[發明專利]人機交互指環及實現方法

在審

• 申請號: 201410792448.1
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104407719A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 龐輝;夏連杰;李延波;劉勝杰;劉金棟;高麗哲;俞光日;時勇
• 申請（專利權）人: 天津七一二通信廣播有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

本發明涉及電子電路，動作記錄設備，特別涉及一種人機交互指環電路及實現方法?。

背景技術

目前常見的人機交互大都通過鼠標、遙控器、圖像識別等方法實現。鼠標需要在一個操作面上操作，遙控器使用時需要拿起來，占用了手抓握的功能，圖像識別方法系統復雜，成本較高切識別準確度受到環境影響較大。

發明內容

本發明的目的就是為克服現有技術的不足，針對上述題，提供一種人機交互指環及實現方法?，本方案旨在采用集成芯片、柔性PCB板、PCB印制天線實現一種新型的，可直接佩戴在手指上進行人機交互的指環。

本發明是通過這樣的技術方案實現的：?一種人機交互指環，其特征在于，包括環形結構的指環外殼，在指環外殼的環上有一個長方形殼，長方形殼內部安裝微處理器MSP430F2X1、加速度傳感器MMA7455、射頻電路、電池、柔性電路板及UHF?PCB印制天線，天線上蓋有可透過電磁波的ABS材料的蓋板；

微處理器MSP430F2X1、加速度傳感器MMA7455、射頻電路、電池均通過焊接方式連在柔性電路板上，柔性電路板一半位置，柔性電路板另一半為印制天線，柔性電路板包在電池外側，芯片靠近指環環形結構一側，天線在另一側，通過ABS蓋板覆蓋，組裝后蓋板起到封閉整個電路在指環外殼內部的作用；整個指環由內部電池供電工作；微處理器MSP430F2X1內置EPC?Class1?Gen2協議，將指環虛擬成UHF電子標簽；

加速度傳感器MMA7455通過SPI接口的SCLK、SDI、SDO端連接到微處理器MSP430F2X1的SPI端口上，通過CS1片選信號選通；兩個中斷信號INT1、INT2連接在微處理器MSP430F2X1的1個GPIO口上；

射頻電路由單芯片UHF射頻發射器及周邊電路構成，其核心芯片采用可編程ASK/FSK發送器MAX7057，可編程ASK/FSK發送器MAX7057的SPI接口的SCLK、SDI端也連接到微處理器MSP430F2X1的SPI端口上，通過CS2片選信號選通；DIN、ENBALE和GPO連接微處理器MSP430F2X1的3個GPIO口；

可編程ASK/FSK發送器MAX7057產生可編程的UHF射頻信號，經RFout端口發送到天線。

所述人機交互指環的實現方法，其特征在于，通過內部的加速度傳感器MMA7455，檢測佩戴者的手部運動，通過微處理器MSP430F2X1進行運動解算，計算出動作類型，然后將對應的動作類型代碼通過射頻電路,按照EPC?Class1?Gen2協議標準調制到UHF載波上，經天線發出，通過UHF頻段的RFID標簽閱讀器，計算機即可接收到動作代碼，達到人機交互的目的，本指環需要配合一個UHF頻段的超高頻閱讀器，將指環發出的數據讀取并傳給電腦；

具體實現步驟如下：

步驟1、由于佩戴者手部動作，加速度傳感器MMA7455觸發中斷，產生中斷信號INT1，通知微處理器有動作發生；

步驟2、微處理器MSP430F2X1被中斷喚醒，退出休眠，選通CS1，發起SPI操作，通知加速度傳感器MMA7455轉換加速度值并再次休眠；

步驟3、加速度轉換完成后發起中斷INT2，處理器選通CS1，發起SPI操作讀出加速度值，根據加速度值的變化進行動作解算；

步驟4、解算出動作類型后通過選通CS2，發起SPI操作，初始化射頻芯片，然后將動作類型代碼按照EPC?Class1?Gen2協議通過DIN發送到射頻芯片調制，調制后的信號通過RFout端口發送到印制天線；

步驟5、連接在計算機端的UHF閱讀器接收到指環發來的信號并傳給計算機，完成計算機感知人手部動作的過程。

本發明的有益效果：本發明提供一種人機交互指環。本方案旨在采用集成芯片、柔性PCB板、PCB印制天線實現一種新型的，可直接佩戴在手指上進行人機交互的指環。成本低，識別準確度不受環境影響。實現了通過加速度變化感知手部動作；實現了在指環內將動作預處理成動作代碼；將指環虛擬成UHF的電子標簽，將加速度值通過軟件放置在標簽協議的數據區內；

通過UHF標簽閱讀器，讀取數據區內的加速度數據，傳到電腦，從而實現電腦對人手部動作的感知。

附圖說明

圖1、指環結構軸測圖A；

圖2、指環結構軸測圖B；

圖3、電路結構圖；

圖4、應用場景；

圖5、數據流向；

圖6、軟件狀態轉換圖。