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  物聯(lián)網(wǎng)(IoT)該設(shè)備不僅詮釋了最新的通信技術(shù)和云連接，還重新定義了像燈開關(guān)這樣出現(xiàn)了一百多年的老產(chǎn)品。有了它。IoT，研發(fā)人員經(jīng)?？梢栽黾颖榷嗄昵跋胂蟮母嗟男鹿δ?。例如，現(xiàn)在只要一個燈開關(guān)可以在準備睡覺時關(guān)閉家里所有的燈，調(diào)整家里任何燈的顏色和亮度，設(shè)置照明方案的自動執(zhí)行順序，并通過智能手機遠程操作。IoT該設(shè)備也是一種嵌入式產(chǎn)品，換句話說，客戶可以提前閱讀操作手冊的情況下進行操作和控制。

  挑戰(zhàn)和機遇

  由IoT引發(fā)的用戶界面(UI)是為用戶帶來不少裨益(但不僅限于連接)的一個關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在客戶對 UI 的期望越來越高，特別是針對嵌入式設(shè)備還限定了低功耗、小尺寸和低成本等要求。要迎合用戶期望研發(fā)出具有這些嵌入式需求的時尚 UI 確實是一大挑戰(zhàn)，然而應(yīng)對這一挑戰(zhàn)也是決定一個產(chǎn)品成功的關(guān)鍵要素。21 世紀的電燈開關(guān)會是什么樣的呢?我們又該如何充分利用IoT，而不僅局限于“連接一切事物”的基本概念呢?

  手勢或有含義的手部動作，是人類從起源之初就一直使用的基本交流方法，也是我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。我們只要向上揮手就“開燈”，簡單的順時針旋轉(zhuǎn)來“調(diào)亮燈光”。調(diào)暗燈光或關(guān)燈無需過多解釋了?；谑謩莸挠脩艚缑媸欠浅Ｖ庇^的。將手勢應(yīng)用于控制將會在消費者可用性和工業(yè)設(shè)計方面帶來一系列的改進，而且這些都可以在項目預算范圍內(nèi)實現(xiàn)。

  運用電場

  Microchip 的 MGC3030/3130 手勢控制器提供了真正的單芯片手勢檢測，可實現(xiàn)上述功能。這些控制器基于 Microchip GestIC®專利技術(shù)而設(shè)計，通過電場來檢測人體手部的動作(見圖 1 和圖 2)。

  圖 1：GestIC®技術(shù)運用電場來檢測手部動作

  圖 2：手部動作干擾電場時就能檢測到手勢

  由于采用了電容式傳感技術(shù)，該系統(tǒng)不需要任何照明，而且這一操作的實現(xiàn)也不需要透鏡或是開口。例如，利用無縫集成的手勢檢測板，電燈開關(guān)可以有一個光滑的表面;它甚至可以隱藏在石膏板后面，與房間的室內(nèi)設(shè)計融為一體而不會有破損。

  這款手勢控制器完全以嵌入式用途為設(shè)計宗旨，可對環(huán)境變化作自動校準，備有片上手勢檢測功能。這一技術(shù)無需主機計算，且配有自動喚醒/休眠功能。后者不僅是滿足系統(tǒng)低功耗需求的一個關(guān)鍵因素，而且對用例而言也是至關(guān)重要的。自動喚醒功能提供 7 天 24 小時全天候的手勢檢測，實現(xiàn)了永遠工作著的用戶界面，迎合了我們對電燈開關(guān)的期望。當你的手一靠近電燈開關(guān)，自動喚醒功能就會被觸發(fā)，在你控制開關(guān)之前提前照亮這一區(qū)域。人們往往是在黑暗中使用電燈開關(guān)的，因此這是一個非常有用的特性。

  用包括印刷電路板(PCB)在內(nèi)的任意導電材料制成電極就能產(chǎn)生電場，實現(xiàn)傳感功能。內(nèi)置的模擬前端，加上 32 位內(nèi)核中運行的固件，可以感應(yīng)到因用戶手部動作而產(chǎn)生的任意電場變化并進行相關(guān)處理，從而識別出相應(yīng)手勢并提供用戶手部的X-Y-Z 坐標信息。這個內(nèi)置的模擬和數(shù)字噪聲濾波功能從根本上保障了手勢檢測的可靠性。即使是動態(tài)的、不斷變化的環(huán)境也不會對該系統(tǒng)造成影響。

  該系列的所有控制器產(chǎn)品均通過 I2C 連接至一個可選主機。手勢信息就這樣被傳送到主機，有了這個簡單的拓撲結(jié)構(gòu)(見圖 3)，控制器可以快速集成至任意一個設(shè)備。

  圖 3：采用 MGC3030 3D 手勢控制器的 GestIC®拓撲結(jié)構(gòu)

  此外，它們對主機的需求降至最低，手勢端口還支持無主機使用。憑借這個手勢端口功能，特定的手勢可以輕松映射到可配置輸入/輸出接口。這樣，產(chǎn)品開發(fā)過程中根本無需進行軟件開發(fā)，即可實現(xiàn)基于手勢的用戶界面，從而大大加快產(chǎn)品上市。

  采用 GestIC 技術(shù)的設(shè)計工作借助圖形用戶界面(GUI)來完成，可以定制行為，選擇對應(yīng)的手勢，并且將有關(guān)設(shè)置和時序信息傳遞給應(yīng)用。

  Microchip 的手勢控制器可提供一系列強大的功能，涵蓋了 3D 手勢以及觸摸和接近檢測。根據(jù) X-Y-Z 坐標信息，可增加實時跟蹤自由空間運動的功能。

  圖 4：MGC3030 3D 手勢控制器

  GestIC技術(shù)支持多樣化、強大的手勢功能。這種手勢功能。UI該方法的優(yōu)點反映在各種家庭自動化應(yīng)用中，包括但不限于室內(nèi)照明、音頻、加熱、空調(diào)、窗戶、百葉窗和防曬系統(tǒng)。能夠檢查隨機手勢的功能成功地實現(xiàn)了接聽/拒絕接聽電話的操作，有效地減少了駕駛員駕駛時的分心。無線揚聲器可以通過簡單的手動作快速播放下一個曲目，而旋轉(zhuǎn)動作可以調(diào)節(jié)音量。當我們可以選擇不接觸任何物體來控制廁所的水沖洗時，我們就會知道嵌入式手勢感應(yīng)的時代真的到來了(目前的水沖洗傳感器只能檢測運動，而不是準確的動作)。