CN107132918B - 头控式体感鼠标 - Google Patents

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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/012—Head tracking input arrangements

Abstract

本发明公开了一种头控式体感鼠标，包括依次电连接的用于检测头部倾斜状态的感应模块、处理该感应模块输出信号的单片机处理模块以及接收该单片机处理模块输出信号并输送至电子终端的USB协议转换模块，所述感应模块检测头部四个方向上的倾斜信号，倾斜信号经由单片机处理模块分析判断后输出信号驱动USB协议转换模块，对电子终端光标的进行控制。发明利用传感器的检测与比较判别电路的判断，得出适合单片机处理的信号，使无臂残疾人可以透过头部倾斜来实现对电脑光标的控制；其次该头控式体感鼠标利用单片机的静止定时实现左击和左双击；最后该头控式体感鼠标解决了无臂残疾人无法正常使用鼠标的问题，且舒适方便，可以轻松控制电子终端。

Description

头控式体感鼠标
技术领域
本发明涉及一种鼠标，尤其涉及一种头控式体感鼠标。
背景技术
正常人可以通过传统鼠标方便操作电脑，但是对一些无臂残疾人就无法享受互联网给我们带来的便利。
因此，亟待解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种的可通过检测头部姿态来实现移动鼠标光标的头控式体感鼠标。
技术方案：为实现以上目的，本发明所述的一种头控式体感鼠标，包括依次电连接的用于检测头部倾斜状态的感应模块、处理该感应模块输出信号的单片机处理模块以及接收该单片机处理模块输出信号并输送至电子终端的USB协议转换模块，所述感应模块检测头部四个方向上的倾斜信号，倾斜信号经由单片机处理模块分析判断后输出信号驱动USB协议转换模块，对电子终端光标的进行控制。
其中，所述感应模块包括两相互垂直设置的倾角传感器和比较判决电路，该比较判决电路包括4个比较器和6个分压电阻，其中一比较器对应连接有三个分压电阻(R1、R2、R3)，R1和R3的电阻值相同，且R1和R2的结点电压、R2和R3的结点电压分别为该比较器的基准电压；另一比较器对应连接有三个分压电阻(R6、R7、R8)，R6和R8的电阻值相同，且R6和R7的结点电压、R7和R8的结点电压分别为该比较器的基准电压；所述倾角传感器输出两路模拟信号(Vo1、Vo2)，通过4个比较器进行比较判别输出四路信号。
优选的，所述单片机处理模块的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、单片机上电复位，进行初始化配置；
步骤2、单片机和电子终端完成协议问答之后对头部倾斜状态进行检测，检测四路信号进行信号处理，判断否有移动信号，有信号转步骤7；
步骤3、头部不倾斜时，单片机发出电子终端光标静止命令，单片机定时器计时；
步骤4、判断是否定时器计时2秒，有2秒转步骤8；
步骤5、判断是否定时器计时4秒，有4秒转步骤9；
步骤6、转步骤2循环执行；
步骤7、执行移动信号命令，定时器清零，转步骤2循环执行；
步骤8、执行左单击命令，转步骤2循环执行；
步骤9、执行左双击命令，定时器清零，转步骤2循环执行。
其中，所述初始化配置包括单片机函数、接口初始化和对协议转换模块的驱动。
优选的，所述步骤2的处理包括头部朝前、后、左、右任意方向倾斜到设定好的最小头部倾斜角时，单片机发出的朝下、上、左、右方向匀速移动的命令。
再者，所述倾角传感器为SCA60C单轴角度传感器。
进一步，所述USB协议转换模块为PDIUSBD12。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明利用传感器的检测与比较判别电路的判断，得出适合单片机处理的信号，使无臂残疾人可以透过头部倾斜来实现对电脑光标的控制；其次该头控式体感鼠标利用单片机的静止定时实现左击和左双击；最后该头控式体感鼠标解决了无臂残疾人无法正常使用鼠标的问题，且舒适，方便，让他们可以轻松控制电子终端。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2是本发明中比较判别电路的原理图；
图3是本发明中单片机处理信号的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明一种头控式体感鼠标，包括依次电连接的感应模块1、单片机处理模块2和USB协议转换模块3，其中感应模块1用于检测头部倾斜情况，单片机处理模块2用于处理该感应模块1输出信号，USB协议转换模块3用于接收该单片机处理模块2输出信号并输送至电子终端，USB协议转换模块3为PDIUSBD12，完成单片机与电子终端(如电脑等)的对接，所有VCC为5V的电压，由电脑USB口的VCC供电。感应模块1检测头部四个方向上的倾斜信号，倾斜信号经由单片机处理模块2分析判断后输出信号驱动USB协议转换模块3，对电子终端光标的进行控制。
上述感应模块1包括两相互垂直设置的倾角传感器和比较判决电路。倾角传感器采用SCA60C，是一款单轴角度传感器。利用两个倾角传感器垂直放置可以实现对四个方向的倾斜检测，通过比较判决电路得到单片机可处理的数字信号。
如图2所示，该比较判决电路包括4个比较器和6个分压电阻，其中比较器采用Lm339，一比较器对应连接有三个分压电阻(R1、R2、R3)，R1和R3的电阻值相同，且R1和R2的结点电压、R2和R3的结点电压分别为该比较器的基准电压；另一比较器对应连接有三个分压电阻(R6、R7、R8)，R6和R8的电阻值相同，且R6和R7的结点电压、R7和R8的结点电压分别为该比较器的基准电压。所述倾角传感器输出两路模拟信号(Vo1、Vo2)，通过4个比较器进行比较判别输出四路信号，四路输出信号P2.0～P2.3接到单片机的四个I/O口，不倾斜时输出端口输出的是高电平，倾斜时输出端口是低电平。
本发明通过输入信号和基准电压的比较判断头部向哪一方向倾斜，改变的R1、R2、R3电阻的比值可以改变使电脑光标移动时的头部倾斜的最小角度，R2与R1的比值越大，使电脑光标移动时的头部倾斜的最小角度越大。
上述单片机处理模块2的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、单片机上电复位，进行初始化配置，该初始化配置包括单片机函数、接口初始化和对协议转换模块的驱动；
步骤2、单片机和电子终端完成协议问答之后对头部倾斜状态进行检测，检测四路信号进行信号处理，头部朝前、后、左、右任意方向倾斜到设定好的最小头部倾斜角时，单片机发出的朝下、上、左、右方向匀速移动的命令；判断否有移动信号，有信号转步骤7；
步骤3、头部不倾斜时，单片机发出电子终端光标静止命令，单片机定时器计时；
步骤4、判断是否定时器计时2秒，有2秒转步骤8；
步骤5、判断是否定时器计时4秒，有4秒转步骤9；
步骤6、转步骤2循环执行；
步骤7、执行移动信号命令，定时器清零，转步骤2循环执行；
步骤8、执行左单击命令，转步骤2循环执行；
步骤9、执行左双击命令，定时器清零，转步骤2循环执行。
本发明的工作流程为：设备可根据需要设计成头戴式或耳带式，设备戴在头上后，用户可通过倾斜头部控制电脑光标的移动方向：头部向左倾斜，电脑光标向左移动；头部向右倾斜，电脑光标向右移动；头部前倾斜，电脑光标向下移动；头部向后倾斜，电脑光标向上移动。(倾斜角度临界值可根据用户需要自行调节)，当用户使电脑光标停止运动2秒后，鼠标自动执行左击功能，再静止2秒后鼠标执行左双击功能。

Claims (5)

1.一种头控式体感鼠标，其特征在于：包括依次电连接的用于检测头部倾斜状态的感应模块(1)、处理该感应模块(1)输出信号的单片机处理模块(2)以及接收该单片机处理模块(2)输出信号并输送至电子终端的USB协议转换模块(3)，所述感应模块(1)检测头部四个方向上的倾斜信号，倾斜信号经由单片机处理模块(2)分析判断后输出信号驱动USB协议转换模块(3)，对电子终端光标的进行控制；所述感应模块(1)包括两相互垂直设置的倾角传感器和比较判决电路，该比较判决电路包括4个比较器和6个分压电阻，其中一对比较器对应连接有三个分压电阻(R1、R2、R3)，R1和R3的电阻值相同，且R1和R2的结点电压、R2和R3的结点电压分别为该比较器的基准电压；另一对比较器对应连接有三个分压电阻(R6、R7、R8)，R6和R8的电阻值相同，且R6和R7的结点电压、R7和R8的结点电压分别为该比较器的基准电压；所述倾角传感器输出两路模拟信号(Vo1、Vo2)，通过4个比较器进行比较判别输出四路信号；所述单片机处理模块(2)的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、单片机上电复位，进行初始化配置；
步骤2、单片机和电子终端完成协议问答之后对头部倾斜状态进行检测，检测四路信号进行信号处理，判断否有移动信号，有信号转步骤7；
步骤3、头部不倾斜时，单片机发出电子终端光标静止命令，单片机定时器计时；
步骤4、判断是否定时器计时2秒，有2秒转步骤8；
步骤5、判断是否定时器计时4秒，有4秒转步骤9；
步骤6、转步骤2循环执行；
步骤7、执行移动信号命令，定时器清零，转步骤2循环执行；
步骤8、执行左单击命令，转步骤2循环执行；
步骤9、执行左双击命令，定时器清零，转步骤2循环执行。
2.根据权利要求1所述的头控式体感鼠标，其特征在于：所述初始化配置包括单片机函数、接口初始化和对协议转换模块的驱动。
3.根据权利要求1所述的头控式体感鼠标，其特征在于：所述步骤2的处理包括头部朝前、后、左、右任意方向倾斜到设定好的最小头部倾斜角时，单片机发出的朝下、上、左、右方向匀速移动的命令。
4.根据权利要求1所述的头控式体感鼠标，其特征在于：所述倾角传感器为SCA60C单轴角度传感器。
5.根据权利要求1所述的头控式体感鼠标，其特征在于：所述USB协议转换模块(3)为PDIUSBD12。
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