背景技術(shù)：
隨著社會的進步和發(fā)展，計算機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)之中。與之配套的硬件服務(wù)系統(tǒng)也是日新月益，鼠標更是計算機輸入硬件中最重要的一個部分。而傳統(tǒng)鼠標由于其固有限制有著種種弊端。如和降低生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品更有競爭力是很多工具開發(fā)的首要考慮條件。通過觀察生產(chǎn)與生活中兩種情況現(xiàn)在很多工廠工人需要邊進行裝配邊查詢電腦或者其他控制設(shè)備。而往往在大型設(shè)備的操作現(xiàn)場，如大型工件制造現(xiàn)場，大型數(shù)控機床控制現(xiàn)場，大飛機制造現(xiàn)場等地點我們可以發(fā)現(xiàn)有時工作場地和電腦或者數(shù)字終端是相隔得比較遠的。這樣就不利于提高工作效率的。再者為了滿足更多特殊人士的需求，科技設(shè)備也越來越照顧他們的感受。如現(xiàn)在有很多殘疾人不幸失去了手臂，如何讓更多讓他們同樣享受到渴望已久的可以快捷地使用鼠標使用電腦的多媒體生活，基于以上兩點，需要有更可以方便人們使用的鼠標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種體積輕便，具備現(xiàn)有鼠標的全部功能的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，包括手套，所述的手套上設(shè)置有控制電路板，與控制電路板上的控制電路進行信息傳遞并與電腦藍牙通信的藍牙模塊，分別與所述的控制電路板和藍牙模塊連接的供電電源，以及分別設(shè)置在手套的食指端部和中指端部并通過導(dǎo)線與控制電路板電連接的左按鍵和右按鍵。所述的控制電路包括有與所述的電源相連的控制開關(guān)，與控制開關(guān)相連的相連的穩(wěn)壓電源，分別與穩(wěn)壓電源相連的加速度傳感器單元、單片機所述的狀態(tài)顯示指示燈和藍牙模塊也連接穩(wěn)壓電源，所述的單片機還分別連接加速度傳感器單元、左按鍵、右按鍵、控制開關(guān)、狀態(tài)顯示指示燈和藍牙模塊。所述的單片機采用MC9S08QG8單片機，所述單片機的I腳連接復(fù)位電路，3腳連接3. 3V電源，9腳通過電阻RlO連接3. 3V電源。所述的單片機的11腳和12腳通過藍牙接口 U3連接藍牙模塊。所述的加速度傳感器單元包括有加速度傳感器模塊U4，所述的加速度傳感器模塊U4的I腳接穩(wěn)壓電源，3腳接3. 3V電源，3腳還通過電容C4接地，4腳和5腳分別對應(yīng)連接單片機的13腳和14腳，該4腳和5腳還分別各通過一個電阻接3. 3V電源，6腳接地。所述的控制開關(guān)包括有開關(guān)健Pl，所述的開關(guān)健Pl的I腳接通過電池接口 P2連接供電電源，2腳連接穩(wěn)壓電源，2腳還通過電阻R2連接單片機的15腳，該2腳還依次通過電阻R2和電阻R3接地，4腳接地。所述的狀態(tài)顯示指示燈包括有分別對應(yīng)連接單片機的5腳和6腳的發(fā)光二極管Dl和D2，所述的發(fā)光二極管Dl和D2的另一端分別各通過一個電阻連接3. 3V電源。所述的單片機的13腳和14腳還連接測試端口 P5 ；7腳、8腳、9腳和10腳還連接預(yù)留接口 P4，所述的10腳還連接預(yù)留功能按鍵S2 ；2腳連接數(shù)據(jù)下載接口 P3。本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，通過用戶的手部動作來執(zhí)行對應(yīng)功能。用戶僅需使用輕便的產(chǎn)品來實現(xiàn)對鼠標動作的全模擬。同時，本發(fā)明具備多種拓展模式。完全可以用低成本的本發(fā)明全面替代現(xiàn)有的鼠標及類似產(chǎn)品。克服了兩種方面的局限 第一:在工作場地員工不用摘下手套或者在大型設(shè)備安裝現(xiàn)場進行移動，即可遠程控制終端讀取相關(guān)文件，克服了地域限制，提高了工作效率。第二 方便殘障人士使用，適合特殊手臂形狀。特殊殘疾人士可以通過這種特殊手套完成類似鼠標操縱。本發(fā)明具有如下特點1、人機交互環(huán)境大大改善傳統(tǒng)的有限和無線鼠標，受制于結(jié)構(gòu)設(shè)計，在長時間操作時，會使用戶肘部產(chǎn)生不適感，也就是我們常說的鼠標肘。而使用本發(fā)明，則解放了手部空間，用戶隨時隨地都可以進行操作，而且不會產(chǎn)生任何的不適感。2、良好的拓展性傳統(tǒng)的鼠標也只是具備了其作為輸入設(shè)備的功能。本發(fā)明不僅可以作為鼠標使用，還可以作為殘疾人的輔助工具。由于本發(fā)明可以捕捉用戶手部動作，通過不同的控制軟件，可以將其轉(zhuǎn)化為所需要的物理量。比如我們可以使用本發(fā)明控制輪椅的運動，或?qū)崿F(xiàn)義肢的各種動作。此外，由于本發(fā)明捕獲的是二維空間坐標，也可用在飛行模擬的搖桿設(shè)備上。

3、數(shù)據(jù)傳輸方便靈活數(shù)據(jù)傳輸采用藍牙傳輸，有效發(fā)送距離在IOM左右，方便快捷。數(shù)據(jù)傳輸模式升級空間巨大本發(fā)明的藍牙模塊和主體模塊為分離式設(shè)計,可以將藍牙發(fā)送模式切換為其他傳輸方式，滿足不同用戶的需求。4、成本低廉，性價比高相比傳統(tǒng)的鼠標，本發(fā)明具有價格優(yōu)勢，量產(chǎn)化時，成本將進一步降低。5、模塊化設(shè)計，便于維修除單品機外，本發(fā)明其他設(shè)備均可更換。產(chǎn)品內(nèi)置了傳感器外界線，可以增加其他設(shè)備以滿足不同用戶的需求。6、體積小巧，攜帶方便本發(fā)明體積小巧，攜帶方便，而且便于儲存和維護，而傳統(tǒng)鼠標則受制于連接線或電池，其靈活性也不如本發(fā)明。7、內(nèi)置電源系統(tǒng)產(chǎn)品內(nèi)置的7. 4Vli電源小巧靈活,美觀大方,而且穩(wěn)定耐用。8、可通過升級擴展功能，其他功能本發(fā)明具有極好的硬件基礎(chǔ)，具備空間2軸坐標感知系統(tǒng)，日后可升級至具備動作模擬、開關(guān)、遙控器等豐富功能的電子產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明控制電路框圖；圖3是本發(fā)明單片機外圍連接原理圖；圖4是本發(fā)明穩(wěn)壓電源外圍連接原理 圖5是本發(fā)明加速度傳感器外圍連接原理 圖6是本發(fā)明左按鍵和右按鍵外圍連接原理 圖7是本發(fā)明藍牙接口外圍連接原理 圖8是本發(fā)明狀態(tài)顯示指示燈外圍連接原理 圖9是本發(fā)明電池接口外圍連接原理 圖10是本發(fā)明預(yù)留接口外圍連接原理 圖11是本發(fā)明測試端口外圍連接原理 圖12是本發(fā)明控制開關(guān)的電路原理 圖13是本發(fā)明數(shù)據(jù)下載接口的電路原理 圖14是本發(fā)明預(yù)留功能按鍵的電路原理 圖15是本發(fā)明電源狀態(tài)顯示電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標做出詳細說明。本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，以“方便生活，提高效率”為主要設(shè)計理念，將美心加速度傳感器，飛思卡爾單片機MC9S08QG8，BLK-MD-BC04-B藍牙通訊模塊為主體的硬件加以配合Iabview軟件。本發(fā)明由手套上附帶的信號采集與控制部分與電源部分以及藍牙發(fā)送部分組成。手套上的信號采集部分由加速度傳感器采集手指運動的加速度信號以及指尖按鈕的信號，經(jīng)過單片機不斷查詢讀取，單片機與傳感器IIC通訊內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換、處理后的數(shù)據(jù)，判斷哪根手指按鈕按動以及鼠標是否應(yīng)該在X-Y哪個方向上的移動，進而再向藍牙發(fā)送信號?？刂菩盘栍伤{牙模塊發(fā)送給配對好的電腦藍牙，電腦上的Labview程序通過讀取其中信息控制鼠標程序。用戶可方便使用本發(fā)明替代、升級現(xiàn)有鼠標輸入設(shè)備。通過手部的大致移動和拇指的點擊來實現(xiàn)定位和操作功能。本發(fā)明實現(xiàn)了保留現(xiàn)有鼠標的方便實用性的同時，還擁有傳統(tǒng)鼠標無法比擬的靈活性和簡潔性。本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標的硬件系統(tǒng)構(gòu)成加速度傳感器、飛思卡爾8位單片機MC9S08QG8、用戶操作系統(tǒng)(包括按鍵及LED指示燈)、供電系統(tǒng)模塊、藍牙發(fā)送模塊、手部動作配合系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)構(gòu)成軟件使用Labview軟件處理程序如圖1所示，本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，包括手套1，所述的手套I上設(shè)置有控制電路板2，與控制電路板2上的控制電路進行信息傳遞并與電腦藍牙通信的藍牙模塊3，分別與所述的控制電路板2和藍牙模塊3連接的供電電源4，以及分別設(shè)置在手套I的食指端部和中指端部并通過導(dǎo)線7與控制電路板2電連接的左按鍵5和右按鍵6。如圖2所示，所述的控制電路包括有與所述的電源4相連的控制開關(guān)8，與控制開關(guān)8相連的相連的穩(wěn)壓電源9，分別與穩(wěn)壓電源9相連的加速度傳感器單元11、單片機10所述的狀態(tài)顯示指示燈12和藍牙模塊3也連接穩(wěn)壓電源9，所述的單片機10還分別連接加速度傳感器單元11、左按鍵5、右按鍵6、控制開關(guān)8、狀態(tài)顯示指示燈12和藍牙模塊3。如圖3所示，所述的單片機10采用飛思卡爾MC9S08QG8單片機，是MC9S08QG8CPU，16針雙列直插；8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM;內(nèi)部32kHz晶振，可調(diào)節(jié)到±0. 2%的精度；12通用1/0，I個只能輸入，I個只能輸出；定時器模塊；SC1、SPI, IIC接口模塊；8個KBI通道；2-Ch, 16-bit,定時器/PWM;8-Ch，10-bitA/D ;模擬比較器，帶內(nèi)部參考電壓；集成USB-BDM。所述單片機10的I腳連接復(fù)位電路，3腳連接3. 3V電源，9腳通過電阻RlO連接3. 3V電源。所述的單片機10的11腳和12腳通過藍牙接口 U3連接藍牙模塊3。所述的單片機10的13腳和14腳還連接測試端口 P5 ；7腳、8腳、9腳和10腳還連接預(yù)留接口 P4，所述的10腳還連接預(yù)留功能按鍵S2 ；2腳連接數(shù)據(jù)下載接口 P3。如圖5所示，所述的加速度傳感器單元11包括有加速度傳感器模塊U4，所述加速度傳感器模塊U4采用MXC6202xG/H/M/N芯片，其是按統(tǒng)一微納CMOS標準制作的物美價廉的雙軸加速度計。它通過混合信號處理和集成IIC總線組成一個完整的傳感系統(tǒng)，可以直接和微處理器連接而不再需要A/D轉(zhuǎn)換。MXC6202xG/H/M/N芯片測量加速范圍±2g，工作在3.0V25°C環(huán)境下精度可達到g/512 — g/128。動態(tài)靜態(tài)加速都可測量。此類芯片的設(shè)計基于空氣熱對流不需質(zhì)量塊。本發(fā)明解決了與技術(shù)相關(guān)的靜摩擦問題，提供了大于50000g的沖擊承受。美新的固體設(shè)計有效的提供了用戶產(chǎn)品的可靠度，通過處理生產(chǎn)和裝配降低損失。所述的加速度傳感器模塊U4的I腳接穩(wěn)壓電源9，3腳接3. 3V電源，3腳還通過電容C4接地，4腳和5腳分別對應(yīng)連接單片機10的13腳和14腳，該4腳和5腳還分別各通過一個電阻接3. 3V電源，6腳接地。所述的藍牙模塊3采用型號為BLK-MD-BC04-B藍牙模塊，其是深圳市博陸科技有限公司專為智能無線數(shù)據(jù)傳輸而打采用英國CSR公司BlueCorM-Ext芯片，1+EDR藍牙規(guī)范。本模塊支持UART，USB, SPI, PCM, SPDI，并支持SPP藍牙串口協(xié)議，具有成本低小、功耗低、收發(fā)靈敏性高等優(yōu)點，只需許的外圍元件就能實現(xiàn)其強大功能。如圖12所示，所述的控制開關(guān)8包括有開關(guān)健Pl，所述的開關(guān)健Pl的I腳接通過電池接口 P2連接供電電源4，2腳連接穩(wěn)壓電源9，2腳還通過電阻R2連接單片機10的15腳，該2腳還依次通過電阻R2和電阻R3接地，4腳接地。如圖8所示，所述的狀態(tài)顯示指示燈12包括有分別對應(yīng)連接單片機10的5腳和6腳的發(fā)光二極管Dl和D2，所述的發(fā)光二極管Dl和D2的另一端分別各通過一個電阻連接3. 3V電源。由上所述的本發(fā)明的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，將加速度傳感器置于手背上的集成電路板上，單片機與加速度傳感器通過有線相連與藍牙發(fā)射端、電池一并置于手套手背處，電路板上放置開關(guān)。數(shù)據(jù)發(fā)送部分采用BLKMD-BC04B藍牙模塊。將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至PC，再由PC上程序分析處理后轉(zhuǎn)化為鼠標動作。本發(fā)明的使用方法用戶將本發(fā)明佩戴在右手上，打開開關(guān)，與電腦配對成功后，運行程序后即可實現(xiàn)相應(yīng)功能，通過手的上下左右的偏向來控制鼠標方向，食指和中指分別對應(yīng)鼠標左右鍵功能，可進行單機，雙擊，拖拽能功能。當(dāng)用戶使用完畢后，關(guān)閉開關(guān)可使本發(fā)明進入關(guān)機狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，包括手套(I )，其特征在于，所述的手套(I)上設(shè)置有控制電路板(2)，與控制電路板(2)上的控制電路進行信息傳遞并與電腦藍牙通信的藍牙模塊(3)，分別與所述的控制電路板(2)和藍牙模塊(3)連接的供電電源(4)，以及分別設(shè)置在手套(I)的食指端部和中指端部并通過導(dǎo)線(7)與控制電路板(2)電連接的左按鍵(5)和右按鍵(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的控制電路包括有與所述的電源(4)相連的控制開關(guān)(8)，與控制開關(guān)(8)相連的相連的穩(wěn)壓電源(9)，分別與穩(wěn)壓電源(9)相連的加速度傳感器單元(11)、單片機(10)所述的狀態(tài)顯示指示燈(12)和藍牙模塊(3)也連接穩(wěn)壓電源(9)，所述的單片機(10)還分別連接加速度傳感器單元(11)、左按鍵(5)、右按鍵(6)、控制開關(guān)(8)、狀態(tài)顯示指示燈(12)和藍牙模塊(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的單片機(10)采用MC9S08QG8單片機，所述單片機(10)的I腳連接復(fù)位電路，3腳連接3. 3V電源，9腳通過電阻RlO連接3. 3V電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的單片機(10)的11腳和12腳通過藍牙接口 U3連接藍牙模塊(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的加速度傳感器單元(11)包括有加速度傳感器模塊U4，所述的加速度傳感器模塊U4的I腳接穩(wěn)壓電源(9)，3腳接3. 3V電源，3腳還通過電容C4接地，4腳和5腳分別對應(yīng)連接單片機(10)的13腳和14腳，該4腳和5腳還分別各通過一個電阻接3. 3V電源，6腳接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的控制開關(guān)(8)包括有開關(guān)健Pl，所述的開關(guān)健Pl的I腳接通過電池接口 P2連接供電電源(4)，2腳連接穩(wěn)壓電源(9)，2腳還通過電阻R2連接單片機(10)的15腳，該2腳還依次通過電阻R2和電阻R3接地，4腳接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的狀態(tài)顯示指示燈(12)包括有分別對應(yīng)連接單片機(10)的5腳和6腳的發(fā)光二極管Dl和D2，所述的發(fā)光二極管Dl和D2的另一端分別各通過一個電阻連接3. 3V電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，其特征在于，所述的單片機(10)的13腳和14腳還連接測試端口 P5 ;7腳、8腳、9腳和10腳還連接預(yù)留接口 P4，所述的10腳還連接預(yù)留功能按鍵S2 ；2腳連接數(shù)據(jù)下載接口 P3。
全文摘要
一種基于加速度傳感器和Labview的藍牙手套鼠標，包括手套，所述的手套上設(shè)置有控制電路板，與控制電路板上的控制電路進行信息傳遞并與電腦藍牙通信的藍牙模塊，分別與所述的控制電路板和藍牙模塊連接的供電電源，以及分別設(shè)置在手套的食指端部和中指端部并通過導(dǎo)線與控制電路板電連接的左按鍵和右按鍵。本發(fā)明通過用戶的手部動作來執(zhí)行對應(yīng)功能。用戶僅需使用輕便的產(chǎn)品來實現(xiàn)對鼠標動作的全模擬。
文檔編號G06F3/0346GK103049099SQ201210483289
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者崔鵬飛, 薛俊, 景江, 楊益康, 張宇 申請人:天津大學(xué)