基于MEMS加速度传感器的多功能穿戴式人机交互输入设备

摘要

本发明公开了一种基于MEMS加速度传感器的多功能穿戴式人机交互输入设备，该设备属于计算机人机交互输入接口领域，具有鼠标、手柄、滚轮等多种计算机外设功能。设计采用MMA7361加速度传感器感应手掌在X轴、Y轴方向上的加速度，再将加速度传感器输出的模拟信号处理转换成用户手掌的倾角姿态、转动角速度、转动加速度等运动状态参数，根据操作者选择的功能模式(鼠标、手柄、四向滚轮以及自定义键盘)动态调用相应的控制算法对手势运动进行分析处理，实现不同的输入设备功能。本发明可设计成便于穿戴的各种外形尺寸，程序内部设计了睡眠唤醒功能，特别适合会议、教室、展厅等场合，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

主权项

一种多功能穿戴式人机交互输入设备，由基于MEMS加速度传感器的手环和基于LabVIEW的上位机应用程序构成，其特征是：手环包括：设置在手环上的3个功能模式按键和2个辅助按键，分别用于手环的功能切换和特定辅助功能，按键与主控电路连接；设置在手环内部的主控电路模块，该模块主要由1个CC2540低功耗蓝牙系统单晶片、1个MMA7361三轴加速度传感器芯片、1枚锂电池、2个LED指示灯构成，MMA7361、LED与CC2540连接，锂电池作为整个系统的供电单元，MMA7361采集手掌在X、Y方向上的加速度信息，CC2540采集并发送MMA7361输出的模拟电压信号和按键组输出的数字信号；手环采用医用硅橡胶加工而成，呈扁平圆环状。应用程序包括：应用程序界面由三部分组成，分别是状态栏、设置栏、校准栏；状态栏包括状态显示和模式显示两部分，状态显示分别有当前传感器电压显示、角度显示、角速度显示，模式显示分别是鼠标模式显示、手柄模式显示、滚轮模式显示、自定义模式显示；设置栏分别是通道参数的设置、采样参数的设置、传感器参数的设置、鼠标参数的设置、手柄参数的设置、滚轮参数的设置、自定义键盘参数的设置；校准栏设置有开始、保存、取消三个按钮，点击开始则进入校准程序，点击保存则保存校准参数，点击取消则取消校准参数。