一种眼镜鼠标的设计及实现方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其是涉及一种眼镜鼠标的设计及实现方法。

背景技术

随着现代社会生活节奏的加快，人们对很多东西的使用也越发要求从简。鼠标作为一种计算机输入设备就是为了使计算机的操作更加简便，通过使用鼠标点击几个菜单,就可以代替那些烦琐的输入命令，大大简化了计算机操作的复杂程度(王伟光.“木头盒子的变迁”—鼠标的发展历史[J].电脑知识与技术,2006,5(13):71-73；王庆武.小鼠标大文章[J].中国电子商情,2001(16):15-16.)但是在日常生活中，我们需要在使用鼠标的同时从事其他活动，长时间使用鼠标的人们迫切需要鼠标能在现有的基础上将效率提到更高。

传统鼠标无论是有线鼠标，无线鼠标还是触摸板鼠标一直都未出现商品级的创意性变革。虽然目前有几种专利提出了将鼠标与眼镜相结合的初步概念，但要么是眼镜上安装的传感器太多太笨重，连镜片上都需要装有传感器如中国专利公开号CN103576340A一种具有鼠标功能的眼镜，要么是采用了眨眼这种难以判别是生理性眨眼还是操作性眨眼的极易出现差错的控制手段如中国专利公开号CN105260017A眼镜鼠标及其工作方法，导致市场上一直未能出现用于实际的具有鼠标功能的眼镜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种眼镜鼠标的设计及实现方法。用户可以通过头部和脚部的运动控制实现鼠标的功能，而无需手动的移动鼠标，该发明具有提高用户办公效率和提升用户体验的优点。

为实现所述目的，本发明采取以下的技术方案:

一种眼镜鼠标的设计及实现方法，所述眼镜鼠标包括：USB接收器和眼镜主体。

所述USB接收器包括：USB接收器电源模块、USB接收器主控制器模块和USB接收器无线通信模块，用于接收眼镜主体发送的鼠标指针移动的数据和鼠标功能的命令，并将接收的数据和命令发送给电脑进行处理。

所述USB接收器电源模块由电脑为USB接收器供电，并外接一个500mA的保险丝用于保护电路。

所述USB接收器主控制器模块由STM32F103C8T6单片机和外围电路组成。

所述USB接收器无线通信模块由NRF24L01芯片和外围电路组成。

所述接收过程是STM32F103C8T6单片机通过SPI协议与NRF24L01芯片进行通信接收眼镜主体发送的鼠标指针移动的数据和鼠标功能的命令。

所述发送过程是STM32F103C8T6单片机通过USB协议与电脑进行通信。

所述眼镜主体包括：脚部控制器和眼镜主板。

所述脚部控制器包括：脚部控制器电源模块、脚部控制器主控制器模块、脚部控制器无线通信模块和按键模块，用于实现生成鼠标功能的命令，并将生成的命令发送给眼镜主板。

所述脚部控制器电源模块由脚部控制器充电模块和脚部控制器供电模块组成。其中脚部控制器充电模块由TP4056芯片和外围电路组成；脚部控制器供电模块由SGM2028芯片和外围电路组成，供电电压为3.3V。

所述脚部控制器主控制器模块由STM32F103C8T6单片机和外围电路组成。

所述脚部控制器无线通信模块由NRF24L01芯片和外围电路组成。

所述按键模块由两个按键和外围电路组成。两个按键分别置于左脚和右脚下，当脚放下时，按键的状态为0；当脚抬起时，按键的状态为1。

所述发送过程是STM32F103C8T6单片机通过SPI协议与NRF24L01芯片进行通信发送鼠标功能的命令到眼镜主板。

所述眼镜主板包括：眼镜主板电源模块、眼镜主板主控制器模块、头部姿态检测模块和眼镜主板无线通信模块，用于接收鼠标功能的命令和头部姿态的数据并解析和处理，将解析和处理后的数据发送给USB接收器进行响应。

所述眼镜主板电源模块由眼镜主板充电模块和眼镜主板供电模块组成。其中眼镜主板充电模块由TP4056芯片和外围电路组成；眼镜主板供电模块由SGM2028芯片和外围电路组成，供电电压为3.3V。

所述眼镜主板主控制器模块由STM32F103C8T6单片机和外围电路组成。

所述头部姿态模块由MPU6050芯片和外围电路组成。

所述眼镜主板无线通信模块由NRF24L01芯片和外围电路组成。

所述接收过程是STM32F103C8T6单片机通过SPI协议与NRF24L01芯片进行通信，接收脚部控制器传来的鼠标功能的命令。

所述发送过程是STM32F103C8T6单片机通过SPI协议与NRF24L01芯片进行通信，发送鼠标指针移动的数据和鼠标功能的命令至USB接收器。

所述解析和处理的过程是STM32F103C8T6单片机通过IIC协议读取MPU6050的姿态数据，经过卡尔曼滤波融合算法处理后得到角度数据，并将角度数据转化为鼠标指针移动的位移量。采用的转化公式为：

其中，θ表示角度数据的差值，η表示鼠标移动的灵敏度，γ表示鼠标指针移动的位移量。

1.所述鼠标的功能包括：单击左键、双击左键、按住左键不动、单击右键、单击滚轮和滚轮移动。其中，滚轮移动是在滚轮状态下，通过鼠标指针的移动来实现。

所述单击左键识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内无动作。

所述双击左键识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)。

所述按住左键不动的识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，在此之后进入按住左键不动的状态。当再次通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，则按住左键不动的状态释放。

所述单击右键识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内无动作。

所述单击滚轮识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)。

所述进入滚轮状态识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，在此之后进入滚轮状态，此时可以通过鼠标指针的移动来实现滚轮的移动。当再次通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，则滚轮状态释放。

与现有的技术相比，本发明一种眼镜鼠标的设计及实现方法的优点在于：用户可以通过头部和脚部的运动控制实现鼠标的功能，而无需手动的移动鼠标，可以解放用户的双手，并且携带方便，可以提高用户办公效率和提升用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例眼镜鼠标的结构示意图。

图2是本发明实施例眼镜鼠标的USB控制器电路原理图。

图3是本发明实施例眼镜鼠标的眼镜主板电路原理图。

图4是本发明实施例眼镜鼠标的脚部控制器电路原理图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明一种眼镜鼠标的设计及实现方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。未说明的按本领域技术人员常规选择。

本实施例的具体实施方式提供一种眼镜鼠标的设计及实现方法。

如图1所示，本实施例包括：USB接收器和眼镜主体。眼镜主体包括：脚部控制器和眼镜主板。

如图2所示，实施例中USB接收器安装有USB接收器电源模块、USB接收器主控制器模块和USB接收器无线通信模块，用于接收眼镜主体发送的鼠标指针移动的数据和鼠标功能的命令，并将接收的数据和命令发送给电脑进行处理。

如图3所示，实施例中眼镜主板安装有眼镜主板电源模块、眼镜主板主控制器模块、头部姿态检测模块和眼镜主板无线通信模块，用于接收鼠标功能的命令和头部姿态的数据并解析和处理，将解析和处理后的数据发送给USB接收器进行响应。

如图4所示，实施例中脚部控制器安装有脚部控制器电源模块、脚部控制器主控制器模块、脚部控制器无线通信模块和按键模块，用于生成鼠标功能的命令，并将生成的命令发送给眼镜主板，其中鼠标功能的命令由按键模块生成，两个按键分别置于左脚和右脚下，当脚放下时，按键的状态为0；当脚抬起时，按键的状态为1。

实施例中鼠标的功能包括：单击左键、双击左键、按住左键不动、单击右键、单击滚轮和滚轮移动。其中，滚轮移动是在滚轮状态下，通过鼠标指针的移动来实现；鼠标的移动用过头部的移动的来实现。

实施例中单击左键识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内无动作。

实施例中双击左键识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)。

实施例中按住左键不动识别动作是：通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，在此之后进入按住左键不动的状态。当再次通过左腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，则按住左键不动的状态释放。

实施例中单击右键识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内无动作。

实施例中单击滚轮识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)，然后再接下来的2秒内再次抬(状态为1)放(状态为0)。

实施例中进入滚轮状态识别动作是：通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，在此之后进入滚轮状态，此时可以通过鼠标指针的移动来实现滚轮的移动。当再次通过右腿抬(状态为1)放(状态为0)来触发，然后接下来的2秒内无动作，则滚轮状态释放。

本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。