前言
2014年,用了1个半月做了一套控制系统,系统为残障人群设计的。系统通过体感信号控制家电设备的电源开关,情景设计的大众化,多种场合都可使用。只是训练下自己的能力,貌似不太适合商业应用。
1 项目团队
团队共有4个人,除了我,还有霍某某、周某某、班某某,分别负责了不同部分。我是项目负责人,参与了很多环节的设计。要感谢团队的协作,否则无法总结那次的成功。
2 项目成果
- 设计目标实现。通过体感信号,使用者的确可以控制家电设备电源。
- 功能全面。反应速度还可以,在控制上多种方式结合,很有效。只是脑波控制,还是需要使用者练习一下。
- 获一等奖一项。在华北赛区的TI杯物联网竞赛中,评委们很感兴趣。
3 系统架构
如图:
最上层是收集的体感信号,有语言、手势、姿势、脑波,将这些信息通过Kinect,Leap Motion,MindWave采集处理,在上位机中变成控制信号,通过ZigBee通讯模块发送到继电器控制模块里,即可完成控制。
流程是比较简单的,细节地方比较多,如通讯问题,数据存储问题,指令优先级问题,信号采集处理问题等等。所以做这套系统还是可以磨练技术的,不可以大意。
4 Kinect部分
团队用到的三个主要的硬件平台之一就是Kinect,这是个好东西。语言、手势、姿势的信息都可以采集,比较好。但是其使用距离在1-2米左右(使用者直面该设备的距离),所以有些时候精度不行。所以在手势上,我们用了高精度的Leap来补足。
Kinect是一种三维体感摄像传感器,可以同时获取彩色图像信急和深度图像信急,并可以进行实时人体骨骼跟踪,同时可以麦克风语音输入和语音识别功能。

5 Leap Motion部分
LeapMotion系统可以检测并跟踪手、手指和类似手指的工具。该器件可以在高精确度和高跟踪帧率下工作。
Leap Motion工作流程图:


6 MindWave部分
MindWave是神念科技推出的基于其先进的BCI技术——ThinkGearT组件的脑机接口设备。在使用时,只需戴上MindWave,并将其前臂的采集脑电信号的电极装置放在前额并与其接触,便可对脑电波信号进行采集。MindWave使得脑电波数据采集不再局限于实验室,只需要一台笔记本电脑或者一部智能手机,你就可以在任何地方实时观测到脑电波数据。
7 ZigBee部分
在Zigbee网络中,一个Zigbee节点负责接收信号,其余Zigbee节点分布在空间中负责接受信息,并将信息传递给接收信号的节点。ZigBee网络中,网络协调器,路由器,终端设备的通讯模块的硬件都相同,故在Zigbee网络中只需用设计一种ZigBee通讯模块。
模块显示如图:

8 继电器部分
只是一个简单的东西,贴个图好了。

9 系统功能设计
见下表,不多赘述了。

10 总结
这套控制系统包含的东西非常多,因为时间精力有限,太深入的研究,团队并没有去做。接触之后,感觉要学习的地方还太多。翻过去的,留在心里,回想一下还是有用的。
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