CN103987169B - 一种基于手势与语音控制的智能led台灯及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于手势与语音控制的智能LED台灯及其控制方法，该智能LED台灯的整体控制结构由传感器模块、电源模块、LED矩阵和控制模块组成，传感器模块包括驻极体拾音器、手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器，LED矩阵包括LED驱动器和高亮暖白光LED，控制模块包括微处理器和语音识别芯片，电源模块和控制模块位于底座中，驻极体拾音器和亮度传感器位于支架前方，LED矩阵位于灯头下方，手势传感器模块和人体红外感传感器位于灯头前方，LED台灯具有两种控制方法，一为自动工作模式，二为人机交互模式。本发明控制方便、智能化、人性化、自动节能。

Description

一种基于手势与语音控制的智能LED台灯及其控制方法

技术领域

本发明属于LED灯技术领域，尤其是一种基于手势与语音控制的智能LED台灯及其控制方法。

背景技术

目前，常用的台灯控制装置是由普通的按钮开关构成或触摸控制开关。开关灯时，要人的手去按动按钮开关或去触碰或触摸控制开关才能将灯打开或关闭，可以说开灯关灯都十分不方便。尤其是在黑暗的时候要正确找台灯的位置并开灯是十分不方便的。另外，当手上沾有水的时候去按动开关，往往也会导致失灵。还有台灯的亮度调节等级一般只有两级，亮度突变太大，不能按需调节，人性化不足。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种控制方便、智能化、人性化、自动节能的基于手势与语音控制的智能LED台灯及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于手势与语音控制的智能LED台灯，其特征在于：台灯的整体控制结构由传感器模块、电源模块、LED矩阵和控制模块组成；

传感器模块包括驻极体拾音器、手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器；

电源模块包括电源控制器；

LED矩阵包括LED驱动器和高亮暖白光LED；

控制模块包括微处理器和语音识别芯片；

驻极体拾音器接收外部的声音信号并输出到语音识别芯片，微处理器控制语音识别芯片将声音信号与语音控制指令进行比对，若比对成功则执行台灯控制指令；

手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器分别将捕获到的手势信号、人体红外信号、台灯的亮度信号输出到微处理器；

微处理器对上述各输入信号进行分析和处理后输出控制命令到LED驱动器，LED驱动器驱动高亮暖白光LED；

电源模块对台灯的整体控制结构提供工作电源。

驻极体拾音器和亮度传感器安装在台灯支架前方，手势传感器模块和人体红外感传感器安装在灯头前方，LED矩阵安装在灯头下方，电源模块和控制模块安装在台灯底座中。

所述驻极体拾音器采用52D。

所述手势传感器模块包括手势传感器电路、红外接收管电路、第一红外发射管电路、第二红外发射管电路、第三红外发射管电路、第四红外发射管电路、第五红外发射管电路；

所述手势传感器电路的手势传感器IC1采用SI1102芯片，该芯片的TXGD引脚、VSS引脚、FR引脚接地GND，VDD引脚连接电源VCC，SREN引脚连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地GND；PRX引脚输出脉冲信号到微处理器；电阻R13与电容C4形成串联支路，该串联支路与电容C2、电容C3相互并联在电源VCC与地GND之间；红外发射二极管D6正极连接在电阻R13与电容C4之间，负极连接手势传感器IC1的TXO引脚；

所述红外接收管电路为红外接收管IR1的VCC引脚连接电阻R7的一端、OUT引脚连接电阻R8的一端、OUT引脚同时输出信号到微处理器、GND引脚接地GND；电阻R7的另一端连接电源VCC；电阻R8的另一端接电源VCC；电容C1并联在VCC引脚和GND引脚之间；

第一红外发射管电路为NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R1的另一端连接微处理器；红外发射二极管D1的正极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电源VCC；

第二红外发射管电路为NPN型三极管Q2的基极连接电阻R3的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D2的负极；电阻R3的另一端连接微处理器；红外发射二极管D2的正极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电源VCC；

第三红外发射管电路为NPN型三极管Q3的基极连接电阻R6的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D3的负极；电阻R6的另一端连接微处理器；红外发射二极管D3的正极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电源VCC；

第四红外发射管电路为NPN型三极管Q4的基极连接电阻R10的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R10的另一端连接微处理器；红外发射二极管D4的正极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电源VCC；

第五红外发射管电路为NPN型三极管Q5的基极连接电阻R12的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D5的负极；电阻R12的另一端连接微处理器；红外发射二极管D5的正极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接电源VCC；

所述红外接收管IR1采用38kHz红外接收管IRM_H238_TR2，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5、红外发射二极管D6均采用940nm窄辐射角红外发射二极管IR26-21C。

所述人体红外感传感器采用双元热释电红外传感器RE200B。

所述微处理器为高性能、低功耗32位微处理器，语音识别芯片采用语音控制芯片LD3320。

所述LED台灯有两种控制方法，其一为自动模式，其二为人机交互模式；

所述自动模式为：当LED台灯处在自动模式时，人体红外感传感器处在间歇工作状态，人体红外感传感器一旦检测到人体的红外信号，即将该红外信号传送至微处理器，微处理器收到该红外信号后，启动亮度传感器采集亮度信号，亮度传感器将亮度信号传送给微处理器进行分析处理，若亮度信号低于预设值时，微处理器发出开灯信号到LED驱动器，驱动LED矩阵点亮；亮度传感器采集亮度信号并传送给微处理器调节亮度使其稳定在设定值内；人体红外感传感器一旦检测不到人体的红外信号超过设定时间时，LED台灯自动关闭，进入待机状态；

所述人机交互模式为：当LED台灯处在人机交互模式时，语音识别芯片和手势传感器处在间歇工作状态；当驻极体拾音器接收到声音后，传送至语音识别芯片将声音与语音控制指令进行比对，若比对识别成功，则将语音控制指令传至微处理器处理，微处理器根据语音控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；或当手势传感器捕获到一个手势动作信号后，传至微处理器，微处理器将手势动作信号与手势控制指令进行比对，若比对识别成功，微处理器根据手势控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；LED台灯点亮后，人体红外感传感器处在工作状态，若在设定时间内没有检测到人体红外信号，LED台灯熄灭并记录熄灭前的工作状态，进入人机交互模式的待机状态。

所述手势动作信号的捕获方法为：红外接收管IR1和红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5以十字型组合在一起，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5分别位于十字型的四个端点和中心处，用于向手势动作识别区发射5种不同编码的38kHz红外载波；红外接收管IR1位于十字型的中心，用于接收来自手势动作识别区反射回来的不同编码的38kHz红外载波组合从而得出不同的手势滑动信号，红外接收管IR1将该手势滑动信号发送到微处理器进行解码，输出手势控制指令到LED驱动器；

手势传感器IC1与红外发射二极管D6位于上述十字型中心，红外发射二极管D6发射特定调制频率的红外脉冲，此红外脉冲经人手反射后被手势传感器IC1捕获，手势传感器IC1将输出一个与发射到捕获的时间相同的高电平脉冲到微处理器，微处理器通过不断分析此脉冲宽度长短的变化，得出人手与手势传感器IC1的实时距离变化从而输出相应的手势控制指令到LED驱动器；

手势控制指令有手在手势动作识别区内的左、右、上、下、靠近和远离共六种基本指令，还有左、右、上、下四种基本指令分别两两组合的多种组合指令。

接收到声音后，传送至语音识别芯片将声音与语音控制指令进行比对，若比对识别成功，则将语音控制指令传至微处理器处理，微处理器根据语音控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；或当手势传感器捕获到一个手势动作信号后，传至微处理器，微处理器将手势动作信号与手势控制指令进行比对，若比对识别成功，微处理器根据手势控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；LED台灯点亮后，人体红外感传感器处在工作状态，若在设定时间内没有检测到人体红外信号，LED台灯熄灭并记录熄灭前的工作状态，进入人机交互模式的待机状态。

所述手势动作信号的捕获方法为：红外接收管IR1和红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5以十字型组合在一起，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5分别位于十字型的四个端点和中心处，用于向手势动作识别区发射5种不同编码的38kHz红外载波；红外接收管IR1位于十字型的中心，用于接收来自手势动作识别区反射回来的不同编码的38kHz红外载波组合从而得出不同的手势滑动信号，红外接收管IR1将该手势滑动信号发送到微处理器进行解码，得到相对应的手势控制指令，然后输出控制指令到LED驱动器；

手势传感器IC1与红外发射二极管D6位于上述十字型中心，红外发射二极管D6发射特定调制频率的红外脉冲，此红外脉冲经人手反射后被手势传感器IC1捕获，手势传感器IC1将输出一个与发射到捕获的时间相同的高电平脉冲到微处理器，微处理器通过不断分析此脉冲宽度长短的变化，得出人手与手势传感器IC1的实时距离变化从而输出相应的手势控制指令到LED驱动器；

手势控制指令有手在手势动作识别区内的左、右、上、下、靠近和远离共六种基本指令，还有左、右、上、下四种基本指令分别两两组合的多种组合指令。

本发明的突出优点在于：能够按需调节任意档位的台灯亮度，实现台灯的手势、语音、自动控制和较远距离控制台灯，结合人机交换模式，台灯还能记录关灯时的工作状态，以便下次快速启动，LED台灯不仅科技感和人性化十足，还能智能节能。

附图说明

图1是本发明一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的结构示意图。

图2是本发明一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的控制电路结构框图。

图3是本发明一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的控制流程图。

图4是本发明一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的手势传感器模块电路原理图。

图5是本发明一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的手势动作信号识别示意图。

图中：1——灯头，2——支架，3——底座，4——手势传感器模块，5——驻极体拾音器，6——人体红外感传感器，7——亮度传感器，8——窄辐射角红外光束，9——手势动作识别区。

具体实施方式

下面结合图1至图5对本发明的具体实施方式作进一步说明。

在图1中，LED台灯灯头1的下方为LED矩阵，LED矩阵由20*4个5050高亮度暖白光LED和PT4115LED驱动电路组成。LED台灯支架2的内部有信号线和供电线，LED台灯底座3内部有电源模块和控制模块，LED台灯灯头1前方安装有手势传感器模块4和人体红外感传感器6，分别负责采集手势命令和人体红外信息，LED台灯支架2前方的驻极体拾音器5和亮度传感器7分别负责采集声音信号和光照亮度。

如图2所示，台灯的整体控制结构由传感器模块、电源模块、LED矩阵和控制模块组成；传感器模块包括驻极体拾音器、手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器；电源模块包括电源控制器；LED矩阵包括LED驱动器、高亮暖白光LED；控制模块包括微处理器、语音识别芯片；

驻极体拾音器接收外部的声音信号并输出到语音识别芯片，微处理器控制语音识别芯片将声音信号与语音控制指令进行比对，若比对成功则输出控制指令到微处理器；手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器分别将捕获到的手势信号、人体红外信号、台灯的亮度信号输出到微处理器；微处理器对上述各输入信号进行分析和处理后输出控制命令到LED驱动器，LED驱动器驱动高亮暖白光LED；电源模块对台灯的整体控制结构提供工作电源。

所述人体红外感传感器采用双元热释电红外传感器RE200B，它负责人体红外信号的采集，将人体红外信号转换为一个2-5Hz的微变交变电压信号，并通过高性能低噪声双运算放大器NE5532将微变交变电压信号进行放大，然后送到微处理器进行AD转换为数字信号。

所述微处理器为高性能、低功耗32位微处理器STM32F103RBT6，语音识别芯片采用语音控制芯片LD3320。

LED台灯的控制方法如图3所示，LED台灯一开机，便进入命令等待模式，等待用户输入模式选择命令，如果没收到任何命令或错误命令，LED台灯将一直待机。

如果用户选择自动模式，则进入自动模式待机，人体红外感传感器处在间歇工作状态，然后检测LED台灯前方附近是否有人，没人就不开灯，继续待机；一旦检测到人体的红外信号，即将该红外信号传送至微处理器，微处理器收到该红外信号后，启动亮度传感器采集亮度信号并传送给微处理器判断环境亮度是否需要开灯，若亮度大于设定值，不需要开灯，继续待机，若亮度小于设定值，则把LED点亮并自动调节亮度，使亮度到达设定值并保持，并在设定的时间段内检测是否还有人，没人则关灯然后进入待机，若还有人，则按亮度设定值调节或保持现有亮度。

如果用户选择人机交互模式，则进入人机交互模式待机，语音识别芯片和手势传感器处在间歇工作状态，等待接受语音控制命令或手势控制命令，若没收到任何命令或比对命令失败，则重新等待接受命令；当驻极体拾音器接收到声音动作信号后，传送至语音识别芯片将声音动作信号与语音控制指令进行比对，若比对识别成功，则将语音控制指令传至微处理器处理，微处理器执行所匹配的控制命令控制LED台灯；或当手势传感器捕获到一个手势动作信号后，传至微处理器，微处理器将手势动作信号与手势控制指令进行比对，若比对识别成功，微处理器执行所匹配的控制命令控制LED台灯；执行控制命令后，保持LED台灯的工作状态，并等待新的控制命令的到来，若有新的控制命令的到来，则执行新命令去控制台灯状态，人体红外感传感器若在设定时间内没有检测到人体红外信号，LED台灯熄灭并记录熄灭前的工作状态，进入人机交互模式的待机状态，如果检测到有人，则保持台灯状态。

所述驻极体拾音器采用52D。

手势传感器模块的电路如图4所示，包括手势传感器电路、红外接收管电路、第一红外发射管电路、第二红外发射管电路、第三红外发射管电路、第四红外发射管电路、第五红外发射管电路；

所述手势传感器电路的手势传感器IC1采用SI1102芯片，该芯片的TXGD引脚、VSS引脚、FR引脚接地GND，VDD引脚连接电源VCC，SREN引脚连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地GND；PRX引脚输出脉冲信号到微处理器；电阻R13与电容C4形成串联支路，该串联支路与电容C2、电容C3相互并联在电源VCC与地GND之间；红外发射二极管D6正极连接在电阻R13与电容C4之间，负极连接手势传感器IC1的TXO引脚；

所述红外接收管电路为红外接收管IR1的VCC引脚连接电阻R7的一端、OUT引脚连接电阻R8的一端、OUT引脚输出信号到微处理器、GND引脚接地GND；电阻R7的另一端连接电源VCC；电阻R8的另一端接电源VCC；电容C1并联在VCC引脚和GND引脚之间；

第一红外发射管电路为NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R1的另一端连接微处理器；红外发射二极管D1的正极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电源VCC；

第二红外发射管电路为NPN型三极管Q2的基极连接电阻R3的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D2的负极；电阻R3的另一端连接微处理器；红外发射二极管D2的正极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电源VCC；

第三红外发射管电路为NPN型三极管Q3的基极连接电阻R6的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D3的负极；电阻R6的另一端连接微处理器；红外发射二极管D3的正极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电源VCC；

第四红外发射管电路为NPN型三极管Q4的基极连接电阻R10的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R10的另一端连接微处理器；红外发射二极管D4的正极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电源VCC；

第五红外发射管电路为NPN型三极管Q5的基极连接电阻R12的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D5的负极；电阻R12的另一端连接微处理器；红外发射二极管D5的正极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接电源VCC；

红外接收管IR1采用38kHz红外接收管IRM_H238_TR2，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5、红外发射二极管D6均采用940nm窄辐射角红外发射二极管IR26-21C。

结合图4和图5，所述手势动作信号的捕获方法为：红外接收管IR1和红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5以十字型组合在一起，红外发射二极管D1位于十字上部端点，红外发射二极管D2位于十字中心、红外发射二极管D3位于十字左边端点、红外发射二极管D4位于十字右边端点、红外发射二极管D5位于十字下部端点，用于向手势动作识别区9发射5种不同编码的38kHz红外载波窄辐射角红外光束8；红外接收管IR1位于十字型的中心，用于接收来自手势动作识别区9反射回来的不同编码的38kHz红外载波组合从而得出不同的手势滑动信号，红外接收管IR1将该手势滑动信号发送到微处理器进行解码，输出对应的手势控制指令到LED驱动器；

手势传感器IC1与红外发射二极管D6位于上述十字型中心，红外发射二极管D6发射特定调制频率的红外脉冲，此红外脉冲经人手反射后被手势传感器IC1捕获，手势传感器IC1将输出一个与发射到捕获的时间相同的高电平脉冲到微处理器，微处理器通过不断分析此脉冲宽度长短的变化，得出人手与手势传感器IC1的实时距离变化从而输出相应的手势控制指令到LED驱动器；

手势控制指令有手在手势动作识别区内的左、右、上、下、靠近和远离共六种基本指令，还有左、右、上、下四种基本指令分别两两组合的多种组合指令。

Claims (2)

1.一种基于手势与语音控制的智能LED台灯，台灯的整体控制结构由传感器模块、电源模块、LED矩阵和控制模块组成；

传感器模块包括驻极体拾音器、手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器；

电源模块包括电源控制器；

LED矩阵包括LED驱动器和高亮暖白光LED；

控制模块包括微处理器和语音识别芯片；

驻极体拾音器接收外部的声音信号并输出到语音识别芯片，微处理器控制语音识别芯片将声音信号与语音控制指令进行比对，若比对成功则执行台灯控制指令；

手势传感器模块、人体红外感传感器、亮度传感器分别将捕获到的手势信号、人体红外信号、台灯的亮度信号输出到微处理器；

微处理器对上述各输入信号进行分析和处理后输出控制命令到LED驱动器，LED驱动器驱动高亮暖白光LED；

电源模块对台灯的整体控制结构提供工作电源；

其特征是：所述手势传感器模块包括手势传感器电路、红外接收管电路、第一红外发射管电路、第二红外发射管电路、第三红外发射管电路、第四红外发射管电路、第五红外发射管电路；

所述手势传感器电路的手势传感器IC1采用SI1102芯片，该芯片的TXGD引脚、VSS引脚、FR引脚接地GND，VDD引脚连接电源VCC，SREN引脚连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地GND；PRX引脚输出脉冲信号到微处理器；电阻R13与电容C4形成串联支路，该串联支路与电容C2、电容C3相互并联在电源VCC与地GND之间；红外发射二极管D6正极连接在电阻R13与电容C4之间，负极连接手势传感器IC1的TXO引脚；

所述红外接收管电路为红外接收管IR1的VCC引脚连接电阻R7的一端、OUT引脚连接电阻R8的一端、OUT引脚同时输出信号到微处理器、GND引脚接地GND；电阻R7的另一端连接电源VCC；电阻R8的另一端接电源VCC；电容C1并联在VCC引脚和GND引脚之间；

第一红外发射管电路为NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R1的另一端连接微处理器；红外发射二极管D1的正极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电源VCC；

第二红外发射管电路为NPN型三极管Q2的基极连接电阻R3的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D2的负极；电阻R3的另一端连接微处理器；红外发射二极管D2的正极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电源VCC；

第三红外发射管电路为NPN型三极管Q3的基极连接电阻R6的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D3的负极；电阻R6的另一端连接微处理器；红外发射二极管D3的正极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电源VCC；

第四红外发射管电路为NPN型三极管Q4的基极连接电阻R10的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D1的负极；电阻R10的另一端连接微处理器；红外发射二极管D4的正极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电源VCC；

第五红外发射管电路为NPN型三极管Q5的基极连接电阻R12的一端，发射极接地GND，集电极连接红外发射二极管D5的负极；电阻R12的另一端连接微处理器；红外发射二极管D5的正极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接电源VCC；

所述红外接收管IR1采用38kHz红外接收管IRM_H238_TR2，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5、红外发射二极管D6均采用940nm窄辐射角红外发射二极管IR26-21C。

2.根据权利要求1所述的一种基于手势与语音控制的智能LED台灯的控制方法，所述LED台灯有两种控制方法，其一为自动模式，其二为人机交互模式；

所述自动模式为：当LED台灯处在自动模式时，人体红外感传感器处在间歇工作状态，人体红外感传感器一旦检测到人体的红外信号，即将该红外信号传送至微处理器，微处理器收到该红外信号后，启动亮度传感器采集亮度信号，亮度传感器将亮度信号传送给微处理器进行分析处理，若亮度信号低于预设值时，微处理器发出开灯信号到LED驱动器，驱动LED矩阵点亮；亮度传感器采集亮度信号并传送给微处理器调节亮度使其稳定在设定值内；人体红外感传感器一旦检测不到人体的红外信号超过设定时间时，LED台灯自动关闭，进入待机状态；

所述人机交互模式为：当LED台灯处在人机交互模式时，语音识别芯片和手势传感器处在间歇工作状态；当驻极体拾音器接收到声音后，传送至语音识别芯片将声音与语音控制指令进行比对，若比对识别成功，则将语音控制指令传至微处理器处理，微处理器根据语音控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；或当手势传感器捕获到一个手势动作信号后，传至微处理器，微处理器将手势动作信号与手势控制指令进行比对，若比对识别成功，微处理器根据手势控制指令驱动LED驱动器作出相应的运作；LED台灯点亮后，人体红外感传感器处在工作状态，若在设定时间内没有检测到人体红外信号，LED台灯熄灭并记录熄灭前的工作状态，进入人机交互模式的待机状态；

其特征是，所述手势动作信号的捕获方法为：红外接收管IR1和红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5以十字型组合在一起，红外发射二极管D1、红外发射二极管D2、红外发射二极管D3、红外发射二极管D4、红外发射二极管D5分别位于十字型的四个端点和中心处，用于向手势动作识别区发射5种不同编码的38kHz红外载波；红外接收管IR1位于十字型的中心，用于接收来自手势动作识别区反射回来的不同编码的38kHz红外载波组合从而得出不同的手势滑动信号，红外接收管IR1将该手势滑动信号发送到微处理器进行解码，输出手势控制指令到LED驱动器；

手势传感器IC1与红外发射二极管D6位于上述十字型中心，红外发射二极管D6发射特定调制频率的红外脉冲，此红外脉冲经人手反射后被手势传感器IC1捕获，手势传感器IC1将输出一个与发射到捕获的时间相同的高电平脉冲到微处理器，微处理器通过不断分析此脉冲宽度长短的变化，得出人手与手势传感器IC1的实时距离变化从而输出相应的手势控制指令到LED驱动器；

手势控制指令有手在手势动作识别区内的左、右、上、下、靠近和远离共六种基本指令，还有左、右、上、下四种基本指令分别两两组合的多种组合指令。