“Wave”家电控制指环

　　手势识别技术基于DTW动态时间规整算法的模板匹配，计划预设8-10种通用手势，以后可加入手势学习功能，用户自定义手势。

2.4 BLE蓝牙模块

　　BLE蓝牙模块采用了TI公司的 CC2541芯片的蓝牙低功耗(BLE)模块。该模块能够满足作品对通信的要求，并且便于使用手机与作品通信，进行配置。指环和红外收发模块各需要一块CC2541芯片。

2.5 红外学习与重放

　　红外学习与重放采用一体化接收头VS1838B。接收与解调可以使用一种集红外接收、解调和放大于一体的一体化红外接收器，不需要太多外接元件，就能完成从红外接收到输出与TTL电平兼容的信号所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。红外重放与红外学习实现电路如图6所示。

2.6 手机端“红外小伙伴”

　　手机端“红外小伙伴”手机应用软件安装在用户智能手机上。它控制红外信号的学习和配置手势对应关系。运行“红外小伙伴”应用的手机需要硬件支持BLE，同时运行Android 4.3以上系统。目前，市场上支持BLE的主流手机有小米3、三星GalaxyS4、Note3、iphone5s等。硬件支持BLE的手机尚未成为主流，但是在下一代旗舰至中端手机上已经可以大量见到BLE的身影。可以说，在不远的将来BLE一定会得到迅速普及。“红外小伙伴’界面如图7所示。

2.7 供电

　　本系统采用3.7V聚合物锂电池供电。使用TP4057锂电池充电管理芯片进行充电管理，可直接通过USB充电。使用MCP1700T低压差稳压芯片将锂电池电压稳至3.3V，供STM32、传感器、蓝牙使用。

3 总结与展望

　　本作品将体感技术与可穿戴计算技术运用在家电控制上，提出了一种无障碍的，用户友好的体感手势控制方式，并且可以通过红外学习控制任意家电。相对于采用机器视觉的手势识别方案，本作品采用的可穿戴式手势控制技术没有方向、位置的限制。只要在红外收发器模块的信号范围内，都可以对家电进行控制。

3.1 自定义手势学习

　　我们定义了预设8-10种通用手势，以后可加入手势学习功能，实现用户自定义手势学习。在指环侧面做出指定的学习手势，指环进入手势学习模式;指环侧面的指示灯显示二进制数字，代表当前学习的手势编号。用户此时按照使用流程做出几遍对应手势即可完成学习。一个手势学习完成后，指示灯会指示进行下一个手势的学习。

3.2 基于指向的家电选择

　　在设备选择方式上，目前我们采用的选择设备方法为电容触摸，预计将来可以将室内定位技术整合在“Wave”中。结合室内定位，通过室内定位技术获取用户所在的大概位置，结合预设的环境地图，可以知道用户当前与各个设备的相对方向;再通过指环携带的地磁传感器获得指环的指向，就可以选出指环当前指向的设备。

3.3 小型化

　　要想真正把本作品制成指环，关键在于小型化。从芯片尺寸来说，目前选型的各个芯片勉强能达到要求，但是小还不够。另外，小型化在电路板方面可结合柔性电路，电池可以应用异型电池等技术和产品，最终实现真正的“指环”。

参考文献：

　　[1]刘蓉, 刘明. 基于三轴加速度传感器的手势识别[J]. Computer Engineering, 2011, 37(24)

　　[2]永虹, 炜, 立平. STM32 系列 ARM Cortex-M3 微控制器原理与实践[M]. 北京航空航天大学出版社, 2008

　　[3] 丁武锋, 庄严, 周春阳. MCU 工程师炼成记: 我和 MSP430 单片机[J]. 中国科技信息, 2013, 21: 028

　　[4]荣群. Protel DXP 2004 SP2 原理图与 PCB 设计[M]. 电子工业出版社, 2007

　　[5]荆雷, 马文君, 常丹华. 基于动态时间规整的手势加速度信号识别[J]. 传感技术学报, 2012, 25(1): 72-76

　　[6]Liu J, Zhong L, Wickramasuriya J, et al. uWave: Accelerometer-based personalized gesture recognition and its applications[J]. Pervasive and Mobile Computing, 2009, 5(6): 657-675

　　[7]Wu J, Pan G, Zhang D, et al. Gesture recognition with a 3-d accelerometer[M]//Ubiquitous intelligence and computing. Springer Berlin Heidelberg, 2009: 25-38