CN103389806A

CN103389806A - 基于微加速度计的无线自由鼠标系统

Info

Publication number: CN103389806A
Application number: CN2012101481550A
Authority: CN
Inventors: 潘志铭; 谢浩鹏; 林鸣
Original assignee: Shenzhen University
Current assignee: Shenzhen University
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种基于微加速度计的无线自由鼠标系统，由设置在鼠标本体上的鼠标端模块和连接在电脑USB接口上的主机端模块组成。鼠标端模块采用先进的微加速度计技术，能够准确检测鼠标使用者手臂的运动方向和加速度，从而获得鼠标移动的方向和加速度信号，同时结合鼠标按键的设置能够准确检测鼠标按键动作信号，然后经过信号处理后得到鼠标动作信息，再通过无线通信传输给主机端模块，最后通过USB接口传送给电脑主机，从而在实现电脑屏幕上鼠标光标的全自由状态移动和操控。本发明还采用了智能电源管理技术，针对检测到的鼠标动作情况，自动设置系统工作在正常工作模式和休眠工作模式，可以大大降低功耗和延长电池的使用寿命。

Description

基于微加速度计的无线自由鼠标系统

技术领域

本发明涉及一种无线鼠标系统。

背景技术

目前无线鼠标产品主要的技术是短距离无线通信技术和传统的光电感应检测光标定位技术的组合，虽然可以做到无线传输鼠标移动信号，但是鼠标的使用仍然需要一个光电检测的反射面，使得鼠标的实际移动范围受到很大的限制，只能算是半自由状态使用，不便于现场演讲等场合的应用。

有些发明专利公开了一些不用光电检测技术的无线鼠标，用手指点击表示不同方向的按键和调节速度电位器便可以控制鼠标光标在显示屏幕上的移动方向和速度。但是这种鼠标的控制模式不太适合现场演讲者自由挥动手臂直接控制鼠标的使用习惯，使用起来还是不太方便，不够直接，而且机械结构比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种完全自由操控的无线鼠标，无需任何反射面，亦无需手指选择点击方向按键，直接靠感测使用者手臂的移动来操控鼠标，令使用者如同直接用手在屏幕上移动鼠标光标一样自由流畅地使用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：采用先进的微加速度计技术，能够准确检测鼠标使用者手臂的运动方向和加速度，.从而获得鼠标移动的方向和加速度信号，同时结合鼠标按键的设置能够准确检测鼠标按键动作信号，然后经过信号处理后得到鼠标动作信息，再通过无线通信传输给主机端模块，最后通过USB接口传送给电脑主机，从而实现电脑屏幕鼠标光标的全自由状态移动和操控。

基于微加速度计的无线自由鼠标系统由设置在鼠标本体上的鼠标端模块和连接在电脑USB接口上的主机端模块组成。鼠标端模块主要完成鼠标动作(包括按键动作和鼠标移动)信号的检测、放大、编码、调制和发射；而主机端模块则主要完成鼠标动作信号的接收、解调、转码和通过USB接口连接电脑主机。

所述鼠标端模块由微加速度计、信号处理、电源管理、无线调制与发射、按键和发射天线六个单元组成。按键分别是鼠标的左键和右键，直接与信号处理单元连接，完成按键动作的检测。微加速度计单元与信号处理单元是双向连接，信号处理单元访问微加速度计单元，微加速度计单元输出鼠标移动加速度信号，完成鼠标移动加速度信号的检测。信号处理单元对输入的按键动作信号和鼠标移动加速度信号进行处理后输出鼠标动作信息编码信号连接到无线调制与发射单元，同时还输出工作模式信号连接到电源管理单元。无线调制与发射单元输出射频信号连接到发射天线。电源管理单元分别连接到微加速度计单元、信号处理单元和无线调制与发射单元，在工作模式信号的控制下智能地为这三个单元提供工作电源。

所述主机端模块由接收天线、无线接收与解调、信号处理、USB接口和电源管理五个单元组成。接收天线直接接入无线接收与解调单元。无线接收与解调单元输出连接到信号处理单元，同时也输出工作模式信号连接到电源管理单元。信号处理单元再输出连接到USB接口单元。USB接口单元与电脑主机通过USB总线双向连接，它与信号处理单元也是双向连接，同时它还输出到电源管理单元，为其提供电源。电源管理单元则分别连接到无线接收与解调单元和信号处理单元，在工作模式信号的控制下智能地为这两个单元提供工作电源。

所述鼠标端模块设置了两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式。当检测到没有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入休眠工作模式，信号处理单元输出休眠工作模式信号到电源管理单元，电源管理单元暂停对无线调制与发射单元的供电，而且信号处理单元也只进行按键信号检测和鼠标移动信号检测工作，其他处理工作都暂停。当检测到有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入正常工作模式，信号处理单元输出正常工作模式信号到电源管理单元，电源管理单元为所有单元供电。通过这种电源管理设计，可以大大降低功耗和延长电池的使用寿命。在正常工作模式下，微加速度计单元检测到鼠标的移动，输出鼠标移动加速度信号到信号处理单元，信号处理单元对该加速度信号进行信号调理、动作检测、A/D转换、位移值计算、传输编码五个处理工作，然后输出到无线调制与发射单元进行射频调制与放大，最后通过发射天线把调制好的鼠标移动信息发送到所述主机端模块。当有按键动作时，信号处理单元对按键信号进行信号调理、动作检测、传输编码三个处理工作，然后输出到无线调制与发射单元进行射频调制与放大，最后通过发射天线把调制好的按键动作信息发送到所述主机端模块。

所述主机端模块也设置两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式。两种工作模式下，无线接收与解调单元都对从接收天线接收回来的射频信号进行放大和判别。当判别确定没有收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块便进入休眠工作模式，无线接收与解调单元输出休眠工作模式信号到电源管理单元，电源管理单元只给无线接收与解调单元中的接收电路供电，暂停无线接收与解调单元中的解调电路和信号处理单元的供电，这样可以进一步降低系统功耗。当判别确定收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块进入正常工作模式，无线接收与解调单元输出正常工作模式信号到电源管理单元，所有的单元和电路都正常供电，信号处理单元被唤醒。无线接收与解调单元对接收到的射频信号进行解调，然后输出已解调信号到信号处理单元。信号处理单元对输入的已解调信号进行信号调理和信息编码，根据通用的鼠标系统数据信息协议把接收到的鼠标动作信息(包括鼠标移动信息和按键动作信息)转化为电脑主机能够识别的代码，再传送到USB接口单元。最后通过USB接口单元传送到电脑主机，实现无线自由鼠标功能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1是鼠标端模块结构框图

图2是主机端模块结构框图

具体实施方式

以下将参照附图对本发明优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例只是为了更好地说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明基于微加速度计的无线自由鼠标系统由设置在鼠标本体上的鼠标端模块和连接在电脑USB接口上的主机端模块组成。其中，所述鼠标端模块由六个单元组成：微加速度计单元1、信号处理单元2、电源管理单元3、按键4、无线调制与发射单元5和发射天线6。所述主机端模块由五个单元组成：接收天线7、无线接收与解调单元8、信号处理单元9、电源管理单元10和USB接口单元11。

所述鼠标端模块中，按键4分别是鼠标的左键和右键，其与信号处理单元2连接，按键动作信号直接送入信号处理单元2，完成按键动作的检测。微加速度计单元1与信号处理单元2是双向连接，信号处理单元2访问微加速度计单元1，微加速度计单元1输出鼠标移动加速度信号，完成鼠标移动加速度信号的检测。信号处理单元2对输入的按键动作信号和鼠标移动加速度信号进行处理后输出鼠标动作信息编码信号连接到无线调制与发射单元5，同时还输出工作模式信号连接到电源管理单元3。无线调制与发射单元5输出连接到发射天线6。电源管理单元3分别连接到微加速度计单元1、信号处理单元2和无线调制与发射单元5，在工作模式信号的控制下智能地为这三个单元提供工作电源。

所述主机端模块中，接收天线7直接接入无线接收与解调单元8。无线接收与解调单元8的输出连接到信号处理单元9，同时无线接收与解调单元8也输出工作模式信号连接到电源管理单元10。信号处理单元9的输出连接到USB接口单元11。USB接口单元11与电脑主机12通过USB总线双向连接，它与信号处理单元9也是双向连接，同时它还输出到电源管理单元10，为其提供电源。电源管理单元10的输出则分别连接到无线接收与解调单元8和信号处理单元9，在工作模式信号的控制下智能地为这两个单元提供工作电源。

所述鼠标端模块设置了两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式。当检测到没有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入休眠工作模式，信号处理单元2输出休眠工作模式信号到电源管理单元3，电源管理单元3暂停无线调制与发射单元5的供电，而且信号处理单元2也只进行按键信号检测和鼠标移动信号检测工作，其他处理工作都暂停。当检测到有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入正常工作模式，信号处理单元2输出正常工作模式信号到电源管理单元3，电源管理单元3为所有单元供电，信号处理单元2处理全部工作。通过这种电源管理设计，可以大大降低功耗和延长电池的使用寿命。在正常工作模式下，微加速度计单元1检测到鼠标移动，输出加速度信号到信号处理单元2，信号处理单元2对该加速度信号进行信号调理、动作检测、A/D转换、位移值计算、传输编码五个处理工作，然后输出到无线调制与发射单元5进行射频调制与放大，最后通过发射天线6把调制好的鼠标移动信息发送到所述主机端模块。当有按键动作时，信号处理单元2对按键信号进行信号调理、动作检测、传输编码三个处理工作，然后输出到无线调制与发射单元5进行射频调制与放大，最后通过发射天线6把调制好的按键动作信息发送到所述主机端模块。

所述主机端模块也设置两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式。两种工作模式下，无线接收与解调单元8都对从接收天线7接收回来的射频信号进行放大和判别。当判别确定没有收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块便进入休眠工作模式，无线接收与解调单元8输出休眠工作模式信号到电源管理单元10，电源管理单元10只给无线接收与解调单元8中的接收电路供电，暂停无线接收与解调单元8中的解调电路和信号处理单元9的供电，这样可以进一步降低系统功耗。当判别确定收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块进入正常工作模式，无线接收与解调单元8输出正常工作模式信号到电源管理单元10，所有的单元和电路都正常供电，信号处理单元9被唤醒。无线接收与解调单元8对接收到的射频信号进行解调，然后输出已解调信号到信号处理单元9。信号处理单元9对输入的已解调信号进行信号调理和信息编码，根据通用的鼠标系统数据信息协议把接收到的鼠标动作信息(包括鼠标移动信息和按键动作信息)转化为电脑主机能够识别的代码，再传送到USB接口单元11。最后通过USB接口单元11传送到电脑主机12，实现无线自由鼠标功能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非限制。本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明的构思所所能够想到的所有等同技术手段。

Claims

1.基于微加速度计的无线自由鼠标系统，由设置在鼠标本体上的鼠标端模块和连接在电脑USB接口上的主机端模块组成，所述鼠标端模块由微加速度计、信号处理、电源管理、无线调制与发射、按键和发射天线六个单元组成；所述主机端模块由接收天线、无线接收与解调、信号处理、USB接口和电源管理五个单元组成；

其特征在于：所述鼠标端模块中，所述按键单元分别是鼠标的左键和右键，直接与所述信号处理单元连接，所述微加速度计单元与所述信号处理单元是双向连接，所述信号处理单元输出鼠标动作信息编码信号连接到所述无线调制与发射单元，同时还输出工作模式信号连接到所述电源管理单元，所述无线调制与发射单元输出连接到所述发射天线，所述电源管理单元分别连接到所述微加速度计单元、信号处理单元和无线调制与发射单元；

所述主机端模块中，所述接收天线直接接入所述无线接收与解调单元，所述无线接收与解调单元输出连接到所述信号处理单元，同时所述无线接收与解调单元也输出工作模式信号连接到所述电源管理单元，所述信号处理单元再输出连接到所述USB接口单元，所述USB接口单元与电脑主机通过USB总线双向连接，它与所述信号处理单元也是双向连接，同时它还输出到所述电源管理单元，所述电源管理单元则分别连接到所述无线接收与解调单元和信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的基于微加速度计的无线自由鼠标系统，其特征在于：所述鼠标端模块设置两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式，当检测到没有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入休眠工作模式，所述信号处理单元输出休眠工作模式信号到所述电源管理单元，所述电源管理单元暂停对所述无线调制与发射单元的供电，而且所述信号处理单元也只进行按键信号检测和鼠标移动信号检测工作，其他处理工作都暂停；当检测到有鼠标动作时，所述鼠标端模块进入正常工作模式，所述信号处理单元输出正常工作模式信号到所述电源管理单元，所述电源管理单元为所有单元供电。

3.根据权利要求1和2所述的基于微加速度计的无线自由鼠标系统，其特征在于：所述鼠标端模块在正常工作模式下，所述微加速度计单元检测到鼠标的移动，输出鼠标移动加速度信号到所述信号处理单元，所述信号处理单元对该加速度信号进行信号调理、动作检测、A/D转换、位移值计算、传输编码五个处理工作，然后输出到所述无线调制与发射单元进行射频调制与放大，最后通过所述发射天线把调制好的鼠标移动信息发送到所述主机端模块。当有按键动作时，所述信号处理单元对按键信号进行信号调理、动作检测、传输编码三个处理工作，然后输出到所述无线调制与发射单元进行射频调制与放大，最后通过所述发射天线把调制好的按键动作信息发送到所述主机端模块。

4.根据权利要求1所述的基于微加速度计的无线自由鼠标系统，其特征在于：所述主机端模块设置两种工作模式，即正常工作模式和休眠工作模式，两种工作模式下，所述无线接收与解调单元都对从所述接收天线接收回来的射频信号进行放大和判别；当判别确定没有收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块便进入休眠工作模式，所述无线接收与解调单元输出休眠工作模式信号到所述电源管理单元，所述电源管理单元只给所述无线接收与解调单元中的接收电路供电，暂停所述无线接收与解调单元中的解调电路和信号处理单元的供电；当判别确定收到所述鼠标端模块发送的射频调制信号时，所述主机端模块进入正常工作模式，所述无线接收与解调单元输出正常工作模式信号到所述电源管理单元，所有的单元和电路都正常供电，所述信号处理单元被唤醒。

5.根据权利要求1和4所述的基于微加速度计的无线自由鼠标系统，其特征在于：所述主机端模块在正常工作模式下，所述无线接收与解调单元对接收到的射频信号进行解调，然后输出已解调信号到所述信号处理单元，所述信号处理单元对输入的已解调信号进行信号调理和信息编码，根据通用的鼠标系统数据信息协议把接收到的鼠标动作信息(包括鼠标移动信息和按键动作信息)转化为电脑主机能够识别的代码，再传送到所述USB接口单元，最后通过所述USB接口单元传送到电脑主机。