基于2.4G无线通讯技术的多功能人机交互设备研究

摘要

随着移动操作系统的发展，智能电视的功能越来越多，与人的交互变得越来越重要和多元化，触摸、手势、语音识别等等交互方式也越来越多的应用到智能电视系统中，传统的按键遥控器已不再适合目前智能电视的交互需求，因此需要提供一种新的多功能人机交互设备。
　　目前已经存在多种传统遥控器之外的交互设备，包括无线键盘鼠标、触控板、远程触摸屏、手势控制等等，通过对目前智能系统交互需求和现有的交互设备的分析，设计和实现了一种采用STM32微控器为核心，2.4G无线技术为通信载体的人机交互设备，其不仅具有传统遥控器的按键控制，还加入了鼠标／摇杆控制、体感控制，以及语音的输入和输出功能。该多功能交互设备分为设备端和接收端，设备端和接收端通过nRF24L01+无线模块进行通信，而接收端作为USB设备连接到主机。同时，接收端还提供了对多个设备端同时连接的支持，适用于多人同时交互的场景。
　　文中详细描述了设备端和接收端的软硬件设计，包括设备端各个模块的连接和配置，设备端上输入数据的采集，无线数据的发送和接收的缓冲模型，接收端USB设备的配置，各个功能在USB设备上的实现，以及如何实现对多个设备端的支持等。设备完全遵循USB规范中的HID协议和音频协议，因此使用操作系统中的通用驱动程序即可识别，无需开发专用的驱动程序。最后也介绍了设备存在的不足之处，为进一步的研究做好准备。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究概况

1.3 本文研究目标和内容

1.4 本文组织结构

2 系统总体设计

2.1 系统的需求分析

2.2 核心器件的选择

2.3 系统总体方案设计

2.4 本章小结

3 多功能人机交互设备的设备端实现

3.1 设备端的系统框架

3.2 STM32控制芯片

3.3 无线传输模块

3.4 设备端交互功能的实现

3.5 本章小结

4 多功能人机交互设备的接收端实现

4.1 接收端的系统框架

4.2 接收端的电路实现

4.3 接收端的固件实现

4.4 多个设备端的管理

4.5 USB设备功能的实现结果

4.6 固件的调试

4.7 本章小结

5 总结

5.1 主要工作总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献