摘 要

随着社会的不断进步，人们对于生活的要求越来越高，在此背景下，智能家居系统以其便捷性和舒适性逐渐在家庭中普及，但当前的智能家居都需要遥控终端发送指令，具有一定的局限性。通过Leap Motion的体感技术，设计出的智能家居系统摆脱了遥控终端的束缚，提高了智能家居的舒适程度和便捷性，具有重要的应用研究价值。

本文首先对Leap Motion做了一个功能和原理上的简要介绍，同时阐述了本文的研究目的和意义，以及国内外发展现状、整个智能家居系统的构成。通过建立电脑与各种电器之间的联系,设计出智能控制的家居系统。本课题是以理论和实际相结合，基于Leap Motion对信号采集的准确性，研究计划设计出一个智能家居系统。该智能家居系统设计了灯组、风扇和窗帘三个电器，当用户对着Leap Motion做不同的手势时，系统会自动识别这些手势并根据手势类型控制灯泡亮灭、风扇开关和窗帘的开闭。实验证明： Leap Motion的识别精度达到0.01毫米，通过采集手势的每一个细节，可有效识别手势的含义，保证了家居系统的可靠运行。

关键词：Leap Motion；智能家居；C ；单片机

Abstract

With the continuous progress of society, people are increasingly demanding for the life, in this context, the smart home system with its convenience and comfort gradually popular in the family, but the current smart home need remote control terminal to send instructions, Has some limitations. Through the Leap Motion of the somatosensory technology, the design of the smart home system out of the shackles of remote control terminals to improve the comfort of smart home and convenience, has important application research value.

At first, I gives a brief introduction to the function and principle of Leap Motion, and expounds the purpose and significance of this paper, as well as the development of the status quo at home and abroad, the composition of the whole intelligent home system. Through the establishment of a computer and a variety of electrical connections between the design of intelligent control of the security system. This topic is based on the combination of theory and practice, based on Leap Motion on the accuracy of signal acquisition, research plan to design a smart home system. The smart home system is designed with three groups of lights, fans and curtains. When the user makes different gestures against Leap Motion, the system will automatically recognize these gestures and control the lamp light off, fan switch and curtain opening and closing according to the gesture type The Experiments show that: Leap Motion recognition accuracy of 0.01 mm, by collecting gestures of every detail, can effectively identify the meaning of gestures, to ensure the reliable operation of the home system.

Keywords: Leap Motion; smart home; C ;Microcontrollers

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外发展现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3课题研究内容 3

第二章 智能家居系统整体方案设计 4

2.1设计要求 4

2.2 整体方案设计 4

2.2.1系统框架 4

2.2.2系统方案设计 5

2.3 本章小结 6

第三章 上位机系统设计 7

3.1 Microsoft Visual Studio概论 7

3.2 Leap Motion人体手势识别 8

3.3手势识别模块的设计与实现 11

3.3.1手势监控模块的运行环境搭建 11

3.3.2主程序设计 11

3.3.3 风扇控制子程序设计 14

3.3.4 窗帘子程序设计 14

3.3.5 灯组子程序设计 16

3.4 本章小结 17

第四章 下位机系统设计 18

4.1 AT89C51单片机简介 18

4.2串口通信模块的设计 18

4.3灯组子模块的设计 20

4.4风扇子模块的设计 22

4.5窗帘子模块 24

4.6 本章小结 26

第五章 结果分析 27

5.1 上位机系统测试 27

5.2 下位机系统测试 28

5.3全系统测试 28

5.4 本章小结 29

第六章 总结与展望 30

参考文献 31

致谢 32

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着信息技术、计算机技术和物联网技术的飞速发展，人机交互已经引起了许多国家政府和研究机构的广泛重视，成为了未来信息领域研究的重大课题，而手势交互则是人机交互领域近年来兴起的一大研究热点，它以手的动作直接作为输入指令，使得人与计算机之间的通信变得更为简洁、自然，用户只需凭借自己的手就可以对自身周围的设备进行控制。而在众多手势交互设备中，作为一款USB设备，Leap Motion自诞生以来就受到的人们的广泛关注^[1]。由于Leap公司代码的开源性，在Leap Motion公开发售后大量基于Leap Motion的应用程序被开发出来，但绝大多数的应用只是基于Leap Motion 开发的体感游戏，其他方面的应用少之又少。

随着科技的发展和创新，人们对于物质生活也有了进一步的追求，而自身所居住的环境要求自然而然的成为了所关注的领域，同时计算机控制系统的迅速发展，以及电子信息行业的发展与成熟，促使科技工作者们将“智能化”这一概念引入到了小区住宅以及小区建筑技术等民用建筑之中。但是智能家居系统的技术核心仍然为固定电话和互联网技术，所以安装固定电话以及互联网成为了智能家居控制系统的硬件要求，人们在控制家居的时候仍然需要利用遥控器发送指令，使得智能家居系统在操作方面仍具有一定的门槛。因此，寻找一种新的智能家居的控制方法，使得智能家居在操作上显得更为亲民，显得十分重要。