本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種藍(lán)牙空中鼠標(biāo)。

背景技術(shù)：

空中鼠標(biāo)是一種輸入設(shè)備，像傳統(tǒng)鼠標(biāo)一樣操作屏幕光標(biāo)，卻不需要放在任何平面上，在空中晃動或點(diǎn)擊進(jìn)行使用。空中鼠標(biāo)極大的方便了用戶，例如使用空中鼠標(biāo)可移動電腦、電視屏幕上的光標(biāo)，使用自由方便；在PPT演講、多媒體教學(xué)中，通過空中鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)操作和翻頁等功能，使演講者和授課者的活動空間不再局限于鼠標(biāo)位置。目前的空中鼠標(biāo)常采用NRF2.4G無線發(fā)送模塊進(jìn)行通訊，受通訊方式限制使一些智能電子設(shè)備無法應(yīng)用空中鼠標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供一種藍(lán)牙空中鼠標(biāo)，通過內(nèi)部傳感器捕捉人的手部動作轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)在二維平面中的位移，并通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸給智能設(shè)備，從而控制屏幕光標(biāo)的移動。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種藍(lán)牙空中鼠標(biāo)，包括殼體、按鍵以及設(shè)置在殼體內(nèi)的姿態(tài)傳感器模塊、主控板單元、藍(lán)牙HID模塊，其中，

姿態(tài)傳感器模塊，用于捕捉手部動作，并將采集的信號傳輸給主控板單元；

主控板單元包括微處理器單元和電源管理單元；

藍(lán)牙HID模塊用于將位移信息和按鍵信息發(fā)送給設(shè)備；

微處理器單元，用于讀取姿態(tài)傳感器模塊的數(shù)據(jù)和微處理器單元上的按鍵信息，并將接收到的信息進(jìn)行處理傳輸至藍(lán)牙HID模塊；

電源管理單元由3.7V鋰電池、充電單元和穩(wěn)壓電路組成，用于為姿態(tài)傳感器模塊、微處理器單元和藍(lán)牙HID模塊提供穩(wěn)定的3.3V及5V電源。

所述姿態(tài)傳感器模塊采用姿態(tài)傳感器mpu6050。

本實(shí)用新型的藍(lán)牙空中鼠標(biāo)采用姿態(tài)傳感器測量捕捉手部動作，讓鼠標(biāo)擺脫了桌面的限制，相比于滾輪式的空中鼠標(biāo)，操作靈敏度更高，操作更便捷；相比于攝像頭的動作捕捉方案價格更低廉。同時采用藍(lán)牙無線傳輸方案，很多智能設(shè)備中內(nèi)置藍(lán)牙，相比于2.4GHZ方案，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2和圖3是本實(shí)用新型的主控板單元的電路原理圖。

圖4是本實(shí)用新型的程序流程圖。

圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例剖面構(gòu)造示意圖。

圖中1姿態(tài)傳感器模塊，2主控板單元，3藍(lán)牙HID模塊，4微處理器單元，5電源管理單元，6電池，7按鍵，8殼體，9電源開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型如圖1和圖4所示，包括殼體8、按鍵7以及設(shè)置在殼體8內(nèi)的姿態(tài)傳感器模塊1、主控板單元2、藍(lán)牙HID模塊3。

姿態(tài)傳感器模塊1，用于捕捉手部動作，并將采集的信號傳輸給主控板單元2；主控板單元2包括微處理器單元4和電源管理單元5；藍(lán)牙HID模塊3用于將位移信息和按鍵信息發(fā)送給設(shè)備；微處理器單元4，用于讀取姿態(tài)傳感器模塊1的數(shù)據(jù)和單元上的按鍵信息，并將接收到的信息進(jìn)行處理傳輸至藍(lán)牙HID模塊3；電源管理單元5由3.7v鋰電池、充電單元和穩(wěn)壓電路組成，用于為姿態(tài)傳感器模塊1、微處理器單元4和藍(lán)牙HID模塊3提供穩(wěn)定的3.3V及5V電源。

本實(shí)用新型中姿態(tài)傳感器模塊采用姿態(tài)傳感器mpu6050，對姿態(tài)傳感器進(jìn)行水平安裝即Z軸向前X軸向右，Y軸向上，利用姿態(tài)傳感器mpu6050捕捉手部動作，得到X軸、Y軸、Z軸的加速度Ax、Ay、Az和角速度Gx，Gy，Gz，主控芯片stm32f103c8t6讀取上述數(shù)據(jù)進(jìn)行四元數(shù)互補(bǔ)濾波公式計(jì)算得到q0、q1、q2、q3，再利用四元數(shù)轉(zhuǎn)歐拉角公式

gx = 2 * (q1*q3 - q0*q2)；

gy = 2 * (q0*q1 + q2*q3)；

gz = q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3；

yaw = atan2f(2*q1*q2 - 2*q0*q3, 2*q0*q0 + 2*q1*q1 - 1) * 57.3；

pitch = atanf(gx / sqrt(gy*gy + gz*gz)) * 57.3；

roll = atanf(gy / sqrt(gx*gx + gz*gz)) * 57.3；

得到翻滾角roll，再利用三角函數(shù)公式得到roll角的正弦值sint和余弦值cost，并代入公式：

X= (Gy * sin_t) +(Gx * cost);

Y= (Gx * sin_t) +(Gy * cost);

計(jì)算出的二維平面位移X和Y，同時stm32f103c8t6芯片也會不斷讀取其上的左右按鍵狀態(tài)Rl和Rr，并將位移值X和Y，按鍵狀態(tài)Rl和Rr四個數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙HID模塊傳輸給電腦或者智能設(shè)備。

主控板單元包括微處理器單元和電源管理單元，其電路原理參見圖2，微處理器單元采用stm32f103c8t6作為核心處理芯片，stm32f103c8t6的引腳30和引腳31分別與藍(lán)牙HID模塊的RXD引腳和TXD引腳相連接；stm32f103c8t6的引腳42和引腳43分別與姿態(tài)傳感器的SCL引腳和SDA引腳連接；stm32f103c8t6的引腳11和引腳12分別與微動按鍵SL和微動按鍵SR連接，微動按鍵SL和微動按鍵SR接地；stm32f103c8t6的引腳5和引腳6之間并聯(lián)晶振X1，晶振X1的引腳1和引腳2分別于與電容C1和電容C2串聯(lián)，電容C1和C2接地；stm32f103c8t6的引腳20與電阻R1串聯(lián)，電阻R1接地；stm32f103c8t6的引腳44接地；stm32f103c8t6的引腳7同時串聯(lián)電阻RT和電容CT，電阻RT接3.3V電路，電容CT接地；stm32f103c8t6的引腳23、引腳35、引腳47和引腳8接地；stm32f103c8t6的引腳1、引腳24、引腳36、引腳45和引腳9接3.3V電路；stm32f103c8t6的引腳18串聯(lián)二極管D4負(fù)極，二極管D4正極串聯(lián)電阻RD2，電阻RD2接3.3V電路。

電源管理單元包括XC6206P332MR 芯片和TP4057芯片，XC6206P332MR 芯片的引腳1接地；XC6206P332MR 芯片的引腳2同時連接3.3V電路和電容C11，電容C11接地；XC6206P332MR 芯片的引腳3同時連接3.7V電路和電容C10，電容C10接地；TP4057芯片引腳1連接二極管D1負(fù)極，二級管D1正極串聯(lián)電阻R3，電阻R3接外部5V電源；TP4057芯片的引腳2接地；TP4057芯片的引腳3同時連接電源開關(guān)引腳2和電池正極，電源開關(guān)的引腳1接3.7V電路，電池負(fù)極接地；TP4057芯片的引腳4同時連接外部5V電源和電容C9，電容C9接地；TP4057芯片的引腳5接而二極管D2負(fù)極，二極管D2正極接電阻R3；TP4057芯片引腳6接電阻R2，電阻R2接地；3.3V電路與地之間并聯(lián)電容C5、電容C6、電容C7和電容C8；3.3V電路串聯(lián)電阻RD1，電阻RD1連接二極管D3正極，二極管D3負(fù)極接地。

本實(shí)用新型的藍(lán)牙空中鼠標(biāo)的程序流程如圖3所示：使用時，打開電源開關(guān)9，將想要控制的智能設(shè)備的內(nèi)置藍(lán)牙或外部藍(lán)牙適配器與藍(lán)牙HID模塊3配對連接，連接完成后將設(shè)備的按鍵7所在端對準(zhǔn)屏幕，將空中鼠標(biāo)向希望光標(biāo)移動的方向移動，此時姿態(tài)傳感器模塊1會自動捕捉三軸的加速度Ax、Ay和Az和角速度Gx、Gy和Gz等數(shù)據(jù)，微處理器單元4讀取上述數(shù)據(jù)進(jìn)行四元數(shù)互補(bǔ)濾波得到q0，q1，q2，q3四個值，并將上述四值通過四元數(shù)轉(zhuǎn)歐拉角公式計(jì)算得到翻滾角roll，同時微處理器單元4計(jì)算出roll角的正弦值sint和余弦值cost配合加速度Gx和Gy計(jì)算出位移值X和Y，并將處理完的位移值與按鍵狀態(tài)傳送給藍(lán)牙HID模塊3，進(jìn)而操縱設(shè)備屏幕光標(biāo)。

本實(shí)用新型相比于普通的利用NRF2.4G無線發(fā)送模塊進(jìn)行通訊的空中鼠標(biāo)，該空中鼠標(biāo)利用更為普遍的藍(lán)牙通訊方式，對于沒有藍(lán)牙功能的電腦可以外接USB適配器進(jìn)行使用，對于無法外接USB設(shè)備的便攜電子設(shè)備，例如手機(jī)等，可以直接連接設(shè)備內(nèi)部藍(lán)牙進(jìn)行使用，大大提高了空中鼠標(biāo)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用場合。具有操作靈敏度高、使用便捷、通用性高，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。