[发明专利]用于智能手机操作的无线旋钮

说明书

技术领域

本发明属于计算机输入输出设备(G06F3)技术领域。

背景技术

触摸屏是智能手机的输入输出设备，应用程序以图标、按钮等图形界面元素呈现软件功能，接收用户输入的控制命令，用户通过手指在触摸屏上的点击，滑动等动作操作手机软件。在操作过程中，用户需要集中视觉注意力，手眼协调地完成手指动作。很多老年人视力下降，手指难以精确定位。对于驾驶员来说，将视线转向智能手机，以及把手从方向盘上移开，都是不安全的行为。

发明内容

本发明目的是为了让用户不看触摸屏就可以操作智能手机上的软件，为此设计了一种用于智能手机操作的无线旋钮，通过转动旋钮就可以实现打电话，拍照等常用功能。

技术方案

用于智能手机操作的无线旋钮，由无线旋钮硬件和安装在智能手机上的旋钮服务程序组成，旋钮服务程序是一个实现了旋钮动作操作方法的应用程序。所述的无线旋钮内部设有一块印刷电路板，上面有构成内部电路的元件，包括电源管理单元、角度传感器、惯性测量单元、蓝牙通信模块、微控制器和振动电机，所述的微控制器分别和角度传感器、惯性测量单元、蓝牙通信模块及振动电机连接；所述的旋钮服务程序是一个实现了旋钮动作操作方法的智能手机应用程序，包括动作模块、通信模块、动作设置模块、云连接模块和行为记录模块。

无线旋钮和手机之间通过无线方式进行双向通信，无线旋钮内部集成多种传感器，用户转动旋钮就可以操作手机上的应用程序，实现相应的功能。如拨打电话，接听电话，发送短信，播放音乐，照相，录像，设置闹表等常用功能。手机上的旋钮服务程序根据用户转动旋钮的动作和当前情境确定需要执行的软件功能。尽管智能手机上应用程序功能很多，在特定情境下，用户需要输入的控制命令或者需要做出的选择数量非常有限，用无线旋钮的动作组合可以实现。

本发明提供的是一种将智能手机上软件的图形操作方式转换为机械操作的人机交互设备，可以让用户不需要持续的视觉关注，用转动旋钮这样的简单动作完成对手机软件的操作。

本发明的优点和有益效果：本发明提供的无线旋钮和触摸屏不同，用无线旋钮操作智能手机，用户不需要集中视觉注意力，也不需要精确的手眼协调能力，适合老年人和驾驶员使用。

附图说明

图1是用于智能手机操作的无线旋钮系统组成示意图，包括无线旋钮硬件和智能手机。

图2是无线旋钮内部电路结构图。

图3是无线旋钮微控制器工作过程流程图。

图4是应用程序动作设置界面。

具体实施方式

如图1所示，本发明由无线旋钮硬件101和安装在智能手机105上的旋钮服务程序106组成。无线旋钮101由旋钮盖103，基座102，橡胶垫104和内部电路组成。旋钮盖安装在基座上，可以用手转动，基座下面有一层橡胶垫，用于将旋钮固定到物体表面。

无线旋钮内部中有一块带有电路元件的印刷电路板，上面是旋钮传感器数据采集和无线通信电路，如图2所示，所述内部电路由电池203，电源管理单元207，角度传感器202，惯性测量单元201，蓝牙通信模块206，微控制器204，振动电机205组成。微控制器分别和角度传感器、惯性测量单元、蓝牙通信模块及振动电机连接。电池和电源管理单元连接，用于给整个电路供电。

角度传感器202用于测量旋钮的转动角度，通常采用环形电阻，旋钮的转动导致环形电阻上电压变化，经过微控制器204的模数转换，将电压变化量换算成旋钮的转动角度。在环形电阻的有效测量范围内，转动角度和电阻值连续变化，电压变化量和旋钮旋转角度成正比。

惯性测量单元201可以感知旋钮安装姿态和运动状态，包含三轴加速度传感器，三轴陀螺仪，三轴磁场传感器。

蓝牙通信模块206是实现蓝牙通信协议的电路元件，用于和智能手机之间双向传送数据，通过蓝牙通信模块，微控制器将旋钮的转动角度发送给智能手机，智能手机将控制指令发送给微控制器，控制指令用于设置旋钮电路的工作状态。

振动电机205有多种振动模式，包括高、中、低频率的连续振动模式和间歇振动模式，可以在转动旋钮的手指上产生有作用力的触觉效果。当智能手机无法识别旋钮动作时，智能手机向旋钮发出振动控制指令，指示用户改变转动动作。

微控制器从角度传感器和惯性测量单元采集运动数据，通过蓝牙通信模块发送给智能手机，接收来自智能手机的控制命令，驱动振动电机。电源管理单元和电池为电路提供电压稳定的电源。