一种基于TOF的手势数据传输识别控制电路制造技术

本实用新型专利技术，针对现有手势数据传输识别技术中的缺陷和不足，提出了一种基于激光飞秒测距TOF的手势数据传输识别控制电路，可有效实现低功耗、抗干扰、实时性高、可穿戴的特点。其主要由主板和底板构成，主板与地板之间通过排插(带有电源信号)进行连接，设计小巧，形成一种微型可穿戴装置。主板正面中间摆放按钮和光敏传感器，周边平放三个TOF传感器呈三角形状，底板背面携带可充电池，底板正面的LoRa无线通信微模块和电源供应电路，主板反面是以微控器为核心的检测运算控制电路；通过按钮和控制信号，控制开关电路通断，达到手势识别可穿戴装置的低功耗目标；通过光敏传感器实现对环境光的自适应；应用LoRa微模块进行手势数据无线传输，加强了无线传输距离和抗干扰的能力。加强了无线传输距离和抗干扰的能力。加强了无线传输距离和抗干扰的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TOF的手势数据传输识别控制电路


[0001]本技术涉及无线数据通信
，是一种基于激光飞秒测距 TOF(Time of Flight)的手势数据传输识别控制电路。

技术介绍

[0002]随着移动设备在生活中被广泛的应用，手势数据是继传统输入设备之后的一种新型的人机交互通信方式。一种高效的手势数据识别与传输方式具有重要的研究意义。
[0003]目前，手势数据传输识别方法主要有基于红外热电传感器、磁力传感器及摄像头来获取手势收据。红外热电传感器是通过感知空间温度变化从而进行手势数据识别，但环境温度对其影响较大，当温度变化小时准确率较低；磁力传感器是通过感知手指运动从而使磁场发生变化，进而进行手势数据识别，但在手上佩戴磁力传感器使用时有诸多不便，不利于推广；直接使用摄像头进行手势识别，该方法硬软件体系构造庞大，价格不匪，难以拓展应用到广泛的课堂教学等寻常场景。
[0004]因此，如何提供一种方便穿戴、功耗低、受环境影响小、集成度高的手势数据传输识别控制电路是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有手势数据传输识别技术中的缺陷和不足，本技术提供了一种基于TOF的手势数据传输识别控制电路，可有效实现低功耗、抗干扰、实时性高、可穿戴的特点。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案:
[0007]1.本技术主要由主板和底板构成，主板与地板之间通过排插(带有电源信号)进行连接，设计小巧，形成一种微型可穿戴装置。主板正面中间摆放按钮和光敏传感器，其周边平放三个TOF传感器呈三角形状，底板背面携带可充电池，底板的正面是LoRa无线通信微模块和电源供应电路，主板反面以微控制器为核心的检测运算控制电路。
[0008]2.本技术可以通过主板上设计的按钮操控底板开关电路，实现系统持续供电与切断系统供电；以微控制器为核心的检测运算控制电路可以持续检测系统工作状态，当系统在10分钟内不工作时，微控制器发出控制信号实现切断系统供电，从而达到整个手势识别可穿戴装置的低功耗目标。
[0009]3.本技术的主板正面设有的光敏传感器，可以感知环境光变化，检测到的环境光信号作为输入信号，用于实现环境光自适应，提高其抗干扰能力。
[0010]4.本技术采用LoRa微模块进行手势数据无线传输，提高数据传输的距离和传输信号的抗干扰能力。
[0011]本技术，与现有技术相比，有益的技术效果是:
[0012]1.本技术电路集成度高、设计小巧，充分运用了微控制器内部集成的外设和接口，把外围元器件做到最少，整个系统主要由主板和底板构成，达到了完全便携穿戴；
[0013]2.本技术采用三个TOF传感器片进行协同测距，从而实现简单的上、下、左、
右、点击等手势动作识别，测距时间短，识别精度高；
[0014]3.本技术采用低功耗设计，在设计供电电路时，加入了检测电路，当电路在10分钟之内不工作的时候，将会自动停止供电，起到节约用电的作用。
[0015]4.本技术采用了LoRa(Long Range Radio)微模块进行手势数据无线传输，在同样的功耗条件下比其它无线方式传播的距离更远，抗干扰也更强，实现了手势数据传输低功耗、远距离、高可靠的统一。
[0016]5.采用光敏传感器，对阳光、白炽灯、日光灯、黑夜等典型环境变化进行检测，通过模数转换ADC(Analog Digital Converter)转换为电信号进行传输，实现环境光自适应。
附图说明
[0017]图1是本技术的总体结构原理图；
[0018]图2是本技术的主板电路图；
[0019]图3是本技术的底板电路图。
具体实施方式
[0020]下面结合本技术说明书附图对本技术的具体实施方法进行详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
[0021]整体描述
[0022]如图1所示，本技术提供了一种基于TOF的手势数据传输识别控制电路，包括主板和底板，底板用于为主板提供电源以及无线通信。其中主板包括微控制器MCU(Microcontroller Unit)、TOF传感器(M1an、M1bn、M1)、环境光敏传感器、按钮K1A；底板包括USB接口P3、充供电芯片、可充电电池接入P4、开关电路、电源转换PD和Lora模块M2。主板中的TOF传感器(M1an、M1bn、M1)连接MCU的片内接口IIC(内部集成电路Inter
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Integrated Circuit)；底板中的USB接口P3、可充电电池接入P4分别与充供电芯片相连，且充供电芯片、开关电路、电源转换PD和Lora模块依次相连接； P3和P4分别用于提供电源；充供电芯片用于通过P4给可充电电池充电及控制电路供电；电源转换PD与主板相连，用于给主板供电；Lora模块与主板的MCU相连接，用于本技术的无线收发通信。主板和底板通过两侧设置的排插连成一体，排插同时传递电源与信号。
[0023]通过上述设计，本技术提供的手势数据传输识别控制，达到了电路简单，内部器件少，电路焊接简单，其中TOF传感器M1an、M1bn和M1呈三角形平放布置，进行协同测距和运算分析，实现了上、下、左、右、点击等手势动作识别，不受外界环境及人为因素的干扰，便于快速获取准确数据。本技术采用了LoRa微模块进行手势数据传输，在同样的功耗条件下比其它无线方式传播的距离更远，实现了手势数据传输低功耗、远距离和高可靠的统一。本技术还设计了微型按钮电路，当电路在规定的时间内不工作的时，软件设计将会自动停止供电，起到节约用电的作用。
[0024]主板描述
[0025]参见附图2，主板电路包括微控制器MCU(为了电路展示方便、清晰，拆分为U1A、U1B、U1C和U1D四部分)、TOF传感器(M1an、M1bn、M1)、场效应管(Mn1、Mn2)、电源转换PDn1、微型按钮K1A、电阻(R1、R2、R3、 R4、R5、R6、R7、Rn1、Rn2、Rn3、Rn4、Rn5、Rn6、Rn7、Rn8、Rn9)、电
容(C1、C2、C4、C5、C6、C9、C16、C17、Cn1、Cn2、Cn3、Cn4、C9n、 C16n、C17n)、接口(P1、P2、Pn1、Pn2)、光敏传感器和晶体振荡器T1。
[0026]主板正面，中间放置按钮K1A，四周放置三个平放的TOF传感器；主板反面放置MCU等所有电子元器件。
[0027]微控制器MCU(U1C)与三个TOF传感器(M1、M1a、M1b)之间的IIC连接(SCK与SDA)，分别采用了一个场效应管Mn1和Mn2，可以避免阻塞与信号干扰，达到2.8V信号与3.3V信号的平滑过渡。微控制器通过IIC通信配合三个TOF测距传感器获得原始数据。上拉3.3V电源的“驱动增强”电阻，M1C侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TOF的手势数据传输识别控制电路，其特征在于，基于紧凑微小原则选择元器件，用带有电源信号的排插，连接主板和底板，构成了一种微型可穿戴装置；其中，主板包括了微控制器MCU、TOF传感器(M1an、M1bn、M1)、环境光敏传感器、按钮K1A，主板正面中间摆放按钮和光敏传感器，其周边...

【专利技术属性】
技术研发人员：怯肇乾，官莉萍，史继峰，
申请(专利权)人：怯肇乾，
类型：新型
国别省市：