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基于STM32F103RCT6单片机的手势识别

发表时间：2020/7/13 来源：《新纪实》2020年第3期作者：李骋宇

[导读] 由于科技的不断的发展，基于手势的交互方式则被越来越多的人所推崇，在手势交互系统中，手势识别是其核心技术，因为其不需要外部输入设备就能够直接实现人机之间的交互。手势识别的出现之所以能够得到大众的认可，是因为能够简化人机之间的繁琐交流，提高了工作效率，还能够在一定程度上增加安全性和舒适性。因此研究手势识别对我们来说是至关重要的。

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        【摘要】由于科技的不断的发展，基于手势的交互方式则被越来越多的人所推崇，在手势交互系统中，手势识别是其核心技术，因为其不需要外部输入设备就能够直接实现人机之间的交互。手势识别的出现之所以能够得到大众的认可，是因为能够简化人机之间的繁琐交流，提高了工作效率，还能够在一定程度上增加安全性和舒适性。因此研究手势识别对我们来说是至关重要的。
        【关键词】手势识别；人机交互；FDC2214传感器；STM32F103；OLED显示屏

        一、绪论
        （一）课题背景
        随着计算机这一领域的兴起，使得人们的观念发生了巨大改变，不在被传统的观念所束缚，如今人们都希望能够既省时简单又能够快速高效地完成各种任务，从而增加自己的空闲时间，去做一些自己所喜欢的事，而计算机的出现，使得人们的这一想法变成了现实，并且这一领域的出现不仅推动众多行业的创新与发展，同时还增加了社会的就业率，从而使诸多智能化产品不断出现，其能够不断地丰富着我们的生活。
        （二）国内外研究现状
        在不同的地域和场合中，人们对于手势有着不同的理解。在中国，用握手来表达相互之间的友好，挥一挥手表示打招呼或者说再见；在西方一些国家中，两指交叉意味着祝你好运；还比如在音乐中，可以用手势对演唱者进行指挥，在舞蹈中加入一些手势动作，观众可以看出跳舞者通过跳舞所想要表达的意义。根据手势的定义，我们可以看出手势识别其实并不仅仅人体简单的发出一种动作，还包括在人体发出动作之后能够被摄像头、传感器等感应设备所感应，通过将接受到的各种动作转化成我们直观所能看到的信息，从而进行手势的识别，早期的手势识别是通过各种设备直接检测手的位置和角度，进而将用户的手势信息传送给计算机，计算机进行识别处理，最后可以使用户直观地看到。
        （三）手势识别的前景
        社会的进步不断地推动着科学技术的发展，科学技术不断地改进社会的发展水平，随着手势识别被大范围的推广，各行各业基本上都被涉及，手势识别得到了大众的认可，这对于手势识别的发展有着积极作用。
        二、系统设计方案
        （一）单片机的选择
        对于单片机的选择本文具有两种方案，其具体方案如下：
        方案一：选用STC12C5A60S2单片机。

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STC12C5A60S2单片机运行速度快，其内部自带60K的FLASH ROM，支持擦除和改写，使用起来非常方便，同时提高了工作效率，而且该单片机支持串口程序的烧写，抗干扰能力强，并且这种单片机对开发设备的要求很低，价格适宜，还具有在单片机内的程序进行加密的功能，这在一定程度上起到了保护用户劳动成果的作用。从其价格来说，与普通51单片机价格相差无几，供应需求上比较充足。
        方案二：STM32F103RCT6单片机。由于意法半导体公司具有比较先进的研发技术，使得该公司凭借STM32F1x系列单片机在全球ARMCortex-M微控制器领域处于领先地位。该系列产品性能相对比较好，具有优异接兼容性和节能性能，并且有丰富的输入输出接口，能够进行许多复杂的计算，运行速度快，程序储存容量大，便于移植，同时具有价格的适中，因此受到大多数人的欢迎。
        （二）传感器的选择
        对于传感器的选择本文具有两种方案，其具体方案如下：
        方案一：选用PAJ7260u2传感器。PAJ7620u2是一种光学数组式传感器，其具有IIC接口，是一个支持与IIC协议通信的身体红外识别IIC，手势信息可以通过IIC总线简单访问。该传感器也被应用于各类产品中，使用起来也是比较方便。
        方案二：选用FDC2214传感器。FDC2214是一种电容式传感器，在其输入端可以连接多个通道，通过在输入通道处连接LC电路，在通过电容值得变化可以得出测试者所给出的手势，这种操作比较简单，而且使用起来也比较灵活，这种产品的功耗低，准确度高和具有抗电磁干扰架构的特点，除了产品具有良好的性能外，产品的价位比较合适，使得其被用于诸多领域，且被许多领域广泛使用。同时其可以用来检测液位高度，判断周围是否有物体等一些场合。
        三、总结与展望
        通过这次实验，让自己对自己所用的各种器材有了一个详细的了解，其中自己收获最大的就是让自己明白了手势识别技术仍是未来发展的趋势，同时自己还发现通过其它的器件也可以达到本实验所要求的目的，所谓是条条大路通罗马，就看自己是如何选择。在做实验的过程中脑海中出现了诸多的想法，比如有哪些传感器可以远距离的对手势的识别并且能够使识别率保持在一定范围内；FDC2214传感器是否只能感应人体手势，或者说有没有其它产品可以代替手势进行识别，能够完美地解决外在环境所带来的问题，还有就是随着这种技术的发展，我们能否将传感器芯片放置到显示屏上，这样，在我们想打字的时候就可以直接在屏幕前写出相应的字就可以直接输入，这样就可以使我们将我们汉字记住的更加深刻并且还可以更好地传承下去，更加具有实际意义。
        参考文献：
        [1]董嘉棋,万卫兵,朱特浩等.面向翻书机器人的手势控制指令的识别算法[J].东华大学学报(自然科学版),2017,43(06):869-877.
        [2]柴远波,贾宇飞,单坡.基于单片机的LED自适应调光系统[D].电子设计工程,2015.