一种手势开关的制作方法

本实用新型涉及开关技术，具体涉及一种手势开关。

背景技术：

开关是用来控制电路通断的装置。开关按照执行方式来划分，可以分为接触式开关和非接触式开关，接触式开关主要有按键开关、机械开关等；由于接触式开关需要与开关直接接触，产生的一个问题就是卫生问题，特别是在公共场合的应用场景下，该问题更为突出；非接触式开关主要有声控开关、无线遥控开关等；声控开关存在易受环境干扰产生误动作的缺陷，而无线遥控开关需要用户手持遥控器才能对开关进行控制，使用不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种手势开关，通过手势触发开关动作，无需接触开关，并解决声控开关存在的易受环境干扰产生误动作和无线遥控开关需要手持遥控器，使用不便的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种手势开关，包括主控模块以及与其对应io口相连的手势传感器模块、被动红外探测模块、提示模块和继电器模块；所述被动红外探测模块检测到人员的手势时唤醒主控模块，所述主控模块在被唤醒后调用手势传感器模块进行手势动作识别，当识别出手势动作后控制继电器模块进行相应动作，对继电器模块的输出级电路进行开关控制，并控制提示模块进行开关动作提示。

作为进一步优化，所述主控模块包括stm32单片机的最小系统。

作为进一步优化，所述手势传感器模块包括apds-9960模块、第一电阻r1和第二电阻r2；所述apds-9960模块的int脚连接stm32单片机的pb8脚；所述apds-9960模块的scl脚、sda脚对应连接stm32单片机的pc12和pc11脚，并分别通过第一电阻r1和第二电阻r2连接3.3v电压。

作为进一步优化，所述被动红外探测模块包括pir热释电红外传感器，所述pir热释电红外传感器的输出脚连接stm32单片机的pa1脚，vcc脚接3.3v电压。

作为进一步优化，所述继电器模块包括第三电阻r3、第四电阻r4、第一二极管d1、第二三极管q2和继电器j1；所述第二三极管q2的基极通过第四电阻r4接stm32单片机的pa3脚，集电极分别通过第一二极管d1和继电器j1的线圈接5v电压，发射极接地；第三电阻r3一端接3.3v电压，另一端连接stm32单片机的pa3脚。

作为进一步优化，所述提示模块包括led提示电路和声音提示电路；

所述led提示电路包括第五电阻r5和发光二极管led1；所述第五电阻r5一端接3.3v电压，另一端通过发光二极管led1接stm32单片机的pa4脚；

所述声音提示电路包括第六电阻r6、第七电阻r7、第一三极管q1、第一二极管d1和蜂鸣器b1；所述第一三极管q1的基极通过第六电阻r6接stm32单片机的pa2脚，并通过第七电阻r7接地，集电极通过第一二极管d1接3.3v电压，发射极接地；所述蜂鸣器b1的正极接3.3v电压，负极接第一三极管q1的集电极。

本实用新型的有益效果是：

基于光电检测原理，结合手势模式识别，设计一种结构简单、体积小巧的非接触式控制开关，进行只需对着传感器做出相应的手势就能产生对应的控制信号。该手势开关不需要手持设备，仅用手势就可以完成，为在特殊场合控制提供了极大便利。此外，通过被动式红外探测的设计，在人员靠近时才能检测到手势，从而唤醒系统进行手势识别，降低了误触发的几率，同时也节约了系统功耗。

附图说明

图1为实施例中的手势开关结构框图；

图2为手势传感器模块与主控模块的连接电路图；

图3为被动红外探测模块与主控模块的连接电路图；

图4为继电器模块的电路图；

图5为led提示电路的电路图；

图6为声音提示电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种手势开关，通过手势触发开关动作，无需接触开关，并解决声控开关存在的易受环境干扰产生误动作和无线遥控开关需要手持遥控器，使用不便的缺陷。其核心思想是：基于光电检测原理和手势模式识别的思想设计一种由主控模块、手势传感器模块、被动红外探测模块、提示模块和继电器模块构成的手势开关，在使用时，不需要触碰到开关，不需要手持设备，仅通过挥手方式，就可以打开或关闭照明设施或电器，操作简单，没有触电的风险，同时切断了病菌传播的途径；内部采用弱电系统控制，开关闭合时不会产生火花，防止了爆燃的风险，也特别适用于一些安全性要求较高的特殊场合。

实施例：

本实施例中的手势开关由主控模块、手势传感器模块、被动红外探测模块、提示模块和继电器模块几部分构成；其中，主控模块采用基于cortex-m3内核的高性能、低成本、低功耗的32位处理芯片stm32f103rct6做为主控制器；被动红外探测模块采用pir热释电红外传感器，手势传感器模块采用apds-9960环境亮度光学传感器；提示模块由led提示电路和声音提示电路两部分构成。基于此设计的手势开关的结构框图如图1所示。

apds-9960传感器能提供近程和手势感测，集成uv-ir遮光滤光片可实现精准的环境光和相关色温感测，近程和手势功能可调整和校准至100mm的近程检测距离，利用4个定向二极管，与可见光的遮光、滤光片集成，能准确地感应“上、下、左、右”以及更复杂的动作。因此，可以将四个发光二极管分别代表一个对应的手势，即表示可以用一个手势控制一个状态，实现临近无接触手势语言对开关的控制效果。apds-9960传感器与stm32单片机的连接如图2所示。

系统采用超低功耗pir热释电红外传感器检测操作人员的靠近，唤醒设备进行手势识别，使系统只对操作人员做出的动作完成响应，避免误触的发生。pir热释电红外传感器与stm32单片机的连接如图3所示。

继电器模块用于接收单片机控制信号，完成对继电器输出端所接的照明设施或电器的电力电源的通断控制，如图4所示，其包括第三电阻r3、第四电阻r4、第一二极管d1、第二三极管q2和继电器j1；所述第二三极管q2的基极通过第四电阻r4接stm32单片机的pa3脚，集电极分别通过第一二极管d1和继电器j1的线圈接5v电压，发射极接地；第三电阻r3一端接3.3v电压，另一端连接stm32单片机的pa3脚。

提示模块用于进行开关动作提示，其包括进行光提示的led提示电路和进行声音提示的声音提示电路；所述led提示电路如图5所示，其包括第五电阻r5和发光二极管led1；所述第五电阻r5一端接3.3v电压，另一端通过发光二极管led1接stm32单片机的pa4脚。

所述声音提示电路如图6所示，其包括第六电阻r6、第七电阻r7、第一三极管q1、第一二极管d1和蜂鸣器b1；所述第一三极管q1的基极通过第六电阻r6接stm32单片机的pa2脚，并通过第七电阻r7接地，集电极通过第一二极管d1接3.3v电压，发射极接地；所述蜂鸣器b1的正极接3.3v电压，负极接第一三极管q1的集电极。

上述手势开关的工作原理是：pir热释电红外传感器若检测到人体靠近，则通过输出端输出高电平触发主控制器的唤醒事件，使系统进入唤醒中断，中断函数调用手势识别传感器，对人体手势指令进行识别，根据识别结果控制继电器执行相应的响应动作，led灯点亮并发出声音提示。