RF通信技术的无线体感控制器研究(共3623字).doc

RF通信技术的无线体感控制器研究(共3623字).docRF 通信技术的无线体感控制器研究(共 362 3字) 摘要: 随着物联网技术快速发展, 人们的生活方式与工作习惯在渐渐发生了改变。面对多种智能化设备, 如何实现对其进行统一化控制成了一个急需解决的问题。本文设计了一种新型体感控制器,其使用基于射频技术的 nRF905 作为通讯模块,以 STM32 为主控芯片,配合使用 MPU6050 等多种传感器实现对手腕动作信息的采集。该控制器实现了对人体特征动作的识别以及对各种智能化设备进行控制, 使用户与智能设备的沟通更加方便, 具有一定的使用价值。关键词:RFID;nRF905; 无线体感控制器;stm32 0 引言近年来,随着智能电视、平板电脑等高科技数码产品的普及与风靡, 通过各种人机交互的实现在用户体验上做到了直观与新鲜。比如来自微软的通过 3D 体感摄影实现动态捕捉、影像辨识的 Kinect; 通过红外摄像头实现追踪全部 10 只手指、识别精度高达 1/100 毫米的 LeapMotion; 以及加拿大创业公司 ThalmicLabs 推出的, 通过探测用户的肌肉产生的生物电活动来达到识别用户手势的 MYO 腕带[1]。可以看出无线体感控制设备正在发挥着推动物联网发展的重要实体角色作用, 因而已然成为当下具有高度需求价值的热点研究方向。本文即围绕这一内容给出系统论述和应用设计。 1 系统方案设计无线体感控制器能够实现通过操作者手势控制任何具有与该设备匹配的通信设备。比如机器小车、电脑光标、无人机等等[2]。本系统用智能小车来模拟被控设备, 通过智能小车的行进轨迹来评价设备的实用性。控制设备的主要工作原理是通过六轴传感器 MPU6050 来进行手势动作的采集, 由 STM32 单片机处理又经 nRF905 发送到被控制的设备上, 受控设备配有相同的通信芯片,接收到数据之后则送入 51 芯片进行处理并执行相应动作[ 3]。 2 系统硬件电路设计本文设计的无线体感控制器可以分为两个工作部分。发射端由主控芯片、 nRF905 无线发射模块、 MPU6050 六轴运动处理模块等组成, 无线体感控制终端框图如图 1 所示。接收端用智能小车进行模拟, 小车由51 主控芯片、直流电机、 nRF90 5 无线发射模块等组成。 无线体感控制终端微控制器电路对于无线体感控制终端,为了收获良好的操作效果、呈现最佳用户交互体验, 选用了六轴运动处理组件来识别用户手势[4]。而且, 基于需要不断采集角度等数据并实时进行数据处理的设计目标指向, 因此上对于微控制器的工作频率以及程序存储器容量均将提出一定的要求。 电源模块电路控制器采用 5V 聚合物锂电池供电, 由于 STM32F103C8T6 单片机与 nRF905 的工作电压都是 3. 3V, 研究选用了 ASM1117 - 稳压芯片来为系统提供 3. 3V 电压。需要一提的是, STM32F103C8T6 分为模拟地和数字地,为了保证其正常工作可将两路电源进行隔离设计, 即在模拟地和数字地之间通过 0Ω电阻实现单点共地。系统以 STM32F103C8T6 单片机为控制核心, STM32F103C8T6 单片机是 3. 3V 供电的低功耗微处理器,工作频率最高可达到 72MHz , 64K 程序存储器,性能比普通 8051 更强大,且成本较低,能够满足更