CN104360744A - 一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮及控制方法，该无线蓝牙虚拟仪器旋钮包括主电路板，所述主电路板的下表面设有单片机、颜色传感器以及用于旋钮固定的透明吸盘；所述主电路板的上表面上设有旋转编码器和用于发送颜色RGB值和旋钮旋动编码信息的蓝牙通信模块；所述主电路板上还设有为主电路板供电的可充电电池。本发明通过颜色传感器识别旋钮所在显示器区域的虚拟仪器界面颜色，经过单片机处理后由蓝牙通信模块发送颜色和旋钮旋转编码到计算机，虚拟仪器软件结合显示器显示的虚拟仪器界面不同区域的颜色和接收到的颜色编码的对应关系确定旋钮的位置和功能，并根据旋钮旋动信息完成相应功能的虚拟仪器参数调整。

Description

一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮及控制方法

技术领域

本发明涉及虚拟仪器旋钮的研究领域，特别涉及一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮及控制方法。

背景技术

虚拟仪器，就是以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义虚拟面板，由测试软件实现数字信号处理和测试功能的一种计算机仪器***。使用者用鼠标键盘或者触摸屏操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器。随着计算机速度的提高，软件可以实现更多以前靠硬件实现的功能。

一般情况下，虚拟仪器在通用计算机的硬件平台上运行的时候，我们的输入设备就是鼠标、键盘和触摸屏。相比起真实的仪器，虚拟仪器缺乏真实的专用按键、旋钮，操作体验、操作灵活性、操作精度都有一定的局限性。假如每一个虚拟旋钮都配置专用的硬件控制面板旋钮，不仅灵活性会下降，而且会带来成本和开发周期的压力，这样就大大局限了虚拟仪器的开发，埋没了虚拟仪器的“软件就是仪器”的优点。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮。

本发明的另一目的在于，提供一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮的控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，包括主电路板，所述主电路板的下表面设有用于采集颜色RGB值和旋转编码器旋动编码的单片机、用于对旋钮所在的虚拟仪器显示器区域颜色进行识别的颜色传感器以及用于旋钮固定在显示屏的透明吸盘；所述主电路板的上表面上设有旋转编码器和用于发送颜色RGB值和旋转编码器旋动编码信息的蓝牙通信模块；所述主电路板上还设有为主电路板供电的可充电电池。

优选的，所述颜色传感器设置在主电路板和透明吸盘之间。

优选的，所述单片机为STC12C5A60S2、MCS-51内核单片机或、ARM内核单片机。

优选的，所述颜色传感器为TCS230。

优选的，所述蓝牙通信模块为HC-05。

优选的，所述旋转编码器为带开关的旋转编码器。

优选的，所述可充电电池为小型可充电锂电池。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮的控制方法，包括下述步骤：

S1、计算机运行的虚拟仪器软件界面显示在显示器上，在不同功能区域显示不同颜色；

S2、将无线蓝牙虚拟仪器旋钮通过透明吸盘吸附在显示器上虚拟仪器界面的功能区域；

S3、当无线蓝牙虚拟仪器旋钮产生旋动时，单片机对旋动信息和旋钮颜色传感器信息进行采集处理后，利用无线蓝牙发射模块发送旋动和颜色信息到运行虚拟仪器软件的计算机蓝牙接收端；

S4、计算机接收到无线旋钮通过蓝牙传输过来的旋动和颜色信息后，虚拟仪器软件结合显示器显示的虚拟仪器界面不同区域的颜色和接收到的颜色编码的对应关系确定颜色编码信息所对应的旋钮的位置和功能，并根据旋钮旋动信息完成相应功能的参数调节；

S5、当旋钮改变吸附位置时，所在区域的颜色随也会改变，旋钮的功能也随之改变。

优选的，当无线蓝牙虚拟仪器旋钮发生旋转动作时，单片机将颜色信息和旋钮旋转信息同时通过单片机UART串口传输给蓝牙通信模块，进而通过蓝牙发射模块传输给上位机，便于上位机进行旋钮位置和旋转动作的判断。

优选的，步骤S3中，单片机处理信息的步骤为：

S31、初始化；

S32、判断编码器是否发生旋转，若是，判断旋转的方向和大小，执行下一步；

S33、判断颜色传感器的颜色；

S34、发射旋转和颜色信息到蓝牙通信模块。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过颜色传感器识别旋钮所在显示器区域的虚拟仪器界面颜色，经过单片机处理后由蓝牙发射颜色和旋钮旋转编码到计算机，计算机虚拟仪器软件结合虚拟仪器显示界面不同功能区域颜色和接收到的颜色信息的对应关系确定旋钮所在的虚拟仪器界面位置和功能，根据旋钮旋动信息确定参数调节的方向和大小，完成相应功能的虚拟仪器参数调整。

2、本发明的旋钮采用透明吸盘固定在显示器屏幕，不阻挡颜色传感器识别显示器颜色的光路，同时达到可自由移动的目的。

3、本发明旋钮可以自动根据所在虚拟仪器界面的功能区域的颜色改变参数调节功能，旋钮可以在显示器上灵活移动，显示器显示的虚拟仪器界面不同功能区域显示有不同颜色，由颜色设定旋钮的不同功能；因此该虚拟仪器旋钮可成为一个自识别、可软件设置的通用旋钮，达到根据旋钮所在显示器位置自适应改变旋钮功能的目的。

4、本发明旋钮采用真实的旋转编码器做为参数调节旋钮，不同于虚拟显示的旋钮，在操作体验、操作灵活性、操作精度方面达到真实仪器的性能，同时具有虚拟仪器的软件灵活设置的优点。

附图说明

图1是本发明虚拟仪器旋钮的结构示意图；

图2是本发明虚拟仪器旋钮的侧面结构示意图；

图3是本发明虚拟仪器旋钮的底面结构示意图；

图4是本发明主电路板的电路原理图；

图5是本发明单片机的信息处理流程图。

附图标号说明：1、旋钮帽；2、旋转编码器；3、蓝牙通信模块；4、主电路板；5、单片机；6、电池插座；7、颜色传感器；8、透明吸盘。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2、图3所示，本实施例一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，包括主电路板4，所述主电路板的上表面上设有旋转编码器2和蓝牙通信模块3，所述旋转编码器上设有旋钮帽1；所述主电路板的下表面上设有透明吸盘8、单片机5以及颜色传感器7，所述主电路板上还设有为主电路板供电的可充电电池，所述可充电电池通过电池插座6与主电路板连接；颜色传感器7设置在主电路板4和透明吸盘8之间；本发明的虚拟仪器旋钮通过透明吸盘8吸附在虚拟仪器显示器表面，通过颜色传感器7对旋钮所在的显示器区域的颜色进行识别，在旋扭发生旋动时，通过蓝牙通信模块3发送颜色RGB值和旋钮旋动编码到计算机蓝牙接收端，计算机虚拟仪器软件结合收到的颜色编码和虚拟仪器界面不同区域显示的颜色的对应关系确定旋钮的位置和功能，并根据旋转编码完成相应显示区域的虚拟仪器参数调节功能，达到一个旋钮根据所在屏幕区域，完成相应的不同参数调节功能的目的。本发明的无线蓝牙虚拟仪器旋钮可将普通显示器转变为可灵活配置的虚拟仪器调节面板，具有真实旋钮操作的灵活和直观性，又具有虚拟仪器的软件自动识别和灵活设置功能。

如图4所示，本实施例中，所述单片机5为STC12C5A60S2；所述颜色传感器7为TCS230，所述蓝牙通信模块3为HC-05，所述颜色传感器TCS230、蓝牙通信模块HC-05分别与单片机STC12C5A60S2连接；所述单片机5也可用MCS-51内核或者ARM内核单片机替代；所述颜色传感器7也可用其他光到频率转换传感器替代；所述蓝牙通信模块3也可用其他模拟串口数据传输蓝牙模块替代，即符合本实施例技术方案的型号均适用于本申请。

为了更好的实施例本发明的技术方案，本实施例中所述旋转编码器2为带开关的机械式增量旋转编码器；所述可充电电池为小型可充电锂电池。

如图5所示，本实施例基于颜色识别的虚拟仪器旋钮的控制方法，包括下述步骤：

S1、计算机运行的虚拟仪器软件界面显示在显示器上，在不同功能区域显示不同颜色。

S2、将无线蓝牙虚拟仪器旋钮通过透明吸盘吸附在显示器上虚拟仪器界面的功能区域；

S3、当无线蓝牙虚拟仪器旋钮产生旋动时，单片机对旋动信息和旋钮颜色传感器信息进行采集处理后，利用无线蓝牙发射模块发送旋钮旋动和颜色信息到运行虚拟仪器软件的计算机蓝牙接收端；具体流程是：

S31、判断编码器是否发生旋转，若是，单片机通过脉冲相位确定旋转的方向和旋转脉冲数量，从而确定参数调节的方向和大小；进而执行下一步；

S32、判断颜色传感器的颜色；在时间基准时间内所测得的TCS230传来的脉冲数就是所对应的R、G和B的值；

S33、发射旋转和颜色信息到蓝牙通信模块；

S4、计算机接收到无线旋钮通过蓝牙传输过来的旋动和颜色信息后，虚拟仪器软件结合显示器显示的虚拟仪器界面不同区域的颜色和接收到的颜色编码的对应关系确定颜色编码信息所对应的旋钮的位置和功能，并根据旋钮旋动信息完成相应功能的参数调节；

S5、当旋钮改变吸附位置时，所在区域的颜色随也会改变，旋钮的功能也随之改变。

当旋钮发生旋转动作时，单片机将颜色信息和旋钮旋转信息同时通过UART串口传输给蓝牙通信模块，进而通过蓝牙发射模块传输给上位机，便于上位机进行旋钮位置和旋转动作的判断。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，包括主电路板，所述主电路板的下表面设有用于采集颜色RGB值和旋转编码器旋动编码的单片机、用于对旋钮所在的虚拟仪器显示器区域的颜色进行识别的颜色传感器以及用于旋钮固定的透明吸盘；所述主电路板的上表面上设有旋转编码器和用于发送颜色RGB值及旋转编码器旋动编码信息的蓝牙通信模块；所述主电路板上还设有为主电路板供电的可充电电池。

2.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述颜色传感器设置在主电路板和透明吸盘之间。

3.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述单片机为STC12C5A60S2、MCS-51内核单片机或ARM内核单片机。

4.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述颜色传感器为TCS230。

5.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述蓝牙通信模块为HC-05。

6.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述旋转编码器为带开关的机械式增量旋转编码器。

7.根据权利要求1所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮，其特征在于，所述可充电电池为小型可充电锂电池。

8.根据权利要求1-7中任一项所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、计算机运行的虚拟仪器软件界面显示在显示器上，在不同功能区域显示不同颜色；

S2、将无线蓝牙虚拟仪器旋钮通过透明吸盘吸附在显示器上虚拟仪器界面的功能区域；

S3、当无线蓝牙虚拟仪器旋钮产生旋动时，单片机对旋动信息和旋钮颜色传感器信息进行采集处理后，利用无线蓝牙发射模块发送旋动和颜色信息到运行虚拟仪器软件的计算机蓝牙接收端；

S4、计算机接收到无线旋钮通过蓝牙传输过来的旋动和颜色信息后，虚拟仪器软件结合显示器显示的虚拟仪器界面不同区域的颜色和接收到的颜色编码的对应关系确定颜色编码信息所对应的旋钮的位置和功能，并根据旋钮旋动信息完成相应功能的参数调节；

S5、当旋钮改变吸附位置时，所在区域的颜色随也会改变，旋钮的功能也随之改变。

9.根据权利要求8所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮的控制方法，其特征在于，当无线蓝牙虚拟仪器旋钮发生旋转动作时，单片机将颜色信息和旋钮旋转信息同时通过UART串口传输给蓝牙通信模块，进而通过蓝牙发射模块传输给上位机，便于上位机进行旋钮位置和旋转动作的判断。

10.根据权利要求8所述基于颜色识别的无线蓝牙虚拟仪器旋钮的控制方法，其特征在于，步骤S3中，单片机处理信息的步骤为：

S31、初始化；

S32、判断编码器是否发生旋转，若是，判断旋转的方向和大小，执行下一步；

S33、判断颜色传感器的颜色；

S34、发射旋转和颜色信息到蓝牙通信模块。