一种红外线虚拟触控设备的制作方法

本实用属于IT技术制造技术领域，尤其涉及一种红外线虚拟触控设备。

背景技术：

现有人机交互的电脑外设主要包括鼠标、键盘、触控面板等。键盘和鼠标等外设对电脑进行控制的局限在于不能实现用户对电脑的直接控制。即使是无线键盘、无线鼠标等设备摆脱了连接线的束缚，也无法直接进行人机交互，仅仅是改变了数字信号在设备与电脑间的传递方式，用户仍然只能通过敲击特定按键的抽象形式对电脑进行操作。

触控面板（TouchPanel）技术起源于上世纪70年代，利用这项技术，用户可以通过用手指触碰触控面板的方式取代传统的鼠标实现对主机的操作，从而使人机交互更为直接了当。但是触控面板也存在着局限：

第一、触控面板主要分为电阻式、电容式等，它们均存在一定缺点，例如电阻式触摸屏的灵敏度不容易调整，容易出现不同点灵敏度的不均衡；电容式触摸屏耦合电容的方式直接受温度、湿度等影响，受外界大面积物体的干扰也非常大，稳定性差，寿命较短。且还存在不便安装和移动、实体设备复杂等问题。

第二、触控面板的可感应范围都局限于有传感器分布的特定硬件平面上，无法对感应范围进行拓展，同时特定硬件平面不易折叠、移动，有安装复杂，携带不便的局限性。

第三、日常生活中使用的多数台式电脑本身的硬件仍然不支持以触控的方式对操作系统进行控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够准确实现人体交互功能，且能根据实际需要拓展操作范围，安装便捷，易于携带，与现有电脑外设接口广泛兼容的虚拟触控设备，真正做到实现全新的人机交互体验。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种红外线虚拟触控设备，包括电源系统、红外线距离探测系统、数据传输系统和控制单元；电源系统分别连接红外线距离探测系统、数据传输系统和控制单元；红外线距离探测系统依次连接数据传输系统和控制单元。

在上述的红外线虚拟触控设备中，电源系统采用多个3V纽扣电池并联的电池组。

在上述的红外线虚拟触控设备中，红外线距离探测系统包括两个对称布置的红外线距离探测模块。

在上述的红外线虚拟触控设备中，红外线距离探测模块包括红外线人体感应模块和单片机模块；红外线人体感应模块及单片机模块与电源系统串联。

在上述的红外线虚拟触控设备中，红外线人体感应模块选用Risym的HC-SR505迷你小型人体感应模块。

在上述的红外线虚拟触控设备中，单片机模块选用Arduino nano单片机模块，用于将HC-SR505模块产生的模拟电平信号转化为数字信号。

在上述的红外线虚拟触控设备中，数据传输系统包括蓝牙发射模块和蓝牙接收模块；数据传输系统分别与红外线距离探测系统、控制单元和电源模块串联。

在上述的红外线虚拟触控设备中，蓝牙发射模块和蓝牙接收模块均选用HC-05蓝牙模块。

在上述的红外线虚拟触控设备中，控制单元选用Arduino mega单片机模块，用于处理所接收的距离数据，转变成为电脑能够识别的控制信号，输出控制信号完成对电脑光标的控制；控制单元与数据传输系统及电源系统串联。

本实用新型的有益效果是：简化了触控板传感器的复杂结构，摆脱了鼠标键盘只能敲击特定按键进行控制的局限性，能够根据实际需要拓展有效操作面积，整体系统体积小且易于安装和分解，便于携带与实用。同时还较好的控制了总体成本，使其在保证人机交互功能正常完成的基础上具有较好的兼容性。

附图说明

图1：为本实用新型一个实施例的系统模块示意图；

图2：为本实用新型一个实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例采用以下技术方案来实现的，一种红外线虚拟触控设备，包括电源系统、红外线距离探测系统、数据传输系统和控制单元；电源系统分别连接红外线距离探测系统、数据传输系统和控制单元；红外线距离探测系统依次连接数据传输系统和控制单元。

进一步，电源系统采用多个3V纽扣电池并联的电池组。

进一步，红外线距离探测系统包括两个对称布置的红外线距离探测模块。

进一步，红外线距离探测模块包括红外线人体感应模块和单片机模块；红外线人体感应模块及单片机模块与电源系统串联。

进一步，红外线人体感应模块选用Risym的HC-SR505迷你小型人体感应模块。

进一步，单片机模块选用Arduino nano单片机模块，用于将HC-SR505模块产生的模拟电平信号转化为数字信号。

进一步，数据传输系统包括蓝牙发射模块和蓝牙接收模块；数据传输系统分别与红外线距离探测系统、控制单元和电源模块串联。

进一步，蓝牙发射模块和蓝牙接收模块均选用HC-05蓝牙模块。

更进一步，控制单元选用Arduino mega单片机模块，用于处理所接收的距离数据，转变成为电脑能够识别的控制信号，输出控制信号完成对电脑光标的控制；控制单元与数据传输系统及电源系统串联。

具体实现时，一种红外线虚拟触控设备，包括电源系统，红外线距离探测系统，数据传输系统，控制单元。红外线距离探测系统将采集所得的数据通过数据传输系统送至控制单元进行数据处理，将经过处理的数据通过数据传输系统传送至电脑端控制电脑；电源系统为整个设备供电。

本实施例的工作原理：通过以红外线人体感应模块为核心的红外线距离探测系统得到红外线距离探测系统与被测物体之间的距离数据。通过以蓝牙发射模块和蓝牙接收模块为核心的数据传输系统，传输红外线距离探测系统得到的距离数据。通过以单片机模块为核心的控制单元，实现对接受到的距离数据进行数据处理，使其成为电脑能够识别的控制信号。

并且，电源系统使用多个3V纽扣电池并联构成电池组进行供电。

并且，红外线距离探测系统包括红外线人体感应模块，单片机模块。红外线人体感应模块及单片机模块和电源系统串联。

并且，红外线人体感应模块选用Risym的HC-SR505迷你小型人体感应模块，HC-SR505是一款基于红外线技术的自动控制产品，灵敏度高，可靠性强，功耗较小，具有较小的体积且适用于干电池供电的自动控制设备，还具有成本低的优点。

并且，单片机模块选用Arduino nano单片机模块，用于将HC-SR505模块产生的模拟电平信号转化为便于传输的数字信号，数字信号的内容为HC-SR505模块探测到的人体距离信息。Arduino nano模块体积小，处理器处理速度高，接口拓展方便。

并且，数据传输系统由蓝牙发射，蓝牙接收模块组成，数据传输系统与红外线距离探测系统，控制单元串联和电源模块串联。

并且，数据传输系统的蓝牙发射，蓝牙接收模块均选用HC-05蓝牙模块，用于将数据在红外线距离探测系统、控制单元及电脑间传输。HC-05蓝牙模块是一款基于蓝牙传输协议的蓝牙传输产品，体积小，功耗低，灵敏度高，传输速度快，且可根据实际需要设定主从模式，其中主机工作在数据发送模式，从机工作在数据接收模式，支持含有蓝牙技术的任何设备，且支持用干电池供电。

并且，控制单元包含单片机模块，选用Arduino mega单片机模块，用于对接受的距离数据进行处理，使其成为电脑能够识别的控制信号，输出控制信号完成对电脑光标的控制。Arduino mega模块处理速度高，拓展性强，易于使用干电池组供电。控制单元与数据传输系统及电源系统串联。

如图1所示，一种红外线虚拟触控设备，包括：电源系统1，红外线距离探测系统2，数据传输系统3以及控制单元4。电源系统1与红外线距离探测系统2，数据传输系统3以及控制单元4串联，为其供电。

如图2所示，本实施例的红外线虚拟触控设备的电源系统包括电池组电源11，电池组电源11与红外线人体感应模块21，单片机模块22，蓝牙发射模块31，蓝牙发射模块32，蓝牙接收模块33及单片机模块41串联。电池组电源为上述模块进行供电。

如图2所示，本实施例的红外线虚拟触控设备的红外线距离探测系统2由两个对称布置的红外线距离探测模块组成，每个红外线距离探测模块包括红外线人体感应模块21和单片机模块22，红外线人体感应模块21与单片机模块串联22连接；红外线人体感应模块21在感应到人体时会自动输出高电平，即通过单片机模块22得知红外线人体感应模块21在发射接受红外信号之间的时间差，从而在单片机模块22中根据红外线在空气中的传播速度计算出人体与红外线人体感应模块之间的距离。

如图2所示，本实施例的红外线虚拟触控设备的数据传输系统3包括蓝牙发射模块31，蓝牙发射模块32和蓝牙接受模块33，蓝牙发射模块31与单片机模块22串连，蓝牙接受模块33与控制模块4中的单片机模块41串联，蓝牙发射模块31与蓝牙接受模块33配对串联。蓝牙发射模块31从单片机模块22中接收到经过处理后的距离数据，将其传输给与蓝牙发射模块31完成配对的蓝牙接收模块33，与单片机模块41串联的蓝牙接收模块32将接受到的数据传输给单片机模块41.

如图2所示，本实施例的红外线虚拟触控设备的控制单元4包括单片机模块41，单片机模块41与蓝牙接收模块33串联，与蓝牙发射模块32串联。单片机模块41接受从蓝牙接收模块33传输的数据，调用函数对其进行处理，使得单片机模块41产生可以控制电脑的数据，通过与其相连的蓝牙发射模块32将处理后的数据传输到电脑端，完成整个人机交互过程。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。