非触摸式远程手势控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网技术领域，特别是一种人机交互系统。
【背景技术】
[0002]在物联网快速发展的如今，鉴于新一代智能人机交互(HCI)系统的应用需要，体感信息采集与检测被越来越多地应用于各种控制场所。手势控制是最常用也是最友好的方式，其中，非触摸式手势控制由于其非直接物理接触的特点，可以应用在诸如医院、卫生间、等对卫生性要求较高的公共场所。目前，市场上和实验室里已有的手势识别系统主要分为基于数据手套和基于计算机视觉的交互系统，如文献“GestureRecognit1n:A Survey，，(Mitra S, Acharya T.1EEE Transact1ns on Systems, Man, andCybernetics, 2007, 37(3):311-324)所述，基于数据手套的系统穿戴复杂，价格昂贵，大量推广比较困难；而基于视觉的手势识别系统，如文献“基于DGMM的中国手语识别系统”(吴江琴，高文。计算机研究与发展，200D，37 (5) =551-558)所述，其算法复杂、难于移植到物联网相关的微小系统。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种非触摸式远程手势控制器，解决了手势识别器价格昂贵，穿戴复杂等问题。
[0004]实现本发明目的的技术解决方案为:一种非触摸式远程手势控制器，包括光电采集处理电路、A/D转换电路、中央控制器核心电路和数据传输电路；光电采集处理电路包括光电管采集电路、光电管采集电路电压跟随器、模拟通道选择电路、光电管参考电路、光电管参考电路电压跟随器、减法电路。
[0005]光电管采集电路输出端与光电管采集电路电压跟随器相连，光电管参考电路输出端与光电管参考电路电压跟随器相连，光电管采集电路电压跟随器输出端与模拟通道选择电路相连，模拟通道选择电路输出端和光电管参考电路电压跟随器输出端与减法电路相连，减法电路输出与A/D转换电路相连，A/D转换电路输出端与中央控制器核心电路相连，中央控制器核心电路输出与数据传输电路相连。
[0006]手在光电管采集电路上方挥动时，光电管采集电路产生的电流型模拟信号首先经过光电管采集电路电压跟随器转成电压型模拟信号，然后进入模拟通道选择电路进行选通，选通后电压型模拟信号输入减法电路，光电管参考电路产生参考电流型模拟信号，经光电管参考电路电压跟随器输出的参考电压型模拟信号，并输入减法电路，在减法电路中上述电压型模拟信号和参考电压型模拟信号相减，相减后的电压输入A/D转换电路转换成数字信号，并由中央控制电路处理得到手势信号，最后由数据传输电路将处理完的数据上传到上位机。
[0007]上述光电管采集电路包括N路完全相同的光电管采集子电路，按照m行，η列进行排布，m ^ 6, η ^ 10, Ν ^ 60,光电管参考电路包括至少1路光电管。
[0008]上述光电管采集电路与光电管参考电路所处光照环境一致，且光电管参考电路位于光电管米集电路外。
[0009]上述中央控制器核心电路包括时钟电路、中央控制器、退耦电路和配置电路，时钟电路为中央控制器提供稳定的全局系统时钟；退稱电路保证电源为中央控制器提供稳定的电压；配置电路保证中央控制器在掉电时，不丢失数据。
[0010]上述数据传输电包括蓝牙接口，WIFI接口，USB芯片和USB接口 ；蓝牙接口为系统提供蓝牙接入；WIFI接口为系统提供WIFI接入;USB芯片与USB接口为系统提供有线USB接入。
[0011 ] 光电管采集电路的光电管采集子电路的光电管包括光电接收管和光电发射管两部分，光电接收管和光电发射管紧挨放置于同一平面。上述手势信号是光电接收管接收因人手遮挡而反射光电发射管发射的红外线产生的，手势信号的大小由人手与光电管采集电路之间的距离决定。
[0012]本发明与现有技术相比，其显著优点:(1)本发明通过光电阵列将光强信息转为电压信号，成本低廉，易于量产；(2)通过FPGA将电压信号按序采集，这样采集到完整的手势信号，其中包含了手势的高低与位置信息，上位机应用程序根据控制信号做出相应响应，算法相对简单，易于移植；(3)通过WIF1、USB、蓝牙等接口将控制信号发送至上位机，实现与物联网微系统无缝连接，大大增加了本装置的适用范围和实用性。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的非触摸式远程手势控制器整体示意图。
[0014]图2本发明的非触摸式远程手势控制器的中央控制器核心电路示意图。
[0015]图3本发明的非触摸式远程手势控制器的数据传输电路示意图。
[0016]图4本发明的非触摸式远程手势控制器的光电采集处理电路的电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0018]结合图1，一种非触摸式远程手势控制器，包括光电采集处理电路、A/D转换电路7、中央控制器核心电路8和数据传输电路9 ;光电采集处理电路包括光电管采集电路1、光电管采集电路电压跟随器2、模拟通道选择电路3、光电管参考电路4、光电管参考电路电压跟随器5、减法电路6。
[0019]以60路光电管采集子电路，控制赛车游戏为例:
[0020]光电管采集电路1包括60路完全相同的光电管采集子电路，按照6行，10列进行排布，光电管参考电路4包括4路光电管，光电管采集电路1与光电管参考电路4所处光照环境一致，且光电管参考电路4位于光电管采集电路1外。
[0021 ] 光电管采集电路1输出端与光电管采集电路电压跟随器2相连，光电管参考电路4输出端与光电管参考电路电压跟随器5相连，光电管采集电路电压跟随器2输出端与模拟通道选择电路3相连，模拟通道选择电路3输出端和光电管参考电路电压跟随器5输出端与减法电路6相连，减法电路6输出与A/D转换电路7相连，A/D转换电路7输出端与中央控制器核心电路8相连，中央控制器核心电路8输出与数据传输电路9相连。
[0022]结合图2，中央控制