新型无线移动体感移动鼠标的设计

新型无线移动体感移动鼠标的设计

郭铭磊

青岛黄海学院 山东 青岛 266427

摘要：据统计中国网民每天点击鼠标的次数平均每人在1万次左右，游戏和专业修片及常用鼠标工作的会达到2万次到10万次，国家2017年度值得注意的职业病“腕管综合症”就是所谓的“鼠标手”的发病率在0.4%也就是每1000个人中就有一个人，除去拉低平均率的其他职业人群，腕管综合症在互联网行业中的发病率可以达到1/10。基于此，本文主要研究一种新型的无线鼠标，从而减少手掌按压鼠标的时间，以其实现降低“鼠标手”的发病率。

关键词：鼠标设计；鼠标手；体感

随着科技的飞速发展，人们对电子产品的使用日渐增加，尤其是对电脑的使用越来越多。但是电脑使用次数的增加必定会增加鼠标等产品的使用，受此影响人们的健康状况变得不到足够的保障，尤其是“鼠标手”这类职业病的发病率必定有所增长。在这种形势下，设计一种不用长时间将手按压在桌面便可以使用的鼠标便可以满足部分职业的需求。这类设计首先在功能和设计上要能比现在常见的鼠标更好，这样才能有优势满足人们的使用需求。

1 新型无线移动体感移动鼠标的功能与机构

这种智能体感鼠标可以实现无线离桌操作，在不借助桌子的情况下通过手指的摆动进行操作。从结构上来说，此鼠标主要由三个模块组成。第一个是鼠标的数据收集模块，采用加速传感器，借助手指的倾斜和移动来收集数据，由此来控制鼠标相应方向的移动。第二个是按键模块，这一模块是取代了传统鼠标的轻触式按键的实际，总共三个按键，其中两个对应鼠标的左右键，另一个时连接加速器感应器的按键，只有当按下按键时加速感应器才会收集数据；第三个是感应模块，侧面的感应屏幕来感应手指的滑动实现翻页的功能。

2 无线移动体感移动鼠标发展水平和现状

目前随着科技的发展有关新式鼠标、空中鼠标的发展和研究越来越多。相应的一些“懒人鼠标”、“置指环鼠标”等产品也越来越多。但是因操作问题、手感问题以及习惯问题等因素并未在现有的鼠标使用人群中流行，反而很少有人知晓。另外国内现在还出现了一种手握式无线鼠标，虽然符合人体力学，但是还是需要右手长期握着手柄对于经常打字的工作来说，并不是很方便。在国外加拿大公司Deanmark曾经推出过一款可穿戴式的空中鼠标，体积小，携带方便，但还是有成本高，扛环境干扰能力弱等问题。所以，设计者在鼠标的设计过程中要充分考虑到消费者的消费需求，既要设计物美价廉的鼠标，也要设计功能比较齐全的高端鼠标，消费者可以根据其需求进行选择。^[1]

3 硬件整体方案设计

光电鼠标内部有一个发光二极管,通过它发出的光线,可以照亮光电鼠标底部表面。此后,光电鼠标经底部表面反射回的一部分光线,通过一组光学透镜后,传输到一个光感应器内成像，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。本设计采用ADXL345加速传感器来根据根据鼠标的倾斜和移动来读取鼠标的移动信息。ADXL345加速传感器将数据传输给STM32F103后便会通过蓝牙模块将信息传输给电脑。

3.1 ADXL345加速传感器

ADXL345是一款小而薄的超低功耗3 轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。适合移动设备的检测，因此非常适合鼠标设计的应用。

3.2 蓝牙无线传输模块

目前常见的无线鼠标的信息传输模块，支持点对点以及点对多点的通信，使用蓝牙连接到主机，是一种可实现多种设备之间无线连接的协议，是一种比较简便稳定的无线连接手段。不但减低了无线设备相互干扰的现象，耗能也更低。

3.3触摸式按键

采用全封闭设计方式，因此在使用中不容易出现损坏的现象。有较好的防水和防潮性，在使用中它不容易出现触电漏电等现象，响应速度快，使用范围广。

4 软件设计思路

需要先从ADXL345读取加速度，然后根据加速度的大小也就是鼠标的倾斜程度来得出鼠标实际想要移动的距离，并使用相应的函数使其移动，需要不断测试，如在坐标中当X的加速度为0时，鼠标便停止移动。而鼠标案件的设计便在于检测触摸按键相应端口电位的高低，来进行反馈从而控制鼠标。另外要对鼠标的速度等一些定量进行赋值，在对 从 ADXL345 中读取的加速度值进行一些算法用于计算得到鼠标的速度，ADXL345 读出的值有 正负，可以通过这个来判断鼠标应该左移还是右移，同时不断的进行读取 ADXL345 的值来 判断鼠标的移动。触摸按键在实际设计的过程中，需要额外考虑按键中断程序与数据发送中断程序。相比于查询的方式，中断处理令单片机暂停正在执行的程序而转去执行相应的服务处理程序；当服务处理程序运行完毕之后，CPU 再返回到暂停处继续执行原来的程序。^[2]

5 设计特征

摆脱了现在传统的光电鼠标的实际与使用方法，减少了使用者手部按压鼠标的时间，采用的触摸式按键小巧轻薄可以免除携带不凡便和保养问题。对于使用环境没有太多的限制，可以适用于长期受用电脑的文职人员。

结论

此文主要提出了一种新型的无线体感鼠标的设计方法，它既可以脱离桌面使用，也可以户外等场合使用，其主要目的是想改变传统的鼠标的使用方法，以小巧便利，减少“鼠标手”等因长期使用电脑而产生的职业病。之后还要不断进行优化和改良，如何提高鼠标的的续航和能否加入其他功能设计出一款符合使用者需求，又可以有良好体验感的鼠标是以后的研究方向。

参考文献

[1]李海林,柏杉杉.人体工学计算机鼠标的外观造型设计[J].佳木斯职业学院学报,2020,36(06):200-201.

[2]周涛,郝英杰,盛庆华.可穿戴式无线空中鼠标[J].电子制作,2018(13):23-25.

新型无线移动体感移动鼠标的设计，本文受山东省大学生创新创业训练计划（编号S201913320018）支持。