[发明专利]一种节能的基于动作识别的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及家用电器，照明，玩具，可穿戴设备，报警产品等的启动以及控制装置，此 装置内置震动传感器，在人为动作驱动下，实现装置唤醒并实现后续的控制。

背景技术

传统的家电(电视机、空调)都使用遥控器，这些遥控器常为多键按钮式摇控器，其目 的在于实现复杂的多功能操作。而在日常生活中，常常只需简单的开/关控制(如：空调设置 好了，每天只需进行开启和关闭操作)，但由于遥控器面板上按钮较多，因此需要认真查看 才能完成操作。日常生活中还有其他设备只需简单的操作控制，如：照明以及防盗报警器。 随着智能化的发展，人们希望获得更简单的遥控产品。

还有，各种传统的电子玩具设备采用按键或者拨动开关来实现操作，因此大大降低了娱 乐体验效果，而且经常会因为忘记关机而在下次使用时必须匆忙充电或者更换电池。

随着智能手机的普及，其中的加速度传感器应用得到迅速的推广和应用开发，因此出现 大量通过简单的动作，或者手势来进行设备控制的方法和产品。这类产品即利用加速度计来 感知人为施加的震动或者翻转等，并以此发出相应的指令实现控制。这类控制器通常包括以 下几个部分：电源，加速度传感器，微控制器MCU，控制输出模块。智能手机则是此类控制器 (或者智能设备)的最复杂实例。但是，这类设备通常需要始终保持在工作状态，而电池的 容量有限，因此这类控制器无法达到传统按键式控制器所能实现的寿命(这里指更换一次电 池或者完成一次充电遥控器的使用时间)。另外，这些智能设备大多对详细的加速值(二轴、 三轴加速度，或者多轴角加速度等)进行分析，因此电路控制较复杂，对MCU的要求也较高。

另外，震动开关(包括弹簧型和滚珠型两大类)作为一种小型的经济型节能开关，也被 用于各种电子设备的控制中，其中最常见的应用就是小孩的发光跑鞋。这些控制只是简单利 用了开关功能，没有进行更深的智能开发。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种节能的控制器，本发明的另一目的是提供一种可完成动作(或 姿态)识别的控制器。

本发明的控制器同样包括如前所述的几个部分：电源，加速度传感器，微控制器MCU，控 制输出模块。为实现节能，控制输出模块通常需保持在非工作状态(或断电状态，该功能由 微控制器的虚拟开关提供)，微控制器MCU需要保持在节能休眠状态，而加速度传感器保持在 全工作状态或者待机状态。当加速度传感器感应到震动时，其输出信号可以触发微控制器MCU 的中断，并唤醒MCU进入动作捕捉识别，最终发出控制指令。而且，在震动消失超过设定时间 后，MCU关闭控制输出模块的供电，必要时也会触发加速度传感器进入休眠状态，MCU随后自 动进入休眠节能状态。当然，以可以给控制器设定休眠动作模式，只有微处理器捕捉到要求 休眠的动作，立即进入休眠模式，因此可以实现更多节能。

本文中，对节能状态的定义和叙述包括：休眠状态，休闲状态，掉电状态，停机状态等， 或者指相对于正常工作状态的耗电量明显降低的状态。

本发明的一实施例为：加速度传感器选用模拟输出型号，其1个(或多个)输出口与微控 制器的唤醒中断口连接。中断口连接数取决于加速计的维度数，如果是3轴的，则3维输出连 接3个MCU的中断输入口，保证各种维度的震动均能独立启动系统。当加速计感应到震动时， 其输出电压值发生变化(从高压值变成低压值，或者从低压转换成高压值)，形成可触发中 断的上升沿或者下降沿，因此实现MCU的唤醒。对于各种智能设备，唤醒后不会马上去执行控 制，这是为了避免一些人为误操作或者消除环境干扰。MCU唤醒后，需要进一步采样完成动作 识别，再确认动作手势后完成设备控制。

本发明中，MCU不会像其他已公布的手势控制设备一样去采用加速度数据，而是依然保持 中断(或者高低电平)采样状态(即开始对加速计输出的电平进行统计和分析)，因此可以 省去信号的A/D转换，而且，信号的分析将更简单。

本发明的一种信号分析方法如下：MCU由中断唤醒后，等待加速计恢复到静止状态(如0.2 秒内无新的中断)，然后重新计时，记录随后50-1000ms内的中断次数，若超过设定的值，则 判定为真实的人为操作。更多的手势识别策略可以在已公布文献或者专利中找到。