一种手持智能设备及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手持智能设备及其控制系统，该控制系统包括三轴加速度传感器以及单片机，所述单片机周期采样所述三轴加速度传感器各轴的加速度值；根据采样得到的所述三轴加速度传感器各轴的加速度值确定所述手持智能设备的当前状态，并发出相应的控制信号到所述手持智能设备,所述手持智能设备根据接收到的控制信号进入相应的工作模式。本发明专利技术的检测灵敏度较高，硬件成本以及功耗均较低。

Hand held intelligent equipment and control system thereof

The invention discloses a smart handheld device and its control system, the control system includes three axis acceleration sensor and MCU, the MCU acceleration of the axis of the periodic sampling of the three axis acceleration sensor according to the acceleration value; sampled the three axis acceleration sensor axis value to determine the current state of the handheld intelligent the equipment, and give out the corresponding control signals to the smart handheld devices, the smart handheld devices according to the control signal received into the corresponding working mode. The detection sensitivity of the invention is high, and the hardware cost and the power consumption are low.

【技术实现步骤摘要】
一种手持智能设备及其控制系统
本专利技术涉及智能控制领域，具体涉及一种手持智能设备及其控制系统。
技术介绍
智能手持麦克风一般有自动静音控制、模式切换以及功耗控制等智能控制功能，目前市面上实现这些智能控制功能主要采用以下三种技术方案：一、增加控制按键。其原理是利用按键进行模式的切换，需要在软件上增加切换控制的接口函数及其实现方法，此方式仅仅是增加了切换功能，还需要人工进行操作才能实现真正的控制，因此该技术方案属于半自动化控制。二、利用姿态变化进行自动控制。其原理是利用数字陀螺仪或地磁感应等姿态传感器识别手持麦克风的姿态变化，根据不同的姿态进行相应的处理，此方案的优点是实现了真正的智能自动控制，但仍然存在以下缺点：1、由于数字陀螺仪等芯片的自身功耗大，对于采用电池供电的手持麦克风等便携产品来说无疑是增加了较大的功耗负担，不够节能，从而造成电池电量的过快耗光；2、由于姿态检测的灵敏度与算法的复杂度成正比，软件算法过于简单则会造成姿态检测的灵敏度及准确度均较差，从而引起误控制。目前市面上大部分智能手持麦克风的软件算法过于简单，姿态检测灵敏度及准确度均较差。三、利用数字陀螺仪检测角速度变化量。该方案中智能手持麦克风的硬件基于数字陀螺仪芯片，其原理是手持麦克风在姿态变化时会产生角速度变化，利用这种角速度的变化量来进行姿态判断从而进行相应的控制处理，此方案的优点是利用角速度变化的高灵敏度，在一定程度上保证了姿态检测的灵敏度及准确度，但是仍然同第二种技术方案一样存在功耗过大的缺陷。同时，由于目前市面上的各种陀螺仪芯片价格昂贵，应用在手持麦克风这种消费类产品上无疑会大大增加产品的成本，从而降低产品的竞争优势。综上所述，现有的实现智能手持麦克风智能控制功能的方法存在以下缺点：(1)硬件功耗较大；(2)硬件成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是智能手持麦克风智能控制功能的实现方法存在硬件功耗较大和成本较高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种手持智能设备的控制系统，包括三轴加速度传感器以及单片机，所述单片机周期采样所述三轴加速度传感器各轴的加速度值；根据采样得到的所述三轴加速度传感器各轴的加速度值确定所述手持智能设备的当前状态，并发出相应的控制信号到所述手持智能设备,所述手持智能设备根据接收到的控制信号进入相应的工作模式。在上述技术方案中，所述单片机根据采样得到的所述三轴加速度传感器任一轴的加速度值的交流量超过预设阈值，确定所述手持智能设备为手持状态；否则，确定所述手持智能设备为静止搁置状态。在上述技术方案中，所述三轴加速度传感器每一个轴的加速度值的交流量为直流量与平均值的差值，该轴加速度值的直流量为该轴实际产生的加速度值，该轴加速度值的平均值为连续采集到的多个加速度值的平均值。在上述技术方案中，所述单片机根据采样得到的所述三轴加速度传感器每一轴的加速度值的直流量，得到所述三轴加速度传感器整体受到的重力加速度值；当所述重力加速度值小于预设阈值时，确定所述手持智能设备为跌落状态。在上述技术方案中，所述单片机根据采样值的连续次数达到预设次数，对所述手持智能设备的跌落状态进行判定。在上述技术方案中，所述单片机根据所述手持智能设备的手持状态，打开无线信号输出、音频输出以及无线导频信号，切换至与接收机相同的ID码，并启动正常的输出功率，控制所述手持智能终端进入正常工作模式。在上述技术方案中，所述单片机根据所述手持智能设备的静止搁置状态发出待机信号，所述手持智能设备进入待机处理状态，所述单片机根据监测到的所述手持智能设备的静止搁置状态达到待机第一阶段时长，向所述手持智能设备发送待机第一阶段处理信号，所述手持智能设备根据接收到的待机第一阶段处理信号关闭导频信号和音频以及偏移控制系统中发射芯片的ID码；所述单片机根据监测到的所述手持智能设备的静止搁置状态达到待机第二阶段时长，向所述手持智能设备发送关机信号，所述手持智能设备进入关机模式。在上述技术方案中，所述单片机根据所述手持智能设备的跌落状态，迅速关闭导频信号和音频以及偏移控制系统中发射芯片的ID码。本专利技术还提供了一种手持智能终端，包括上述的控制系统。在上述技术方案中，所述手持智能设备为智能手持麦克风。本专利技术采用低成本、低功耗的三轴加速度传感器和单片机，三轴加速度传感器实时将各轴的加速度值发送至单片机，单片机根据接收到的各轴的加速度值确定手持智能设备的当前状态，并发出相应的控制信号到手持智能设备,手持智能设备根据接收到的控制信号进入相应的工作模式，不仅检测灵敏度较高，而且硬件成本以及功耗均大大降低。附图说明图1为本专利技术中手持智能设备的控制系统硬件部分的电路图；图2为本专利技术中振动速度/时间波形图；图3为本专利技术中手持智能设备的手持状态和静止搁置状态的检测方法的流程图；图4为本专利技术中单片机的智能控制处理流程图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做出详细的说明。本专利技术实施例提供了一种手持智能设备及其控制系统，其中，手持智能设备的控制系统硬件部分的电路图如图1所示，包括三轴加速度传感器1以及单片机2，单片机2周期采样三轴加速度传感器1各轴的加速度值；根据采样得到的三轴加速度传感器1各轴的加速度值确定手持智能设备的当前状态，并控制手持智能设备进入相应的工作模式。通用的三轴加速度传感器1一般具备SPI接口(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)以及I2C接口(Inter-IntegratedCircuit，I2C总线接口),应用时择一即可，本专利技术实施例优选地采用I2C接口实现三轴加速度传感器1与单片机2数据的数据通信。由于三轴加速度传感器1的SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)均为双向I/O线和开漏输出，必需通过上拉电阻接电源VCC，因此，图1中采用两个阻值为10K欧姆的第一上拉电阻R1和第二上拉电阻R2。本专利技术实施例提供的手持智能设备的控制系统软件部分设计如下：本专利技术实施例的控制系统的实质为利用低成本、低功耗的三轴加速度传感器1和单片机2设计出一个超高灵敏度振动传感器，该超高灵敏度振动传感器用于检测和识别手持智能设备的当前状态，如手持状态、静止搁置状态或跌落状态，并控制手持智能设备进入相应的工作模式。振动的实质为物体发生动荡，表现为物体在一定空间范围内产生位移的来回变化，这个过程同时也会产生物体的速度变化，因此可以将振动过程分解成一个个很小的时间段，当时间段足够小时，每个小时间段里物体可以近似为匀加速或者匀减速运动，如图2所示，设物体在某一小时间段的开始时刻t0速度值为v0，小时间段结束时刻t1速度值为v1，则这个t1—t0这个小时间段内的加速度a表示为：a＝(v1-v0)/(t1-t0)。由上述加速度a的公式可知，物体在某一个小时间段内的速度变化率越大，则加速度值越大，物体振动越强烈，在各小时间段，表现为速度变化率越大，采样到的加速度值也越大。将本专利技术实施例中的超高灵敏度振动传感器的加速度值的采样周期设为T，此周期T可认为是上述的每一小时间段，通过I2C接口周期性读取到的三轴加速度传感器1的X/Y/Z三轴的加速度值分别设为gxdc、gydc、gzdc。由于gxdc、gydc、gzdc为加速度的绝对值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持智能设备的控制系统，其特征在于，包括三轴加速度传感器以及单片机，所述单片机周期采样所述三轴加速度传感器各轴的加速度值；根据采样得到的所述三轴加速度传感器各轴的加速度值确定所述手持智能设备的当前状态，并发出相应的控制信号到所述手持智能设备,所述手持智能设备根据接收到的控制信号进入相应的工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种手持智能设备的控制系统，其特征在于，包括三轴加速度传感器以及单片机，所述单片机周期采样所述三轴加速度传感器各轴的加速度值；根据采样得到的所述三轴加速度传感器各轴的加速度值确定所述手持智能设备的当前状态，并发出相应的控制信号到所述手持智能设备,所述手持智能设备根据接收到的控制信号进入相应的工作模式。2.如权利要求1所述的手持智能设备的控制系统，其特征在于，所述单片机根据采样得到的所述三轴加速度传感器任一轴的加速度值的交流量超过预设阈值，确定所述手持智能设备为手持状态；否则，确定所述手持智能设备为静止搁置状态。3.如权利要求2所述的手持智能设备的控制系统，其特征在于，所述三轴加速度传感器每一个轴的加速度值的交流量为直流量与平均值的差值，该轴加速度值的直流量为该轴实际产生的加速度值，该轴加速度值的平均值为连续采集到的多个加速度值的平均值。4.如权利要求3所述的手持智能设备的控制系统，其特征在于，所述单片机根据采样得到的所述三轴加速度传感器每一轴的加速度值的直流量，得到所述三轴加速度传感器整体受到的重力加速度值；当所述重力加速度值小于预设阈值时，确定所述手持智能设备为跌落状态。5.如权利要求4所述的手持智能设备的控制系统，其特征在于，所述单片机根据采样值的连续次数达到预设次数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑思华，
申请(专利权)人：岑思华，
类型：发明
国别省市：广东,44