基于慣性傳感器的體感手環(huán)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-12-24 08:58
針對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程中需要手握激光筆遙控PowerPoint幻燈片翻頁(yè)和話筒出現(xiàn)嘯叫的問(wèn)題,文章設(shè)計(jì)了體感手環(huán)教學(xué)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用基于藍(lán)牙傳輸?shù)臒o(wú)線控制結(jié)構(gòu),對(duì)體感手環(huán)的慣性傳感器和接收裝置等硬件電路和軟件流程進(jìn)行設(shè)計(jì),重點(diǎn)研究并提出了基于慣性傳感器的手勢(shì)動(dòng)作定義和特征提取,并對(duì)話筒嘯叫消除的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行論述;實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,系統(tǒng)識(shí)別向左或右、向上或下一揮的手勢(shì)動(dòng)作成功率在92%以上,誤動(dòng)作率在4%以內(nèi),能夠控制PowerPoint幻燈片向上或向下翻頁(yè)以及控制無(wú)線話筒的音量大小,可以實(shí)時(shí)緩解話筒嘯叫引起的干擾,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效果。
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2020,28(08)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
體感手環(huán)由慣性傳感器、微控制器和無(wú)線數(shù)據(jù)模塊組成。微控制器從慣性傳感器獲取手勢(shì)動(dòng)作數(shù)據(jù),算法處理后,對(duì)手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行定義,并提取手勢(shì)特征,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定手勢(shì)動(dòng)作的識(shí)別,然后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊把手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的特征代碼傳輸給教學(xué)接收裝置。手環(huán)總體如圖2所示。2.2 慣性傳感器電路設(shè)計(jì)
在體感手環(huán)中,手勢(shì)動(dòng)作由慣性傳感器MPU6050采集數(shù)據(jù)。慣性傳感器原理如圖3所示,通過(guò)I2C控制總線2個(gè)引腳與微控制器通信[5-6]。如果微控制器內(nèi)部該引腳已有上拉電阻,則電阻R2和R3可以省略。圖3中芯片第12引腳INT是中斷功能,如搖晃、自由落體等均可觸發(fā)產(chǎn)生中斷信號(hào),在本設(shè)計(jì)中沒(méi)用到中斷,所以該引腳懸空;芯片第9引腳AD0通過(guò)電阻R1接地,設(shè)置該引腳為低電平,此時(shí)器件地址設(shè)置為十六進(jìn)制數(shù)0x68。微控制器通過(guò)總線讀取芯片的器件地址數(shù)據(jù)是否為0x68,可作為判斷微控制器與MPU6050之間I2C通信是否正確的依據(jù)。硬件電路連接正確,提供合適的工作電源3.3V,MPU6050上電默認(rèn)時(shí)鐘是內(nèi)部8MHz振蕩器,微控制器與MPU6050之間底層驅(qū)動(dòng)通信的時(shí)序也正確的前提下,微控制器首先對(duì)MPU6050的寄存器進(jìn)行軟件初始化配置,主要有電源管理寄存器1、陀螺儀配置寄存器、加速度計(jì)配置寄存器、采樣頻率分頻器寄存器、中斷使能寄存器以及電源管理寄存器2等,接下來(lái)就是讀取原始數(shù)據(jù),從而獲取手勢(shì)動(dòng)作數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。2.3 手勢(shì)動(dòng)作定義
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]體感手環(huán)控制幻燈片翻頁(yè)方法及裝置設(shè)計(jì)[J]. 鄧筠,陳崇輝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2019(03)
[2]高精度高靈敏體感空中鼠標(biāo)的發(fā)射端設(shè)計(jì)[J]. 高菲,劉龍,鞠爾男,張強(qiáng). 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(02)
[3]基于Android手機(jī)的健康調(diào)理手環(huán)設(shè)計(jì)[J]. 陳崇輝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2015(12)
[4]體感交互技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀述評(píng)[J]. 李青,王青. 遠(yuǎn)程教育雜志. 2015(01)
[5]智能交直流電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 胡仕兵,趙敏智. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2014(08)
[6]基于微加速度計(jì)的無(wú)線教鞭的設(shè)計(jì)[J]. 汪濤,張持健. 電子設(shè)計(jì)工程. 2014(10)
[7]基于PT2257的數(shù)字音量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊紅. 清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(03)
碩士論文
[1]具有慣性解耦功能的車輪力傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐正正.東南大學(xué) 2017
[2]基于手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器的動(dòng)態(tài)手勢(shì)認(rèn)證方法[D]. 苗敏敏.江南大學(xué) 2015
[3]基于Procam交互系統(tǒng)的自然手勢(shì)識(shí)別方法研究[D]. 羅信.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3550197
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2020,28(08)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
體感手環(huán)由慣性傳感器、微控制器和無(wú)線數(shù)據(jù)模塊組成。微控制器從慣性傳感器獲取手勢(shì)動(dòng)作數(shù)據(jù),算法處理后,對(duì)手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行定義,并提取手勢(shì)特征,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定手勢(shì)動(dòng)作的識(shí)別,然后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊把手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的特征代碼傳輸給教學(xué)接收裝置。手環(huán)總體如圖2所示。2.2 慣性傳感器電路設(shè)計(jì)
在體感手環(huán)中,手勢(shì)動(dòng)作由慣性傳感器MPU6050采集數(shù)據(jù)。慣性傳感器原理如圖3所示,通過(guò)I2C控制總線2個(gè)引腳與微控制器通信[5-6]。如果微控制器內(nèi)部該引腳已有上拉電阻,則電阻R2和R3可以省略。圖3中芯片第12引腳INT是中斷功能,如搖晃、自由落體等均可觸發(fā)產(chǎn)生中斷信號(hào),在本設(shè)計(jì)中沒(méi)用到中斷,所以該引腳懸空;芯片第9引腳AD0通過(guò)電阻R1接地,設(shè)置該引腳為低電平,此時(shí)器件地址設(shè)置為十六進(jìn)制數(shù)0x68。微控制器通過(guò)總線讀取芯片的器件地址數(shù)據(jù)是否為0x68,可作為判斷微控制器與MPU6050之間I2C通信是否正確的依據(jù)。硬件電路連接正確,提供合適的工作電源3.3V,MPU6050上電默認(rèn)時(shí)鐘是內(nèi)部8MHz振蕩器,微控制器與MPU6050之間底層驅(qū)動(dòng)通信的時(shí)序也正確的前提下,微控制器首先對(duì)MPU6050的寄存器進(jìn)行軟件初始化配置,主要有電源管理寄存器1、陀螺儀配置寄存器、加速度計(jì)配置寄存器、采樣頻率分頻器寄存器、中斷使能寄存器以及電源管理寄存器2等,接下來(lái)就是讀取原始數(shù)據(jù),從而獲取手勢(shì)動(dòng)作數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。2.3 手勢(shì)動(dòng)作定義
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]體感手環(huán)控制幻燈片翻頁(yè)方法及裝置設(shè)計(jì)[J]. 鄧筠,陳崇輝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2019(03)
[2]高精度高靈敏體感空中鼠標(biāo)的發(fā)射端設(shè)計(jì)[J]. 高菲,劉龍,鞠爾男,張強(qiáng). 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(02)
[3]基于Android手機(jī)的健康調(diào)理手環(huán)設(shè)計(jì)[J]. 陳崇輝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2015(12)
[4]體感交互技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀述評(píng)[J]. 李青,王青. 遠(yuǎn)程教育雜志. 2015(01)
[5]智能交直流電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 胡仕兵,趙敏智. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2014(08)
[6]基于微加速度計(jì)的無(wú)線教鞭的設(shè)計(jì)[J]. 汪濤,張持健. 電子設(shè)計(jì)工程. 2014(10)
[7]基于PT2257的數(shù)字音量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊紅. 清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(03)
碩士論文
[1]具有慣性解耦功能的車輪力傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐正正.東南大學(xué) 2017
[2]基于手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器的動(dòng)態(tài)手勢(shì)認(rèn)證方法[D]. 苗敏敏.江南大學(xué) 2015
[3]基于Procam交互系統(tǒng)的自然手勢(shì)識(shí)別方法研究[D]. 羅信.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3550197
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