基于运动和肌电流信号控制的立方体led台灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于LED台灯技术领域，具体涉及一种基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯。
【背景技术】
[0002]LED台灯就是以LED (Light Emitting D1de)即发光二极管为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED台灯的照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。发展新固态照明，不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。
[0003]而现有的LED操控方式往往还是接触式的如按键开关的模式，这样的操纵模式无法实现远距离操纵，由此带来使用不方便的问题，而现在要实现远距离操纵往往要借助于手腕活动的信号，通过相应的传感器来传递到用于处理信号的主控芯片中来形成控制信号并发送到远距离的LED台灯处，但是目前还没有这样的系统结构形成这样的信号通路，另外目前使用的LED台灯作为照明装置在结构上存在着分布不均匀从而导致了照明效果差的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的提供一种基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯，包括用于检测手势的设备和控制照明的设备，所述的用于检测手势的设备用于穿戴在使用者的左手或者右手的手腕上，所述的用于检测手势的设备包括肌电传感器EMG_SenSOr、运动传感器、第一无线传输模块、第一主控芯片；所述的控制照明的设备包括八达林顿晶体管驱动模块、第二无线传输模块、第二主控芯片；所述的肌电传感器EMG_Sensor、运动传感器、第一无线传输模块同第一主控芯片相连接；所述的肌电传感器EMG_SenSOr的电极同手腕的皮肤相接触；所述的八达林顿晶体管驱动模块和第二无线传输模块同第二主控芯片相连接，所述的八达林顿晶体管驱动模块同立方体LED台灯的LED灯组相连接。避免了现有技术中目前还没有这样的系统结构形成远距离操纵台灯的信号通路、照明效果差的缺陷。
[0005]为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供了一种基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯的解决方案，具体如下:
[0006]一种基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯，包括用于检测手势的设备和控制照明的设备，所述的用于检测手势的设备用于穿戴在使用者的左手或者右手的手腕上，所述的用于检测手势的设备包括肌电传感器EMG_SenSOr、运动传感器、第一无线传输模块、第一主控芯片；所述的控制照明的设备包括八达林顿晶体管驱动模块、第二无线传输模块、第二主控芯片；所述的肌电传感器EMG_Sensor、运动传感器、第一无线传输模块同第一主控芯片相连接；所述的肌电传感器EMG_Sensor的电极同手腕的皮肤相接触；所述的八达林顿晶体管驱动模块和第二无线传输模块同第二主控芯片相连接，所述的八达林顿晶体管驱动模块同立方体LED台灯的LED灯组相连接，所述的LED灯组为8*8*8三维LED点阵，所述的8*8*8三维LED点阵是由512个LED组成的实心立方体，这样的立方体结构能够使得照明效果更为均匀效果更佳。
[0007]所述的肌电传感器EMG_SenSOr为两路肌电传感器，所述的肌电传感器EMG_Sensor内部集成有依次连接的两级差分放大电路、精密整流电路、二阶滤波电路和模拟数字转换电路，通过两级差分放大电路，将肌肉电路信号进行差分放大，形成放大后的肌肉电流信号，然后通过精密整流电路进行精密整流，接着通过二阶滤波电路进行滤波处理后放大输出电压信号，再由单个信号通道独用的模拟数字转换电路转换成数字信号，转换后的数字信号是一个连续的电压值，连续变化的信号成波动变化，有了这样的信号，就能够被送入第一主控芯片进行相关的处理，比如接着就能够通过定义这个信号的特征值为某一对应的手势。
[0008]所述的运动传感器包括航姿参考系统AHRS和惯性测量单元MU，其内部集合了三轴陀螺仪和三轴加速度计，还可以进一步地包含嵌入式的姿态数据解算单元，通过测量物体运动的轴向角速度和横向纵向的加速度，用卡尔曼滤波算法进行角速度和加速度的数据融合，来判定手臂在空间的运动姿态，即手臂的前、后、左、右、上和下的运动姿态，并就能够把这种运动姿态信息传递到第一主控芯片中去处理。
[0009]所述的嵌入式的姿态数据解算单元是可以根据四元数姿态解算算法来执行的。
[0010]所述的第一无线传输模块为Bluetooth无线传输模块的数据发射端，所述的第二无线传输模块为Bluetooth无线传输模块的数据接收端，所述的第一无线传输模块和第二无线传输模块能够在十米的距离内彼此通信，以此来进行实时的数据传输。
[0011]所述的第一主控芯片为数字信号处理器、中央处理器CPU或者专用集成芯片，可以用来对肌电传感器EMG_SenSor和运动传感器发送来的信息做进一步的处理并把处理后的信息通过第一无线传输模块和第二无线传输模块传递到第二主控芯片中，所述的进一步处理还可以包括诸如解析提取特征参数，提取出的特征参数信息通过线性判断分析，结合手势库模糊查寻算法，进行手势甄别，并最终得到最高概率的手势结果以实现手势识别的处理方式，所述的手势库模糊查寻算法可以为基于动态模糊神经网络的手势识别算法；所述的第一主控芯片为Kinetis K60主控芯片；所述的第二主控芯片为AT89C51主控芯片。
[0012]所述的八达林顿晶体管驱动模块为ULN2803八达林顿晶体管驱动模块。
[0013]所述的基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯工作原理，具体如下:
[0014]当有手势动作时，通过紧贴皮肤表面的肌电传感器EMG_SenSOr的电极，可以采集手指动作时引起的肌肉的电流信号EMG，结合所述的用于检测手势的设备上的运动传感器用来判断手臂在空间的运动方向；经过第一主控芯片处理后再通过第一无线传输模块传输到控制照明的设备的第二无线传输模块上，第二主控芯片就可以操纵八达林顿晶体管驱动模块来让立方体LED台灯的LED灯组执行相应的功能，相应的功能可以为开启关闭、模式选择、效果切换或者明暗变化这样的功能。
[0015]本实用新型的优点是:更人性化和方便快捷，只需动动手臂就能通过本实用新型的结构所形成的信号通路来进一步完成各种控制的需求，真正实现非接触式的远隔操控，并且这个基于运动传感器和肌肉电流信号的手势操控方法的信号通路架构可以移植到其他的家电控制上。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对【实用新型内容】作进一步说明:
[0018]参照图1所示，基于运动和肌电流信号控制的立方体LED台灯，包括用于检测手势的设备和控制照明的设备，所述的用于检测手势的设备用于穿戴在使用者的左手或者右手的手腕上，所述的用于检测手势的设备包括肌电传感器EMG_SenSOr、运动传感器、第一无线传输模块、第一主控芯片；所述的控制照明的设备包括八达林顿晶体管驱动模块、第二无线传输模块、第二主控芯片；所述的肌电传感器EMG_Sensor、运动传感器、第一无线传输模块同第一主控芯片相连接；所述的肌电传感器EMG_SenSOr的电极同手腕的皮肤相接触；所述的八达林顿晶体管驱动模块和第二无线传输模块同第二主控芯片相连接，所述的八达林顿晶体管驱动模块同立方体LED台灯的LED灯组相连接，所述的LED灯组为8*8*8三维LED点阵，所述的8*8*8三维LED点阵是由512个LED组成的实心立方体。
[0019]所述的肌电传感器EMG_Sens0r为两路肌电传感器，所述的肌电传感器EMG_Sensor内部集成有依次连接的两级差分放大电路、精密整流电路、二阶滤波电路和模拟数字转换电路，通过两级差分放大电路，将肌肉电路信号进行差分放大，形成放大后的肌肉电流信号，然后通过精密整流电路进行精密整流，接着通过二阶滤波电路进行滤波处理后放大输出电压信号，再由单个信号通道独用的模拟数字转换电路转换成数字信号，转换后的数字信号是一个连续的电压值，连续变化的信号成波动变化，有了这样的信号，就能够被送入第一主控芯片进行相关的处理，比如接着就能够通过定义这个信号的特征值为某一对应的手势。
[0020]所述的运动传感器包括航姿参考系统AHRS和惯性测量单元MU，其内部集合了三轴陀螺仪和三轴加速度计，还可以进一步地包含嵌入式的姿态数据解算单元，通过测量物体运动的轴向角速度和横向纵向的加