一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕及控制方法
2023-07-17 18:45:26 1
一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕及控制方法，該無線藍牙虛擬儀器旋鈕包括主電路板，所述主電路板的下表面設有單片機、顏色傳感器以及用於旋鈕固定的透明吸盤；所述主電路板的上表面上設有旋轉編碼器和用於發送顏色RGB值和旋鈕旋動編碼信息的藍牙通信模塊；所述主電路板上還設有為主電路板供電的可充電電池。本發明通過顏色傳感器識別旋鈕所在顯示器區域的虛擬儀器界面顏色，經過單片機處理後由藍牙通信模塊發送顏色和旋鈕旋轉編碼到計算機，虛擬儀器軟體結合顯示器顯示的虛擬儀器界面不同區域的顏色和接收到的顏色編碼的對應關係確定旋鈕的位置和功能，並根據旋鈕旋動信息完成相應功能的虛擬儀器參數調整。
【專利說明】一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及虛擬儀器旋鈕的研究領域，特別涉及一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕及控制方法。
【背景技術】
[0002]虛擬儀器，就是以通用計算機為核心的硬體平臺上，由用戶設計定義虛擬面板，由測試軟體實現數位訊號處理和測試功能的一種計算機儀器系統。使用者用滑鼠鍵盤或者觸控螢幕操作虛擬面板，就如同使用一臺專用測量儀器。隨著計算機速度的提高，軟體可以實現更多以前靠硬體實現的功能。
[0003]一般情況下，虛擬儀器在通用計算機的硬體平臺上運行的時候，我們的輸入設備就是滑鼠、鍵盤和觸控螢幕。相比起真實的儀器，虛擬儀器缺乏真實的專用按鍵、旋鈕，操作體驗、操作靈活性、操作精度都有一定的局限性。假如每一個虛擬旋鈕都配置專用的硬體控制面板旋鈕，不僅靈活性會下降，而且會帶來成本和開發周期的壓力，這樣就大大局限了虛擬儀器的開發，埋沒了虛擬儀器的「軟體就是儀器」的優點。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕。
[0005]本發明的另一目的在於，提供一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕的控制方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0007]—種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，包括主電路板，所述主電路板的下表面設有用於採集顏色RGB值和旋轉編碼器旋動編碼的單片機、用於對旋鈕所在的虛擬儀器顯示器區域顏色進行識別的顏色傳感器以及用於旋鈕固定在顯示屏的透明吸盤；所述主電路板的上表面上設有旋轉編碼器和用於發送顏色RGB值和旋轉編碼器旋動編碼信息的藍牙通信模塊；所述主電路板上還設有為主電路板供電的可充電電池。
[0008]優選的，所述顏色傳感器設置在主電路板和透明吸盤之間。
[0009]優選的，所述單片機為STC12C5A60S2、MCS-51內核單片機或、ARM內核單片機。
[0010]優選的，所述顏色傳感器為TCS230。
[0011 ] 優選的，所述藍牙通信模塊為HC-05。
[0012]優選的，所述旋轉編碼器為帶開關的旋轉編碼器。
[0013]優選的，所述可充電電池為小型可充電鋰電池。
[0014]為了達到上述第二目的，本發明採用以下技術方案:
[0015]一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕的控制方法，包括下述步驟:
[0016]S1、計算機運行的虛擬儀器軟體界面顯示在顯示器上，在不同功能區域顯示不同顏色；
[0017]S2、將無線藍牙虛擬儀器旋鈕通過透明吸盤吸附在顯示器上虛擬儀器界面的功能區域；
[0018]S3、當無線藍牙虛擬儀器旋鈕產生旋動時，單片機對旋動信息和旋鈕顏色傳感器信息進行採集處理後，利用無線藍牙發射模塊發送旋動和顏色信息到運行虛擬儀器軟體的計算機藍牙接收端；
[0019]S4、計算機接收到無線旋鈕通過藍牙傳輸過來的旋動和顏色信息後，虛擬儀器軟體結合顯示器顯示的虛擬儀器界面不同區域的顏色和接收到的顏色編碼的對應關係確定顏色編碼信息所對應的旋鈕的位置和功能，並根據旋鈕旋動信息完成相應功能的參數調節;
[0020]S5、當旋鈕改變吸附位置時，所在區域的顏色隨也會改變，旋鈕的功能也隨之改變。
[0021]優選的，當無線藍牙虛擬儀器旋鈕發生旋轉動作時，單片機將顏色信息和旋鈕旋轉信息同時通過單片機UART串口傳輸給藍牙通信模塊，進而通過藍牙發射模塊傳輸給上位機，便於上位機進行旋鈕位置和旋轉動作的判斷。
[0022]優選的，步驟S3中，單片機處理信息的步驟為:
[0023]S31、初始化；
[0024]S32、判斷編碼器是否發生旋轉，若是，判斷旋轉的方向和大小，執行下一步；
[0025]S33、判斷顏色傳感器的顏色；
[0026]S34、發射旋轉和顏色信息到藍牙通信模塊。
[0027]本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0028]1、本發明通過顏色傳感器識別旋鈕所在顯示器區域的虛擬儀器界面顏色，經過單片機處理後由藍牙發射顏色和旋鈕旋轉編碼到計算機，計算機虛擬儀器軟體結合虛擬儀器顯示界面不同功能區域顏色和接收到的顏色信息的對應關係確定旋鈕所在的虛擬儀器界面位置和功能，根據旋鈕旋動信息確定參數調節的方向和大小，完成相應功能的虛擬儀器參數調整。
[0029]2、本發明的旋鈕採用透明吸盤固定在顯示器屏幕，不阻擋顏色傳感器識別顯示器顏色的光路，同時達到可自由移動的目的。
[0030]3、本發明旋鈕可以自動根據所在虛擬儀器界面的功能區域的顏色改變參數調節功能，旋鈕可以在顯示器上靈活移動，顯示器顯示的虛擬儀器界面不同功能區域顯示有不同顏色，由顏色設定旋鈕的不同功能；因此該虛擬儀器旋鈕可成為一個自識別、可軟體設置的通用旋鈕，達到根據旋鈕所在顯示器位置自適應改變旋鈕功能的目的。
[0031]4、本發明旋鈕採用真實的旋轉編碼器做為參數調節旋鈕，不同於虛擬顯示的旋鈕，在操作體驗、操作靈活性、操作精度方面達到真實儀器的性能，同時具有虛擬儀器的軟體靈活設置的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發明虛擬儀器旋鈕的結構示意圖；
[0033]圖2是本發明虛擬儀器旋鈕的側面結構示意圖；
[0034]圖3是本發明虛擬儀器旋鈕的底面結構示意圖；
[0035]圖4是本發明主電路板的電路原理圖；
[0036]圖5是本發明單片機的信息處理流程圖。
[0037]附圖標號說明:1、旋鈕帽；2、旋轉編碼器；3、藍牙通信模塊；4、主電路板；5、單片機；6、電池插座；7、顏色傳感器；8、透明吸盤。
【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
[0039]實施例
[0040]如圖1、圖2、圖3所示，本實施例一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，包括主電路板4，所述主電路板的上表面上設有旋轉編碼器2和藍牙通信模塊3，所述旋轉編碼器上設有旋鈕帽I ;所述主電路板的下表面上設有透明吸盤8、單片機5以及顏色傳感器7，所述主電路板上還設有為主電路板供電的可充電電池，所述可充電電池通過電池插座6與主電路板連接；顏色傳感器7設置在主電路板4和透明吸盤8之間；本發明的虛擬儀器旋鈕通過透明吸盤8吸附在虛擬儀器顯示器表面，通過顏色傳感器7對旋鈕所在的顯示器區域的顏色進行識別，在旋扭發生旋動時，通過藍牙通信模塊3發送顏色RGB值和旋鈕旋動編碼到計算機藍牙接收端，計算機虛擬儀器軟體結合收到的顏色編碼和虛擬儀器界面不同區域顯示的顏色的對應關係確定旋鈕的位置和功能，並根據旋轉編碼完成相應顯示區域的虛擬儀器參數調節功能，達到一個旋鈕根據所在屏幕區域，完成相應的不同參數調節功能的目的。本發明的無線藍牙虛擬儀器旋鈕可將普通顯示器轉變為可靈活配置的虛擬儀器調節面板，具有真實旋鈕操作的靈活和直觀性，又具有虛擬儀器的軟體自動識別和靈活設置功倉泛。
[0041]如圖4所示，本實施例中，所述單片機5為STC12C5A60S2 ;所述顏色傳感器7為TCS230，所述藍牙通信模塊3為HC-05，所述顏色傳感器TCS230、藍牙通信模塊HC-05分別與單片機STC12C5A60S2連接；所述單片機5也可用MCS-51內核或者ARM內核單片機替代；所述顏色傳感器7也可用其他光到頻率轉換傳感器替代；所述藍牙通信模塊3也可用其他模擬串口數據傳輸藍牙模塊替代，即符合本實施例技術方案的型號均適用於本申請。
[0042]為了更好的實施例本發明的技術方案，本實施例中所述旋轉編碼器2為帶開關的機械式增量旋轉編碼器；所述可充電電池為小型可充電鋰電池。
[0043]如圖5所示，本實施例基於顏色識別的虛擬儀器旋鈕的控制方法，包括下述步驟:
[0044]S1、計算機運行的虛擬儀器軟體界面顯示在顯示器上，在不同功能區域顯示不同顏色。
[0045]S2、將無線藍牙虛擬儀器旋鈕通過透明吸盤吸附在顯示器上虛擬儀器界面的功能區域；
[0046]S3、當無線藍牙虛擬儀器旋鈕產生旋動時，單片機對旋動信息和旋鈕顏色傳感器信息進行採集處理後，利用無線藍牙發射模塊發送旋鈕旋動和顏色信息到運行虛擬儀器軟體的計算機藍牙接收端；具體流程是:
[0047]S31、判斷編碼器是否發生旋轉，若是，單片機通過脈衝相位確定旋轉的方向和旋轉脈衝數量，從而確定參數調節的方向和大小；進而執行下一步；
[0048]S32、判斷顏色傳感器的顏色；在時間基準時間內所測得的TCS230傳來的脈衝數就是所對應的R、G和B的值；
[0049]S33、發射旋轉和顏色信息到藍牙通信模塊；
[0050]S4、計算機接收到無線旋鈕通過藍牙傳輸過來的旋動和顏色信息後，虛擬儀器軟體結合顯示器顯示的虛擬儀器界面不同區域的顏色和接收到的顏色編碼的對應關係確定顏色編碼信息所對應的旋鈕的位置和功能，並根據旋鈕旋動信息完成相應功能的參數調節;
[0051]S5、當旋鈕改變吸附位置時，所在區域的顏色隨也會改變，旋鈕的功能也隨之改變。
[0052]當旋鈕發生旋轉動作時，單片機將顏色信息和旋鈕旋轉信息同時通過UART串口傳輸給藍牙通信模塊，進而通過藍牙發射模塊傳輸給上位機，便於上位機進行旋鈕位置和旋轉動作的判斷。
[0053]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，包括主電路板，所述主電路板的下表面設有用於採集顏色RGB值和旋轉編碼器旋動編碼的單片機、用於對旋鈕所在的虛擬儀器顯示器區域的顏色進行識別的顏色傳感器以及用於旋鈕固定的透明吸盤；所述主電路板的上表面上設有旋轉編碼器和用於發送顏色RGB值及旋轉編碼器旋動編碼信息的藍牙通信模塊；所述主電路板上還設有為主電路板供電的可充電電池。
2.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述顏色傳感器設置在主電路板和透明吸盤之間。
3.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述單片機為STC12C5A60S2、MCS-51內核單片機或ARM內核單片機。
4.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述顏色傳感器為TCS230。
5.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述藍牙通信模塊為HC-05。
6.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述旋轉編碼器為帶開關的機械式增量旋轉編碼器。
7.根據權利要求1所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕，其特徵在於，所述可充電電池為小型可充電鋰電池。
8.根據權利要求1-7中任一項所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕的控制方法，其特徵在於，包括下述步驟: 51、計算機運行的虛擬儀器軟體界面顯示在顯示器上，在不同功能區域顯示不同顏色； 52、將無線藍牙虛擬儀器旋鈕通過透明吸盤吸附在顯示器上虛擬儀器界面的功能區域； 53、當無線藍牙虛擬儀器旋鈕產生旋動時，單片機對旋動信息和旋鈕顏色傳感器信息進行採集處理後，利用無線藍牙發射模塊發送旋動和顏色信息到運行虛擬儀器軟體的計算機藍牙接收端； 54、計算機接收到無線旋鈕通過藍牙傳輸過來的旋動和顏色信息後，虛擬儀器軟體結合顯示器顯示的虛擬儀器界面不同區域的顏色和接收到的顏色編碼的對應關係確定顏色編碼信息所對應的旋鈕的位置和功能，並根據旋鈕旋動信息完成相應功能的參數調節； 55、當旋鈕改變吸附位置時，所在區域的顏色隨也會改變，旋鈕的功能也隨之改變。
9.根據權利要求8所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕的控制方法，其特徵在於，當無線藍牙虛擬儀器旋鈕發生旋轉動作時，單片機將顏色信息和旋鈕旋轉信息同時通過UART串口傳輸給藍牙通信模塊，進而通過藍牙發射模塊傳輸給上位機，便於上位機進行旋鈕位置和旋轉動作的判斷。
10.根據權利要求8所述基於顏色識別的無線藍牙虛擬儀器旋鈕的控制方法，其特徵在於，步驟S3中，單片機處理信息的步驟為: . 531、初始化；. 532、判斷編碼器是否發生旋轉，若是，判斷旋轉的方向和大小，執行下一步；. 533、判斷顏色傳感器的顏色；
S34、發射旋轉和顏色信息到藍牙通信模塊。
【文檔編號】G06F3/01GK104360744SQ201410693711
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】劉朝輝, 熊建文, 吳先球 申請人:華南師範大學