[發明專利]一種眼鏡鼠標的設計及實現方法

在審

• 申請號: 202110282287.1
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113093902A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王新;陳先鋒;黃玉清;高存淵;徐冉
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0354
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種眼鏡鼠標，其特征在于：包括USB接收器和眼鏡主體；所述USB接收器包括：USB接收器電源模塊、USB接收器主控制器模塊和USB接收器無線通信模塊，用于接收眼鏡主體發送的鼠標指針移動的數據和鼠標功能的命令，并將接收的數據和命令發送給電腦進行處理；所述眼鏡主體包括：腳部控制器和眼鏡主板。

2.根據權利要求1所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：

所述USB接收器電源模塊由電腦為USB接收器供電，并外接一個500mA的保險絲用于保護電路；

所述USB接收器主控制器模塊由STM32F103C8T6單片機和外圍電路組成；

所述USB接收器無線通信模塊由NRF24L01芯片和外圍電路組成；

接收過程是STM32F103C8T6單片機通過SPI協議與NRF24L01芯片進行通信接收眼鏡主體發送的鼠標指針移動的數據和鼠標功能的命令；

發送過程是STM32F103C8T6單片機通過USB協議與電腦進行通信。

3.根據權利要求1所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述腳部控制器包括：腳部控制器電源模塊、腳部控制器主控制器模塊、腳部控制器無線通信模塊和按鍵模塊，用于實現生成鼠標功能的命令，并將生成的命令發送給眼鏡主板。

4.根據權利要求3所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述腳部控制器電源模塊由腳部控制器充電模塊和腳部控制器供電模塊組成；腳部控制器充電模塊由TP4056芯片和外圍電路組成；腳部控制器供電模塊由SGM2028芯片和外圍電路組成，供電電壓為3.3V。

5.根據權利要求3所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述腳部控制器主控制器模塊由STM32F103C8T6單片機和外圍電路組成。

6.根據權利要求3所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述腳部控制器無線通信模塊由NRF24L01芯片和外圍電路組成。

7.根據權利要求3所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述按鍵模塊由兩個按鍵和外圍電路組成；兩個按鍵分別置于左腳和右腳下，當腳放下時，按鍵的狀態為0；當腳抬起時，按鍵的狀態為1；

發送過程是STM32F103C8T6單片機通過SPI協議與NRF24L01芯片進行通信發送鼠標功能的命令到眼鏡主板。

8.根據權利要求1所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述眼鏡主板包括：眼鏡主板電源模塊、眼鏡主板主控制器模塊、頭部姿態檢測模塊和眼鏡主板無線通信模塊，用于接收鼠標功能的命令和頭部姿態的數據并解析和處理，將解析和處理后的數據發送給USB接收器進行響應。

9.根據權利要求8所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述眼鏡主板電源模塊由眼鏡主板充電模塊和眼鏡主板供電模塊組成；其中眼鏡主板充電模塊由TP4056芯片和外圍電路組成；眼鏡主板供電模塊由SGM2028芯片和外圍電路組成，供電電壓為3.3V；

所述眼鏡主板主控制器模塊由STM32F103C8T6單片機和外圍電路組成；

所述頭部姿態模塊由MPU6050芯片和外圍電路組成；

所述眼鏡主板無線通信模塊由NRF24L01芯片和外圍電路組成；

接收過程是STM32F103C8T6單片機通過SPI協議與NRF24L01芯片進行通信，接收腳部控制器傳來的鼠標功能的命令；

發送過程是STM32F103C8T6單片機通過SPI協議與NRF24L01芯片進行通信，發送鼠標指針移動的數據和鼠標功能的命令至USB接收器；

解析和處理的過程是STM32F103C8T6單片機通過IIC協議讀取MPU6050的姿態數據，經過卡爾曼濾波融合算法處理后得到角度數據，并將角度數據轉化為鼠標指針移動的位移量；采用的轉化公式為：

其中，θ表示角度數據的差值，η表示鼠標移動的靈敏度，γ表示鼠標指針移動的位移量。

10.根據權利要求1所述一種眼鏡鼠標，其特征在于：所述鼠標功能包括：單擊左鍵、雙擊左鍵、按住左鍵不動、單擊右鍵、單擊滾輪和滾輪移動；其中，滾輪移動是在滾輪狀態下，通過鼠標指針的移動來實現；

所述單擊左鍵識別動作是：通過左腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)，然后再接下來的2秒內無動作；

所述雙擊左鍵識別動作是：通過左腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)，然后再接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)；

所述按住左鍵不動的識別動作是：通過左腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內無動作，在此之后進入按住左鍵不動的狀態；當再次通過左腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內無動作，則按住左鍵不動的狀態釋放；

所述單擊右鍵識別動作是：通過右腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)，然后再接下來的2秒內無動作；

所述單擊滾輪識別動作是：通過右腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)，然后再接下來的2秒內再次抬(狀態為1)放(狀態為0)；

所述進入滾輪狀態識別動作是：通過右腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內無動作，在此之后進入滾輪狀態，此時可以通過鼠標指針的移動來實現滾輪的移動；當再次通過右腿抬(狀態為1)放(狀態為0)來觸發，然后接下來的2秒內無動作，則滾輪狀態釋放。