基于加速度采集系統(tǒng)的無(wú)線輸入設(shè)備的研究

摘 要：研究基于加速度采集系統(tǒng)的無(wú)線輸入設(shè)備，介紹了硬件系統(tǒng)的組成和工作原理，重點(diǎn)討論了有限狀態(tài)機(jī)FSM和COM組件軟件技術(shù)的應(yīng)用，用C++語(yǔ)言給出了FSM的實(shí)現(xiàn)框架和COM接口函數(shù)的描述，并基于加速度信息采集平臺(tái)用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了一個(gè)測(cè)試程序，既充分展示了采用FSM和COM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)說(shuō)明了基于該系統(tǒng)的虛擬鍵盤(pán)鼠標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的可行性。

關(guān)鍵詞：有限狀態(tài)機(jī);COM技術(shù);微加速度傳感器;虛擬鍵盤(pán)鼠標(biāo)系統(tǒng)

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP334文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001—3695(2007)02—0260—04

微機(jī)械加速度傳感器是一種典型的微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro Mechanical System，MEMS），具有集成度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、可大批量生產(chǎn)、性能一致性好、成本低等特點(diǎn)，在航空、航天、汽車(chē)等領(lǐng)域已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但基于MEMS微加速度傳感器技術(shù)的無(wú)線輸入設(shè)備的研究和應(yīng)用還不是很多，微加速度傳感器用于輸入設(shè)備的潛在優(yōu)勢(shì)還沒(méi)有得到很好的應(yīng)用。與此同時(shí)，三維瀏覽器以及不斷出現(xiàn)的3D軟件和越來(lái)越逼真的3D游戲呼喚著3D時(shí)代的到來(lái)，而傳統(tǒng)意義上的鼠標(biāo)、游戲桿等設(shè)備已適應(yīng)不了3D時(shí)代的需求，不能方便地控制三維立體的運(yùn)動(dòng)，不能給游戲玩家更加逼真愜意的感受。國(guó)外和港臺(tái)地區(qū)有一些單位正在開(kāi)展這方面的研究。例如，香港中文大學(xué)的Alan H. F. Lam等人提出了一種基于微加速度計(jì)的虛擬鍵盤(pán)鼠標(biāo)系統(tǒng)[1]；英國(guó)伯明翰大學(xué)的David Humphreys研制了一種三維輸入設(shè)備[3]，利用微陀螺來(lái)控制電腦屏幕上三維立體的旋轉(zhuǎn)。

本文的設(shè)計(jì)硬件上采用美國(guó)AD公司的加速度傳感器，結(jié)合Nordic公司最新的2.4G無(wú)線傳輸技術(shù)，來(lái)構(gòu)造一個(gè)多維的加速度采集平臺(tái)，軟件上采用最新的.NET開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于FSM的加速度實(shí)習(xí)采集系統(tǒng)，軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用了COM技術(shù)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，使得整個(gè)系統(tǒng)支持多語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，且易于擴(kuò)充和維護(hù)，可在此平臺(tái)上結(jié)合軟件編程和應(yīng)用程序，開(kāi)發(fā)各種多維多功能的電腦無(wú)線輸入設(shè)備和游戲設(shè)備，具有良好的應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)設(shè)備端設(shè)計(jì)

1.1 硬件組成與設(shè)計(jì)

如圖1所示，整個(gè)加速度信息采集系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)，即遠(yuǎn)端子系統(tǒng)和主機(jī)端子系統(tǒng)。

遠(yuǎn)端子系統(tǒng)由微加速度傳感器、微控制器和無(wú)線射頻收發(fā)器組成。微傳感器采用美國(guó)AD公司生產(chǎn)的ADXL203電容式微加速度傳感器，能同時(shí)敏感地測(cè)量X，Y軸靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的加速度，產(chǎn)生與加速度成正比的電壓輸出；微控制器采用Atmel公司生產(chǎn)的ATmega16(L)或ATmega32(L)微控制器，附帶有8路10位可編程的A/D轉(zhuǎn)換電路，可以實(shí)時(shí)地將ADXL203加速度計(jì)輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并能經(jīng)過(guò)積分實(shí)時(shí)地將加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)。

射頻收發(fā)器采用Nordic半導(dǎo)體公司的nRF2401芯片，它采用2.4G全球開(kāi)放頻段，內(nèi)置高效GMSK調(diào)制，速率0—1Mbps，高于藍(lán)牙速率；具有125個(gè)頻道，滿足跳頻和多頻道需求；同時(shí)內(nèi)置硬件CRC檢錯(cuò)電路和多點(diǎn)通信控制，其優(yōu)異的性能非常適合電池供電的無(wú)線傳輸設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中，nRF2401射頻芯片既能接收主機(jī)端子系統(tǒng)發(fā)送的命令，又能將響應(yīng)命令發(fā)出的加速度或位移信息無(wú)線發(fā)送出去。

主機(jī)端子系統(tǒng)直接通過(guò)串口與電腦主機(jī)相連。當(dāng)應(yīng)用程序需要采集加速度或位移信息時(shí)，它會(huì)調(diào)用加速度采集軟件平臺(tái)提供的COM接口，間接向RS—232接口芯片發(fā)送命令，Ma-xim232接口芯片將電腦串口的EIA/TIA—232-E電平轉(zhuǎn)換為微控制器使用的5V TTL/CMOS電平。微控制器接收到命令后，編碼并通過(guò)射頻芯片把命令及時(shí)地發(fā)送出去；同時(shí)，射頻芯片能接收到遠(yuǎn)端子系統(tǒng)響應(yīng)命令傳回的加速度或位移等信息，并通過(guò)該端的微控制器傳回電腦。主機(jī)上的軟件平臺(tái)將收到的加速度位移信息解碼并通過(guò)COM接口提供給發(fā)送命令的應(yīng)用程序。因此，文中設(shè)計(jì)的無(wú)線加速度采集系統(tǒng)，屏蔽了底層的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，應(yīng)用程序可以用任何語(yǔ)言通過(guò)調(diào)用該系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)COM接口，來(lái)得到它所需要的任何加速度、位移的實(shí)時(shí)信息，就像調(diào)用普通函數(shù)一樣方便。

1.2 微控制器編程

ATmega32是Atmel公司生產(chǎn)的基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器，筆者選用ATmega32微控制器，主要基于其以下特點(diǎn)，可以滿足系統(tǒng)要求，且存在比較大的擴(kuò)展性。

(1) 32KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，1KB E2PROM，2KB SRAM，32個(gè)通用I/O 接口，32個(gè)通用工作寄存器，可編程資源較豐富。

(2) 8路10位ADC，并且支持16路差分輸入，其中兩路差分輸入（ADC1，ADC0與ADC3，ADC2）有可編程增益級(jí)，可以將多個(gè)微加速度計(jì)輸出的模擬信號(hào)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為較精確的數(shù)字信號(hào)。

(3) 兩個(gè)可編程的串行USART，可以方便地實(shí)現(xiàn)與射頻芯片和RS—232接口芯片實(shí)時(shí)通信。

(4) 系統(tǒng)功耗非常低，而且支持六種睡眠模式。AD轉(zhuǎn)換時(shí)采用ADC噪聲抑制模式可以提高轉(zhuǎn)換的精度；同時(shí)可以根據(jù)硬件工作的特征和響應(yīng)主機(jī)應(yīng)用程序的命令不同時(shí)刻進(jìn)入不同的省電模式，只讓一部分電路工作以減小功耗，非常適合電池供電的設(shè)計(jì)。

總之，微控制器控制整個(gè)硬件系統(tǒng)的運(yùn)作，并利用其附帶的AD轉(zhuǎn)換電路對(duì)加速度進(jìn)行采樣，對(duì)采得的加速度信息進(jìn)行積分編碼，而且要負(fù)責(zé)與電腦主機(jī)的交互，同時(shí)還要控制無(wú)線射頻模塊信息的收發(fā)。因?yàn)槲⒖刂破鞯木幊讨饕婕暗脚c電腦上軟件平臺(tái)的交互。

2 主機(jī)端軟件設(shè)計(jì)

2.1 有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)

（1）有限狀態(tài)機(jī)簡(jiǎn)介與形式化描述。有限狀態(tài)機(jī)(FSM)用于對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為建模， 一般用狀態(tài)圖來(lái)可視化表示， 是對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，尤其是反應(yīng)式實(shí)時(shí)系統(tǒng)建模的強(qiáng)大工具。有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、事件、轉(zhuǎn)換和活動(dòng)組成，可以形式化地表示為一個(gè)五元組M=(Q，∑，T，δ，q0)。其中，Q為有限狀態(tài)集;∑為有窮的事件輸入集;T為非空的轉(zhuǎn)換集合;δ為映射函數(shù)，δ=Q x∑→ T;q0為初始狀態(tài)，q0∈Q，T中的每個(gè)元素又可以表示為一個(gè)五元組T=(Source-State， Target-State， Input-Event， Constraint， Action)， Source-State和Target-State分別表示T的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)，Input-Event表示來(lái)自于∑的輸入事件或?yàn)榭眨珻onstraint表示監(jiān)護(hù)條件及輸入事件參數(shù)等約束，Action表示轉(zhuǎn)換執(zhí)行的動(dòng)作。

近二十年來(lái)，F(xiàn)SM和狀態(tài)圖的形式化機(jī)制得到了很多擴(kuò)展研究，F(xiàn)SM經(jīng)擴(kuò)展提供了很多高級(jí)特征，如組合狀態(tài)、狀態(tài)的進(jìn)入動(dòng)作和退出動(dòng)作、轉(zhuǎn)換動(dòng)作、轉(zhuǎn)換監(jiān)護(hù)條件等，有效地支持了各種復(fù)雜行為的建模， 并應(yīng)用于UML等面向?qū)ο蠼７椒ㄖ小１疚倪\(yùn)用這些高級(jí)特征，提出了一種面向?qū)ο蟮母叨冉Y(jié)構(gòu)化的FSM實(shí)現(xiàn)方法，不僅實(shí)現(xiàn)了靈活的復(fù)用機(jī)制，而且提高了系統(tǒng)的健壯性與可維護(hù)性。

（2）FSM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)的FSM主要通過(guò)處理預(yù)定義的消息處理表（Message Handling Table）來(lái)支持FSM運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和消息處理，并可以通過(guò)繼承來(lái)很方便地增加狀態(tài)機(jī)實(shí)例，以方便系統(tǒng)的擴(kuò)充和維護(hù)。//消息處理表的定義

//消息轉(zhuǎn)換圖的構(gòu)建

如圖2所示，F(xiàn)SM_MSG是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，存儲(chǔ)一個(gè)消息處理表。在該表中，每項(xiàng)有四個(gè)參數(shù)，即當(dāng)前狀態(tài)（nCurrentState）、接收到的消息（nMsgID）、接到消息后應(yīng)執(zhí)行的處理函數(shù)（callMethod）和下一個(gè)狀態(tài)（nNextState）。預(yù)先根據(jù)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行需要定義所有可能的消息處理表，也就是預(yù)定義多個(gè)FSM_MSG結(jié)構(gòu)體變量。

FSM類(lèi)是FSM的一個(gè)抽象類(lèi)，定義了FSM的一些公共接口，維護(hù)了一個(gè)指向當(dāng)前狀態(tài)對(duì)象的引用，提供了FSM實(shí)例化時(shí)執(zhí)行的初始化方法，設(shè)置狀態(tài)變化的方法以及定義了一個(gè)事件處理接口handleMsg(MSG* pFSM)。

FSMManager是一個(gè)任務(wù)管理類(lèi)， 負(fù)責(zé)FSM的實(shí)例化、數(shù)據(jù)配置和事件調(diào)度管理等。它定義了系統(tǒng)中FSM的列表及指向當(dāng)前FSM的指針，監(jiān)聽(tīng)事件隊(duì)列eventQueue。事件監(jiān)聽(tīng)函數(shù)waitEvent(eventQueue)通過(guò)操作系統(tǒng)的調(diào)用機(jī)制(Win32的WaitForMultipleObjects)對(duì)事件隊(duì)列中的事件進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。接收到的消息除了MsgID外，還包括目標(biāo)FSM和需要交換的數(shù)據(jù)，F(xiàn)SM_Manager在FSM隊(duì)列中找到該目標(biāo)FSM，把消息的MsgID和需要交換的數(shù)據(jù)發(fā)給該FSM。

ConcreteFSM是FSM的子類(lèi)，可以有多個(gè)，對(duì)應(yīng)于實(shí)際硬件運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)，定義了FSM對(duì)象的狀態(tài)集、事件集及狀態(tài)轉(zhuǎn)換表等。Concret_FSM類(lèi)預(yù)先將消息轉(zhuǎn)換圖，轉(zhuǎn)換成一個(gè)十字鏈表存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)狀態(tài)機(jī)接收到發(fā)給它的消息時(shí)，它會(huì)根據(jù)成員變量CurrentState保存的當(dāng)前狀態(tài)值在十字鏈表中豎向查找得到對(duì)應(yīng)的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)指針，然后沿著該節(jié)點(diǎn)橫向查找與接收到的消息有相同的MsgID的節(jié)點(diǎn)， 最后執(zhí)行該MsgID對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)，并根據(jù)函數(shù)返回的結(jié)果決定是否置為新的狀態(tài)。 

2.2 COM接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

COM（Component Object Model，組件式對(duì)象模型)是一個(gè)說(shuō)明如何建立可動(dòng)態(tài)互變組件的規(guī)范，它定義了一些為保證能互操作，客戶組件必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)。

本文提出的加速度實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采用COM技術(shù)，通過(guò)COM接口實(shí)現(xiàn)與其他軟件的緊密集成和互操作，提供了一個(gè)易于使用、易于擴(kuò)展的無(wú)線加速度數(shù)據(jù)采集和分析平臺(tái)。

COM本身已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)稱(chēng)為COM庫(kù)(COM Library)的API，它提供諸如客戶對(duì)組件的查詢(xún)，以及組件的注冊(cè)/反注冊(cè)等一系列服務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，COM庫(kù)由操作系統(tǒng)加以實(shí)現(xiàn)，不必關(guān)心其實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只需定義一系列與應(yīng)用程序交互的標(biāo)準(zhǔn)COM接口函數(shù)。本文開(kāi)發(fā)的加速度采集系統(tǒng)主程序用Visual C++編寫(xiě)。其IDL定義如下:

在CPP文件中將該對(duì)象的四個(gè)方法具體實(shí)現(xiàn)，編譯后可得到Accelerator對(duì)象的二進(jìn)制文件。此外，筆者使用了IDispatch界面，該界面主要用于對(duì)象的OLE 自動(dòng)化，它提供Invoke方法，可以虛擬地調(diào)用其他界面中的方法，使在Visual Basic， Java， C#等語(yǔ)言中可以通過(guò)它間接調(diào)用對(duì)象界面。在客戶端，筆者正用C#編寫(xiě)了一個(gè)測(cè)試程序。將Accelerator編譯并登錄后，就可以被當(dāng)作C#測(cè)試程序的組件直接使用，Accelerator對(duì)象的BeginDisplayAcceleration等方法都可以輕易地調(diào)用，實(shí)現(xiàn)Helpstring中所描述的功能。

該方案使用戶不需要學(xué)習(xí)特定的編程語(yǔ)言，不用考慮軟件平臺(tái)底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只需根據(jù)硬件擴(kuò)充一下該軟件平臺(tái)，即可快速高效地開(kāi)發(fā)各種基于加速度采集平臺(tái)的輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)所需求的功能。

2.3 硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)的交互

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)軟/硬件是分離的，主機(jī)端軟件平臺(tái)和遠(yuǎn)端子系統(tǒng)硬件平臺(tái)之間遵循筆者自定的一個(gè)通信協(xié)議，既簡(jiǎn)單又便于實(shí)現(xiàn)。其格式如下：

（1）主機(jī)的命令格式

：XXYYCRC\\r\

其中，冒號(hào)是命令開(kāi)始符，表示命令的開(kāi)始；XX是硬件模塊的從地址（Slave Address），雖然目前在筆者的硬件中只有一個(gè)設(shè)備，但預(yù)留該數(shù)據(jù)位以便系統(tǒng)擴(kuò)充，設(shè)備模塊只響應(yīng)與其從地址相同的命令；YY是命令的內(nèi)容，如在本系統(tǒng)中，主機(jī)告訴硬件返回加速度信號(hào)或位移信號(hào)；CRC是校驗(yàn)位，適用安全性要求較高或信號(hào)干擾較嚴(yán)重的場(chǎng)合；\\r\是命令結(jié)束符，分別表示回車(chē)和換行；命令中所有字符均采用ASCII碼。

（2）硬件的回應(yīng)格式

：XXDDCRC\\r\

其中，:XXCRC\\r\的意義與命令格式一樣，并且所有字符也均采用ASCII字符；唯一區(qū)別的是DD表示返回的加速度或位移數(shù)據(jù)。

加速度傳感器在人的操縱或跟隨被測(cè)量物體移動(dòng)時(shí)，便會(huì)以最高2500Hz的速率輸出加速度大小，微控制器程序同時(shí)有兩個(gè)任務(wù)（Tasks）在并發(fā)運(yùn)行。Task1每2ms就采集一次加速度值，并用辛普生公式對(duì)采得的加速度值進(jìn)行積分求得當(dāng)前的位移值；Task2等待并響應(yīng)主機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的命令，當(dāng)主機(jī)有命令通過(guò)射頻發(fā)送時(shí)，會(huì)被遠(yuǎn)端子系統(tǒng)的射頻接收模塊檢測(cè)到，并置DR1數(shù)據(jù)位為高電平來(lái)告知微控制器，Task2便負(fù)責(zé)檢測(cè)該命令并分析接收到的命令，對(duì)接收的命令進(jìn)行校驗(yàn)和解包，同時(shí)根據(jù)命令返回當(dāng)前的加速度值或位移值。

主機(jī)端的軟件平臺(tái)又分為兩部分，底層是一個(gè)運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)，通過(guò)COM接口與應(yīng)用程序交互，因此又可以看成是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的COM服務(wù)器，F(xiàn)SM能提供方便的硬件擴(kuò)充能力，能根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行的硬件方便地添加或刪去狀態(tài)機(jī)實(shí)例，可以方便地添加多微加速度或其他壓力、角度等傳感器；FSM通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)COM接口向上層應(yīng)用程序提供服務(wù)；上層應(yīng)用程序通過(guò)不同的需求調(diào)用不同的接口函數(shù)來(lái)獲得所需要的參量信息，從而構(gòu)建一個(gè)組件化的綜合信息采集系統(tǒng)，而且采用COM技術(shù)使得上層開(kāi)發(fā)人員可以采用與底層COM服務(wù)器完全不同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)各種設(shè)備。

該信息采集平臺(tái)用C++開(kāi)發(fā)底層主程序，主要考慮到C++豐富的語(yǔ)言特性便于底層的操作和狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)，以及虛擬繼承可以很容易地實(shí)現(xiàn)COM接口。

本文用C#語(yǔ)言來(lái)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于底層信息采集平臺(tái)的測(cè)試程序。測(cè)試程序可以根據(jù)用戶選擇實(shí)時(shí)顯示硬件當(dāng)前的加速度或位移大小，并用動(dòng)態(tài)刷新的曲線來(lái)顯示最近一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)變化，其界面如圖4所示。測(cè)試程序采用C#語(yǔ)言，是因?yàn)樗苋菀讓?shí)現(xiàn)界面和控件而方便編程，同時(shí)突出COM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。用它直接調(diào)用C++主程序提供的COM接口，來(lái)間接獲得加速度位移等信息。

圖4 C#測(cè)試程序運(yùn)行界面

3 虛擬鍵盤(pán)鼠標(biāo)集成系統(tǒng)的應(yīng)用方案

通過(guò)圖4可以發(fā)現(xiàn)，該圖顯示的實(shí)際是微加速度傳感器連續(xù)在空中單擊、雙擊、三擊時(shí)Z軸加速度值的變化，如橫坐標(biāo)所示，在一秒內(nèi)單擊、雙擊和三擊微加速度計(jì)，能很輕易地被系統(tǒng)檢測(cè)到，利用這個(gè)特性，結(jié)合軟件編程，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的鍵盤(pán)鼠標(biāo)一體化輸入設(shè)備。當(dāng)把一個(gè)微加速度計(jì)綁定在手指上時(shí)，手指在空中的平移可以被解碼為電腦光標(biāo)的移動(dòng)，手指的單擊和雙擊可以被解碼為電腦光標(biāo)的單擊和雙擊，手指的三擊可以根據(jù)設(shè)計(jì)被解碼為其他特殊的功能；當(dāng)每個(gè)手指都戴上一個(gè)與系統(tǒng)無(wú)線相連的微加速度計(jì)時(shí)，顯然可以有更多的不同動(dòng)作被解碼，便可以與鍵盤(pán)打字的動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，從而可以實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的功能，通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)功能的簡(jiǎn)單切換，便可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸入設(shè)備。

當(dāng)然，該系統(tǒng)顯然還有更多其他的應(yīng)用場(chǎng)合，如應(yīng)用于電腦輸入設(shè)備可以開(kāi)發(fā)各種各樣的游戲控制設(shè)備、3D鼠標(biāo)等，應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)可以開(kāi)發(fā)出各種高級(jí)玩具、武器導(dǎo)航制導(dǎo)裝置、汽車(chē)車(chē)身控制系統(tǒng)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究基于加速度采集系統(tǒng)的無(wú)線輸入設(shè)備，介紹了硬件系統(tǒng)的組成和工作原理，重點(diǎn)討論了有限狀態(tài)機(jī)FSM和COM組件軟件技術(shù)的應(yīng)用，并給出了一個(gè)基于該系統(tǒng)軟件平臺(tái)的測(cè)試程序，進(jìn)一步說(shuō)明了虛擬鍵盤(pán)鼠標(biāo)系統(tǒng)的可行性和實(shí)現(xiàn)方法。

由于該系統(tǒng)硬件采用先進(jìn)的MEMS微加速度傳感器和2.4G無(wú)線傳輸技術(shù)，軟件采用了先進(jìn)的FSM和COM技術(shù)，可以基于它開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的輸入設(shè)備，有著美好的應(yīng)用前景：

（1）FSM的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)可以很容易地根據(jù)應(yīng)用和硬件變化而擴(kuò)充；程序中充分利用了COM組件技術(shù)，可以根據(jù)需要更新局部組件而不會(huì)影響其他部分的運(yùn)行。

（2）對(duì)硬件的所有操作和控制全通過(guò)COM接口暴露出來(lái)，應(yīng)用程序可以方便地控制硬件而不需要考慮硬件和底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，降低了開(kāi)發(fā)的難度。

（3）無(wú)線特性和加速度傳感技術(shù)可以使得輸入設(shè)備脫離桌面和電腦，在空中自由移動(dòng)來(lái)控制電腦，開(kāi)發(fā)的設(shè)備能敏感地感知人體的細(xì)小動(dòng)作，給使用者帶來(lái)更加愜意逼真的感受。

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