本发明专利技术涉及手势识别技术领域，公开了一种基于FDC2214的手势识别装置，以C8051F020主控单元为控制核心，两块FDC2214电容式传感芯片作为数据采集单元，TFT液晶显示屏为显示模块，以六块电容传感平面作为感应面板组成的电容式手势识别系统。系统通过电容传感平面，经FDC2214进行检测输出给单片机，并通过特定的公式转换成频率，最后与最初始的频率的差值分析判断出所做动作。整个系统具有学习并手动校准的功能，可在一定的范围内准确并快速的判断所做动作，并通过单片机控制可实现手势操控LED小灯、LCD屏的功能。LCD屏的功能。LCD屏的功能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于FDC2214的手势识别装置
[0001]本专利技术涉及手势识别
，尤其涉及一种基于FDC2214的手势识别装置。
技术介绍
[0002]人机交互(Human Computer Interaction，HCI)在人们的工作生活中的重要性不言而喻。实现人与工作系统自然地交流是人机交互的基本目标，其中手势又是人类的最基本的特征之一，是人类最容易、最便捷的控制方式之一，一直被认为是一种与我们的计算机进行通信的更自然、有创意和更直观的交互手段。手势识别系统在日常生活中的应用将越来越广泛，尤其是物联网时代的不断发展，手势识别系统的市场应用前景必将越来越广阔。
[0003]由于手势的复杂多变且意义繁多，不仅涉及不同地域的文化传统还设计个人习惯的差异性，加上人类的手本身所具有的复杂的人骨结构和手势识别系统本身存在的识别率低的特点，使其成为多学科互相交融的研究课题。在现代社会中，人们越来越注重人机交互的便捷性、人机交互设备的美观便携程度，手势识别系统的研究紧跟了发展潮流，并在许多领域已经取得了一定的成就，但依然存在不少无法解决的问题，如：小型化不便、成本过高、编程复杂等，为此手势识别系统的研发对于解决现有问题，具有极其重要的意义。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种基于FDC2214的手势识别装置。其具体技术方案如下：
[0005]一种基于FDC2214的手势识别装置，包括C8051F020主控单元、FDC2214电容式传感芯片、TFT液晶显示屏和电容传感平面，以C8051F020主控单元为控制核心，以FDC2214电容式传感芯片作为数据采集单元，TFT液晶显示屏为显示模块，以六块电容传感平面作为感应面板，所述C8051F020主控单元作为MCU控制核心，其配备有LED数码管用于显示感应数值，同时配有LED状态指示灯用于状态指示，配有按键矩阵用于设置不同检测模式，所述TFT液晶显示屏用于显示状态信息并针对不同的手势做出不同的响应。
[0006]进一步的，所述C8051F020主控单元与LED数码管、LED状态显示灯、按键矩阵利用印刷电路板制作工艺进行连接，所述C8051F020主控单元与TFT液晶显示屏、FDC2214电容式传感芯片采用ADC检测单元引出的IO引脚利用杜邦线进行连接。
[0007]进一步的，将引出的IO引脚配置为ADC检测模式后，所述的FDC2214电容式传感芯片与六块电容传感平面使用六根电压信号传输线进行均匀焊接连接，将电压信号进行采集后利用数字滤波算法进行滤波后输出对应的判定结果。
[0008]进一步的，所述的C8051F020主控单元作为MCU控制核心，将外设IO口设置为ADC检测模式，为驱动LED数码管配备有驱动芯片，对于LED状态指示灯则将IO口配置为推挽输出模式，对于按键矩阵则将IO口配置为输入模式，配有基于ILI9341驱动器驱动的TFT液晶显示屏用于显示状态信息并针对不同的手势做出不同的响应。
[0009]进一步的，所述按键矩阵可用于不同模式的配置，这包括：具备自适应记忆功能的
训练模式、手势判定模式、手势控制模式、猜拳比赛模式、划拳比赛模式。
[0010]进一步的，所述电容传感平面由六块覆铜导电层及两块透明绝缘盖板通过固定轴进行连接，各覆铜导电层之间采用绝缘分割层进行分割。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0012]通过将六块电容传感平面作为感应面板替代市面上1块电容传感平面，在进行数据采集及后续数据处理上，为消除偶然误差中的脉冲干扰，选择使用中位值滤波法与限幅滤波法相结合的方式，为消除环境固定误差方面，所述的基于FDC2214的手势识别系统在“训练模式”下，选择采样100个点，并去掉其中的最大值和最小值后取平均的方式，来得到相对稳定的值，将两数求差的值作为矫正因子，可有效去除因环境因素带来的误差。控制器选择上采用低成本且性能较高的C8051F020主控单元，电容检测芯片选用一款耗电低且识别率较高的新型电容检测芯片FDC2214。该方式相对现有技术中基于STM32、DSP等控制器、利用MS3110电容检测芯片进行单通道检测的方法，减少了成本的同时，提高了识别精度与实时性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别装置的系统结构图；
[0014]图2为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别装置的功能结构框图；
[0015]图3为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别装置的FDC2214非接触电容传感器原理图；
[0016]图4为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别方法流程图；
[0017]图5为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别装置的手势控制模式子程序流程图；
[0018]图6为本专利技术的一种基于FDC2214的手势识别装置的C8051F020主控单元ADC0功能电路框图；
[0019]图中：1
‑
TFT液晶显示屏、2
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LED数码管、3
‑
FDC2214电容式传感芯片、4
‑
电容传感平面、5
‑
LED状态指示灯、6
‑
按键矩阵、7
‑
C8051F020主控单元、8
‑
ADC检测单元、9
‑
杜邦线、10
‑
电压信号传输线、11
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透明绝缘盖板、12
‑
固定轴、13
‑
覆铜导电层、14
‑
绝缘分割层。
具体实施方式
[0020]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0021]如图1
‑
6所示，本专利技术的基于FDC2214的手势识别装置，以C8051F020主控单元7为控制核心，以FDC2214电容式传感芯片3作为数据采集单元，TFT液晶显示屏1为显示模块，以六块电容传感平面4作为感应面板。所述C8051F020主控单元7作为MCU控制核心，其配备有LED数码管2用于显示感应数值，同时配有LED状态指示灯5用于状态指示，配有按键矩阵6用于设置不同检测模式，配有基于ILI9341驱动器驱动的TFT液晶显示屏1用于显示状态信息并针对不同的手势做出不同的响应。所述C8051F020主控单元7与LED数码管2、LED状态显示灯5、按键矩阵6利用印刷电路板制作工艺进行连接，所述C8051F020主控单元7与TFT液晶显示屏1、FDC2214电容式传感芯片3采用ADC检测单元8引出的IO引脚利用杜邦线9进行连接。将引出的IO引脚配置为ADC检测模式后，所述的FDC2214电容式传感芯片3与六块电容传感
平面4使用六根电压信号传输线10进行均匀焊接连接，将电压信号进行采集后利用数字滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于FDC2214的手势识别装置，包括C8051F020主控单元（7）、FDC2214电容式传感芯片（3）、TFT液晶显示屏（1）和电容传感平面（4），其特征在于：以C8051F020主控单元（7）为控制核心，以FDC2214电容式传感芯片（3）作为数据采集单元，TFT液晶显示屏（1）为显示模块，以六块电容传感平面（4）作为感应面板，所述C8051F020主控单元（7）作为MCU控制核心，其配备有LED数码管（2）用于显示感应数值，同时配有LED状态指示灯（5）用于状态指示，配有按键矩阵（6）用于设置不同检测模式，所述TFT液晶显示屏（1）用于显示状态信息并针对不同的手势做出不同的响应。2.如权利要求1所述的基于FDC2214的手势识别装置，其特征在于：所述C8051F020主控单元（7）与LED数码管（2）、LED状态显示灯（5）、按键矩阵（6）利用印刷电路板制作工艺进行连接，所述C8051F020主控单元（7）与TFT液晶显示屏（1）、FDC2214电容式传感芯片（3）采用ADC检测单元（8）引出的IO引脚利用杜邦线（9）进行连接。3.如权利要求2所述的基于FDC2214的手势识别装置，其特征在于：将引出的IO引...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建科，余善恩，童啸龙，孙莹伊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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