本發(fā)明屬于可穿戴領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)合傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)的可穿戴式單指操控無線鼠標裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

鼠標是最常用的電腦輸入設(shè)備，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，鼠標直接影響著人們的利用電腦辦公的效率，目前的鼠標有有線光電鼠標，無線鼠標和空中鼠標等。傳統(tǒng)的有線鼠標的基本原理為利用紅外線或激光檢測鼠標器的位移，然后通過USB接口和電腦相連。無線鼠標亦采用光電檢測的原理，不同的通過無線傳輸實現(xiàn)無線控制?？罩惺髽藙t采用紅外圖像識別。上述鼠標在人們的生活中得到廣泛的應(yīng)用，但是仍然存在以下不足：

首先，有線鼠標和無線鼠標多采用紅外線或激光檢測鼠標器的位移的原理，對接觸面要求高，一旦接觸面凹凸不平或者有強反光，會影響其使用的靈敏度。

第二，由于有線鼠標和無線鼠標多采用光電檢測的原理，故有線鼠標和無線鼠標的使用離不開接觸面，使用者只能在接觸面上進行二維操作，操作鼠標時手勢長期保持相同姿勢，容易造成手部和肩部疲勞，更嚴重者，由于手腕關(guān)節(jié)長期密集、反復(fù)和過度的活動，導(dǎo)致人體的血管和神經(jīng)在手腕處長期受到擠壓，而產(chǎn)生鼠標手（腕管綜合癥）。

第三，現(xiàn)今游戲和娛樂設(shè)備發(fā)展迅猛，需要更多更加便捷地控制電腦的方式，例如：識別手部的左右動作進而和PC互動，傳統(tǒng)鼠標雖然能夠在一定程度上滿足需求，但是操作范圍局限于接觸面這一二維平面上，使用者的體驗并不好。

第四，現(xiàn)今的空中鼠標雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在空中的三維操作，但是多采用光學的原理，通訊距離較短，使用者操作鼠標時需要在一定的范圍之內(nèi)，使用者的手部離開其檢測范圍則不能操作，且其操作仍然需要兩個手指，不夠便捷。例如專利：一種新型的空中鼠標 [專利申請?zhí)枺?015104397819 ]

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)存的鼠標不能靈活操作等缺點，提高其操作的靈活度、舒適度，本發(fā)明提出一種可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置及其控制方法，具體技術(shù)方案如下。

可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置和方法，由穿戴在使用者手上的可穿戴鼠標端和通過USB接口插在電腦的PC通信端組成。使用時只要將穿戴鼠標端戴在手指上，同時將PC通信端插在電腦的USB接口上面即可?？纱┐魇髽硕说氖种感盘柌杉K采集手指的動作信號，然后經(jīng)過手勢解析模塊進行動作解析，得到使用者的單只手指動作，上述手指動作可以是手指的單向運動，也可以是手指連續(xù)運動形成的特定的軌跡?？纱┐魇髽硕说臒o線發(fā)送模塊將解析后的手指動作通過無線通信的方式發(fā)送給PC通信端的無線接收模塊，無線接收模塊獲取無線信息后，解析出相應(yīng)的手勢動作信息，USB通信模塊從無線接收模塊獲取信息，向PC端發(fā)出指令，進而實現(xiàn)單只手指控制電腦。

所述的可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置，包括可穿戴鼠標端和PC通信端兩大部分，可穿戴鼠標端穿戴在使用者手上。PC端通信端則通過USB接口插在電腦上。

進一步地，所述可穿戴鼠標端包括手指信號采集模塊、手勢解析模塊、無線發(fā)送模塊、電源模塊和位置固定模塊，且各個模塊為一整體固定在一起。其中，手指信號采集模塊負責采集使用者的手指的加速度和角速度，包含加速度采集單元、角速度采集單元、濾波單元和信號放大單元；加速度采集單元和角速度采集單元負責采集手指的加速度和角速度，濾波單元對采集到的信號進行濾波以減少干擾，信號放大單元則對采集到的信號進行放大，便于后期的信號處理。

進一步地，所述手勢解析模塊負責解析使用者的手指動作，例如手指在空中運動的方向以及手指在空中運動的軌跡等。手勢解析模塊包括數(shù)字控制單元、存儲單元和運算單元，一旦手指信號采集模塊完成數(shù)據(jù)采集的信號，數(shù)字控制單元則會控制運算單元對采集到的信號進行動作解析，得到具體的手指動作，并把相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲在存儲單元。

進一步地，所述無線發(fā)送模塊負責將解析出來的手指動作發(fā)送到PC通信端。無線發(fā)送模塊包括數(shù)字控制單元、數(shù)據(jù)加密單元和無線發(fā)射單元，數(shù)字控制單元接收到手勢解析模塊完成手勢解析的命令后，則控制數(shù)據(jù)加密單元將解析后的手指動作信息進行加密，然后通過無線發(fā)射單元將加密后的信息發(fā)送出去。

進一步地，上述電源模塊負責為整機提供電源，為了減輕整一個鼠標的重量，方便操作者操作，同時考慮到鼠標的功耗較低，此處電源采用紐扣電池。當然，亦可以采用usb接口充電或無線充電）。

上述可穿戴鼠標端的固定模塊是為了使可穿戴鼠標能夠更好的固定在使用者的手上。

所述的可穿戴式單指操控無線鼠標裝置的PC通信端包括無線接收模塊，數(shù)據(jù)解析模塊和USB通信模塊。這三部分是一個整體，直接通過USB連接在PC獲得供電。其中，無線接收模塊負責接收無線傳輸來的手指動作信息，包括數(shù)字控制單元、解密單元和無線接收單元。數(shù)字控制單元控制無線接收單元接收到來自無線發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)，然后控制解密單元對接收到的數(shù)據(jù)進行解密，得到手指動作信息。

上述數(shù)據(jù)解析模塊負責將接收到的手指動作信息解析為USB指令，方便與USB模塊進行通信。

上述USB模塊負責將手指動作信息發(fā)送到PC端，通過USB協(xié)議來控制電腦的部分操作。包括數(shù)字控制單元和存儲單元，數(shù)字控制單元通過USB協(xié)議與電腦進行通信，根據(jù)手指動作信息來控制電腦的部分操作，如：鼠標的移動等等。存儲單元負責存儲手機動作信息。

另外，本發(fā)明也包含可穿戴式單指操控無線鼠標的控制方法，具體包括以下步驟：

步驟1：手指動作信息采集。使用者將可穿戴鼠標佩戴于任意一只手指之上并固定在手上后，上電并檢查可穿戴鼠標端和PC通信端的連接狀態(tài)，確認連接后，可穿戴鼠標開始采集使用者的單只手指的加速度和角速度的數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波等前期數(shù)據(jù)處理，得到較為精準的單只手指動作信息

步驟2：手指動作信息解析。采集到使用者的單只手指動作信息后，可穿戴鼠標解析出使用者的單指動作，例如：使用者手指的運動方向，使用者手指在空中的運行軌跡等。

步驟3：無線數(shù)據(jù)傳輸。手指動作信息解析后，可穿戴鼠標的利用無線發(fā)送模塊將這些數(shù)據(jù)加密后發(fā)送出去，便于遠程操控電腦。

步驟4：無線數(shù)據(jù)接收。手指動作信息被發(fā)送出去之后，PC通信端通過無線接收模塊可以遠程接收到手指動作信息，并把信息解析成USB命令。

步驟5：操控電腦。手指動作通過無線數(shù)據(jù)接收和解析后，與USB模塊進行通信，USB模塊通過USB協(xié)議與電腦進行通信，實現(xiàn)單指對電腦的操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

1.本發(fā)明將鼠標與可穿戴技術(shù)進行融合，是對可穿戴技術(shù)的一次新的嘗試，具有以下優(yōu)勢：利用手指動作解析和無線通信等多種技術(shù)，實現(xiàn)鼠標的單手指、空中三維操作，極大的方便了鼠標使用者的操作。

2.本發(fā)明實現(xiàn)的鼠標單手指空中操作，使得使用者的手部不必長時間固定在同一位置、保持同一姿勢，有利于減少鼠標手的產(chǎn)生，有利于鼠標使用者的身體健康。

3.本發(fā)明的鼠標體積小，能夠佩戴于手上，方便使用者攜帶。

4.本發(fā)明采用無線通信的技術(shù)，如ZigBee，通信距離遠，方便對電腦實現(xiàn)遠程控制

附圖說明 圖1是本發(fā)明所述的可穿戴式單指操控無線鼠標裝置的結(jié)構(gòu)框

圖2是本發(fā)明所述的可穿戴鼠標端的示意圖

圖3是本發(fā)明所述的PC通信端的示意圖

圖4是本發(fā)明實施例的工作步驟流程圖

具體實施方式 本實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明，但本發(fā)明的實施和保護不限于此，需指出的是，以下若有未特別詳細說明之過程如計算過程，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的。

如圖1所示，是本發(fā)明所述的可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置，包括可穿戴鼠標端和PC通信端。使用時只要將可穿戴單指鼠標戴在手上，同時將PC通信端插在電腦的USB接口上面即可。鼠標的手指信號采集模塊采集手指的動作信號，然后經(jīng)過手勢解析模塊進行動作解析，得到使用者的手勢動作，上述手勢動作可以是手指的單向運動，也可以是手指連續(xù)運動形成的特定的軌跡。鼠標的無線發(fā)送模塊將解析后的手指動作通過無線通信的方式發(fā)送給PC通信端的無線接收模塊，無線接收模塊獲取無線信息后，解析出相應(yīng)的手勢動作信息，USB通信模塊從無線接收模塊獲取信息，向PC端發(fā)出指令，進而控制電腦。

如圖2所示，是本發(fā)明所述的可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置的可穿戴鼠標端的示意圖，較小的環(huán)佩戴于使用者的手指上，上面放置了手指信號采集模塊201和手指動作解析模塊202，較大的環(huán)佩戴于使用者的手腕上，上面放置了無線發(fā)送模塊203和電源模塊204，它們均由塑料材質(zhì)構(gòu)成，將電路模塊封裝于內(nèi)部，兩者之間通過纖維帶連接。這兩個環(huán)構(gòu)成了固定模塊205，使得可穿戴鼠標可以很好的固定在使用者的手上。201是手指信號采集模塊利用傳感器采集手指的加速度和角速度的數(shù)據(jù)，202是手指動作解析模塊負責將手機信號采集模塊采集到的數(shù)據(jù)解析成手指動作，上述手勢動作可以是手指的單向運動，也可以是手指連續(xù)運動形成的特定的軌跡。203是無線發(fā)送模塊，負責對解析后的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)加密和無線發(fā)送，204是電源模塊，負責為整機提供電源，為了減輕整一個鼠標的重量，方便操作者操作，同時考慮到鼠標的功耗較低，此處電源采用紐扣電池。

如圖3所示是本發(fā)明所述的可穿戴式的單指操控的無線鼠標的裝置的PC通信端的示意圖，其中無線接收模塊301負責接收無線傳輸模塊發(fā)送的加密信息，并對數(shù)據(jù)進行解密，得到手指動作信息。數(shù)據(jù)解析模塊302負責將接收到的手指動作信息解析為了USB指令，方便與USB模塊進行通信。USB模塊303負責將手指動作信息發(fā)送到PC端，通過USB協(xié)議來控制電腦的部分操作。包括數(shù)字控制單元和存儲單元，數(shù)字控制單元通過USB協(xié)議與電腦進行通信，根據(jù)手指動作信息來控制電腦的部分操作，如：鼠標的移動等等。存儲單元負責存儲手機動作信息。

下面結(jié)合圖4，對本發(fā)明的運行過程進行描述：

步驟1：手指動作信息采集。使用者將可穿戴鼠標佩戴于單只手指之上并固定在手上后，可穿戴鼠標開始采集使用者的手指的加速度和角速度的數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波等前期數(shù)據(jù)處理，得到較為精準的手指動作信息

步驟2：手指動作信息解析。采集到使用者的單只手指動作信息后，可穿戴鼠標采用的傳感器如現(xiàn)有加速度傳感器或角速度傳感器相對應(yīng)的計算方法解析出使用者的手指動作，例如：使用者手指的運動方向，使用者手指在空中的運行軌跡等。

步驟3：無線數(shù)據(jù)傳輸。手指動作信息解析后，可穿戴鼠標的利用無線發(fā)送模塊將這些數(shù)據(jù)加密后發(fā)送出去，便于遠程操控電腦。

步驟4：無線數(shù)據(jù)接收。手指動作信息被發(fā)送出去之后，PC通信端通過無線接收模塊可以遠程接收到手指動作信息，并把信息解析成USB命令。

步驟5：操控電腦。手指動作通過無線數(shù)據(jù)接收和解析后，與USB模塊進行通信，USB模塊通過USB協(xié)議與電腦進行通信，實現(xiàn)單只手指對電腦的操作。