一种手势操作的多功能头灯控制系统的制作方法

本实用新型属于头灯技术领域，涉及一种手势操作的多功能头灯控制系统。

背景技术：

常见头灯都是采用传统的电位器或带按键功能的编码器来实现led的模式切换和亮度调节。市面上还有一种红外感应也只能控制led的亮灭，不能实现led的亮度调节，不能完全的释放双手，体验感不太好。

图1为常见编码器/电位器头灯调光原理图示，led驱动电路上的mcu通过检测编码器/电位器输出的信号/电压来调节手电的亮度。当顺时针旋转编码器/电位器的时候，mcu通过检测a信号/电压值逐渐变大，去逐渐的把手电的亮度调高直到最亮。当逆时针旋转编码器/电位器的时候，通过检测b信号/电压值逐渐变小，把手电的亮度逐渐调低直到最暗。当按压编码器/电位器的时候，通过检测c信号，可以实现手电模式的切换。而不能隔空操作头灯，没有完全释放双手，体验感不太好。同时，头灯功能相对单一，不能满足使用中不同需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种手势操作的多功能头灯控制系统，以解决现有技术的头灯操作体验感不太好，头灯功能相对单一，不能满足使用中不同需求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种手势操作的多功能头灯控制系统，包括头灯主体，所述头灯主体内设置头灯控制系统，所述头灯控制系统包括微处理器、麦克风、第一语音编解码模块、手势传感器电路、环境传感检测单元、电源模块、电源电量检测模块、无线通讯模块、gps模块、led驱动模块、led灯、第二语音编解码模块、音频输出模块，所述微处理器与第一语音编解码模块、手势传感器电路、环境传感检测单元、电源模块、电源电量检测模块、无线通讯模块、gps模块、led驱动模块、第二语音编解码模块电性连接，所述第一语音编解码模块输入端连接麦克风，所述led驱动模块输出端连接led灯，所述第二语音编解码模块输出端连接音频输出模块。

进一步的，所述微处理器为单片机或者arm处理器。

进一步的，所述第一语音编解码模块、第二语音编解码模块为语音编解码芯片。

进一步的，所述手势传感器电路为基于apds9960芯片的手势检测电路，所述apds9960芯片的int、sda、scl引脚连接微处理器。

进一步的，所述环境传感检测单元包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、粉尘传感器、瓦斯传感器任意一种或者其组合。

进一步的，所述电源电量检测模块为ltc2943电池电量测试芯片。

进一步的，所述无线通讯模块为蓝牙模块、gprs模块、wifi模块、zigbee模块任意一种。

进一步的，所述led驱动模块为led驱动芯片。

进一步的，所述音频输出模块为喇叭或者耳机接口。

本实用新型的有益效果：

1、通过不同方向的挥手操作，手势传感器检测到相应手势的信号，去改变led的亮度和模式，达到了完全释放双手的目的，增强了客户的体验感和产品的科技感；

2、通过麦克风、语音编解码芯片、音频输出模块的设置，可以实现人员戴上头灯后对讲交互；

3、环境传感检测单元可以监测温湿度、二氧化碳含量、粉尘含量、瓦斯浓度，尤其是可以在工地、隧道、煤矿、野外探险等恶劣环境中，使得头灯不仅具有照明功能，还具有环境监测功能，当环境监测某个参数超出预设的安全值，则语音输出模块提示报警；

4、电源电量检测模块可以检测电池（优选锂电池）电量，当电量较低时，通过音频输出模块报警提示；

5、gps模块可以实现头灯佩戴者定位，尤其是在工地、隧道、煤矿、野外探险等场地，使用者的位置新型可以通过gps模块定位，并可以将位置新型通过无线通讯模块远程发送到监测端，以快速找到人员位置或者避免人员失踪。

附图说明

附图1是现有的头灯控制电路原理框图；

附图2是本实用新型的头灯控制电路原理框图；

附图3是本实用新型的头灯的mcu处理器控制头灯的原理图；

附图4是本实用新型的头灯的手势传感检测电路原理图；

附图5是本实用新型的头灯的电池电量检测电路原理图。

图中标识：1-微处理器；2-麦克风；3-第一语音编解码模块；4-手势传感器电路；5-环境传感检测单元；6-电源模块；7-电源电量检测模块；8-无线通讯模块；9-gps模块；10-led驱动模块；11-led灯；12-第二语音编解码模块；13-音频输出模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2-5所示，一种手势操作的多功能头灯控制系统，包括头灯主体，头灯主体内设置头灯控制系统，头灯控制系统包括微处理器1、麦克风2、第一语音编解码模块3、手势传感器电路4、环境传感检测单元5、电源模块6、电源电量检测模块7、无线通讯模块8、gps模块9、led驱动模块10、led灯11、第二语音编解码模块12、音频输出模块13，微处理器1与第一语音编解码模块3、手势传感器电路4、环境传感检测单元5、电源模块6、电源电量检测模块7、无线通讯模块8、gps模块9、led驱动模块10、第二语音编解码模块12电性连接，第一语音编解码模块3输入端连接麦克风2，led驱动模块10输出端连接led灯11，第二语音编解码模块12输出端连接音频输出模块13。

其中，微处理器1为单片机或者arm处理器。因为本实用新型外接设备较多，微处理器1可以是市面上的支持外设较多的stm系列单片机或者msp系列单片机。

其中，本实施例中优选第一语音编解码模块3、第二语音编解码模块12为cmx649芯片，其原理和接口功能这里不再赘述。当然第一语音编解码模块3、第二语音编解码模块12也可以选择其他语音编解码芯片。

其中，手势传感器电路4为基于apds9960芯片的手势检测电路，apds9960芯片的int、sda、scl引脚连接微处理器1，其原理和接口功能这里不再赘述。如图3、4所示，当手在传感器的正前方有远到进的时候，被传感器u9检测到通过int信号脚传到mcu，mcu检测到信号使能en和pwm信号，打开头灯并处于远近混合光模式。再次重复同样的手势动作可以实现关机。当从左向右挥手的时候，u9检测到信号通过sda和scl脚传给mcu，mcu处理数据使pwm的占空比变大，led开始变亮。同样的当从右向左挥手的时候，mcu是pwm占空比变小，亮度慢慢降低。当从上到下挥手的时候，u9检测到信号通过sda和scl传送到mcu，mcu控制en、en1和en2脚进行近光、远光和远近混合光的模式切换。

其中，环境传感检测单元5包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、粉尘传感器、瓦斯传感器任意一种或者其组合。上述传感器为市面上常见传感器，型号不限，但是选型以选取规格较小的为前提，可以设置在头灯上。比如，温湿度传感器型号为sht20。这些传感器可以监测温湿度、二氧化碳含量、粉尘含量、瓦斯浓度，尤其是可以在工地、隧道、煤矿、野外探险等恶劣环境中，使得头灯不仅具有照明功能，还具有环境监测功能，当环境监测某个参数超出预设的安全值，则语音输出模块提示报警。

其中，电源电量检测模块7为ltc2943电池电量测试芯片。可测量累积的电池充电和放电电量，3.6v至20v工作范围可适合多种电池应用，14位adc负责测量电池电压、电流和温度，1%电压、电流和充电准确度，+50mv检测电压范围，适合任何电池化学组成和容量的通用测量ic/smbu接口，可配置警报输出/充电完成输入。上述功能完全适应于头灯的电池电量检测。当电量较低时，通过音频输出模块报警提示。

其中，无线通讯模块8为蓝牙模块、gprs模块、wifi模块、zigbee模块任意一种。无线通讯模块8主要实现与远程的移动终端或者同样的头灯实现对讲数据通信，比如a方的语音通过麦克风采集后，通过第一语音编解码模块编码后，然后发送到微处理器处理后，通过无线通讯模块发送到b方的无线通讯模块接收，然后经过b方微处理器处理后，通过b方的第一语音编解码模块解码后，在b方音频输出模块（喇叭或者耳机接口）播放出来。同理，b方反馈的语音信号通过上述方式最终在a方的音频输出模块播放出来。这样来回就实现了对讲通讯，同样可应用于工地、隧道、煤矿、野外探险等场地。

其中，本实施例的led驱动模块10为型号sn3910的led驱动芯片。当然，也可以选择其他型号led驱动芯片。

另外，本实用新型还设置gps模块，可以实现头灯佩戴者定位，尤其是在工地、隧道、煤矿、野外探险等场地，使用者的位置新型可以通过gps模块定位，并可以将位置新型通过无线通讯模块远程发送到监测端，以快速找到人员位置或者避免人员失踪。

综上，本实用新型的工作原理是：

开启本头灯后（可以在头灯上设置开启按钮），然后按照上述手势操作实现照明模式工作切换；麦克风、语音编解码芯片、音频输出模块的设置，可以实现人员戴上头灯后对讲交互，麦克风可以通过金属或者塑料软管连接在头灯上（软管中设置信号传输线，软管端部安装麦克风），采集声音时可以将麦克风扳到嘴侧边，音频输出模块（喇叭或者耳机接口）设置在耳朵两侧；环境传感检测单元可以监测温湿度、二氧化碳含量、粉尘含量、瓦斯浓度，尤其是可以在工地、隧道、煤矿、野外探险等恶劣环境中，使得头灯不仅具有照明功能，还具有环境监测功能，当环境监测某个参数超出预设的安全值，则语音输出模块提示报警；电源电量检测模块可以检测电池（优选锂电池）电量，当电量较低时，通过音频输出模块报警提示；gps模块可以实现头灯佩戴者定位，尤其是在工地、隧道、煤矿、野外探险等场地，使用者的位置新型可以通过gps模块定位，并可以将位置新型通过无线通讯模块远程发送到监测端，以快速找到人员位置或者避免人员失踪。

以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。