GestIC技術(shù)：

類(lèi)似于電容式觸摸感應(yīng)，GestIC 技術(shù)采用電子場(chǎng) （E-field） 感應(yīng)來(lái)檢測(cè)手勢(shì)。 電極隱藏于器件外殼，能夠?qū)崿F(xiàn)美觀的工業(yè)設(shè)計(jì)，而無(wú)需安裝孔或其它基于攝像頭或紅外感應(yīng)型系統(tǒng)所常見(jiàn)的各種開(kāi)口。 其它優(yōu)勢(shì)包括：

·完整的表面覆蓋范圍，無(wú)盲點(diǎn)

·內(nèi)置自適應(yīng)噪聲濾波

·低成本

·唯一具有內(nèi)置自動(dòng)喚醒/睡眠功能的手勢(shì)解決方案，《100 μA 休眠電流

·降低了系統(tǒng)復(fù)雜性

MGC3030/MGC3130/MGC3140介紹：

集成片上執(zhí)行的手勢(shì)識(shí)別 GestIC 技術(shù)，它降低了復(fù)雜性，無(wú)需額外的處理，從而縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。手勢(shì)套件使 MGC3030/MGC3130 控制器即使在系統(tǒng)其余部分?jǐn)嚯娀蛱幱谑‰娔Ｊ綍r(shí)仍能夠識(shí)別手勢(shì)。該器件可現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)，以確保系統(tǒng)在將來(lái)可容納和使用更多的手勢(shì)算法。與語(yǔ)音和語(yǔ)言一樣，每個(gè)人的手勢(shì)具有獨(dú)特的時(shí)間、幅度和其它不同度量。集成的GestIC Technology Colibri Suite 利用隱馬爾可夫模型實(shí)現(xiàn)各種不同的手勢(shì)高速率識(shí)別。它可探測(cè)故意手勢(shì)和一般手部動(dòng)作之間的細(xì)微差異，以避免響應(yīng)意外手勢(shì)。作為低功耗混合信號(hào)片上系統(tǒng) （SoC），MGC3x30 控制器提供了豐富的智能功能特性如下：

·0（觸摸）至 10 cm 處檢測(cè)范圍

·高達(dá) 200 Hz （5 ms） 的快速報(bào)告速率

·現(xiàn)場(chǎng)可升級(jí)的板載手勢(shì)套件

·數(shù)字接口 （I2C） 和可配置的 GPIO

MGC3030/MGC3130/MGC3140內(nèi)部框圖：

GestIC技術(shù)3D手勢(shì)識(shí)別原理：

?運(yùn)用電近場(chǎng)傳感

?電極檢測(cè)用戶(hù)操作

?GestIC技術(shù)將信號(hào)處理為位置和手勢(shì)

?主機(jī)使用手勢(shì)數(shù)據(jù)控制用戶(hù)界面

MGC3030/MGC3130/MGC3140 能夠?qū)崿F(xiàn)的手勢(shì)識(shí)別：

PCB硬件上電極設(shè)計(jì)：

?框架形電極

?1個(gè)發(fā)送電極Tx

?4-5個(gè)接收電極Rx

?雙層疊加

?可選GND層

MGC3130 軟件架構(gòu) ：

MGC3130 系統(tǒng)可從兩個(gè)軟件層訪問(wèn)：

? 通過(guò)GestIC 庫(kù)消息接口的I2C 直接訪問(wèn)（直接接口）

? 通過(guò)作為消息抽象層的GestIC API （管理接口）

直接接口是訪問(wèn)MGC3130 的最簡(jiǎn)單方式，但它需要用戶(hù)接收和解碼所有I2C 消息，并驗(yàn)證接收到的數(shù)據(jù)。如果應(yīng)用程序采用縮減的傳感器數(shù)據(jù)集（如僅手勢(shì)和僅位置），則推薦直接訪問(wèn)。通過(guò)GestIC API 的管理接口提供已解碼和已驗(yàn)證的傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可由應(yīng)用程序直接采用。通常， GestIC API 運(yùn)行在PC 應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序中，這些程序?qū)?shù)據(jù)提供給應(yīng)用軟件。

GestIC 軟件庫(kù) ：

GestIC 庫(kù)是存儲(chǔ)在MGC3130 內(nèi)部閃存中的嵌入式固件。它包含：

? Colibri Suite，涵蓋實(shí)現(xiàn)GestIC 功能的數(shù)字信號(hào)處理算法（GestIC 的核心功能有：接近檢測(cè)、位置跟蹤和手勢(shì)識(shí)別）

? 系統(tǒng)控制模塊，提供對(duì)主機(jī)接口、參數(shù)存儲(chǔ)和AFE 訪問(wèn)的完全控制

? 用于GestIC 庫(kù)更新的庫(kù)加載程序

GestIC 庫(kù)包含一個(gè)基于消息的接口，可用于配置芯片并將傳感器數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)應(yīng)用

程序。

橋接器 ：

如果應(yīng)用主機(jī)不支持本地I2C 接口，則需要附加硬件橋接器。橋接器將I2C 硬件協(xié)議

轉(zhuǎn)換成USB/UART。如果引入橋接器硬件，則應(yīng)用主機(jī)需要一個(gè)附加設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，以注冊(cè)接口并提供操作系統(tǒng)內(nèi)的MGC3130數(shù)據(jù)。

例如：

? Windows CDC 驅(qū)動(dòng)程序?qū)GC3130數(shù)據(jù)發(fā)送給一個(gè)虛擬COM 端口。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)程序不了解MGC3130數(shù)據(jù)格式。

? HID驅(qū)動(dòng)程序直接將MGC3130數(shù)據(jù)作為操作系統(tǒng)中的USB HID 類(lèi)使用。此類(lèi)驅(qū)動(dòng)程序必須解碼MGC3130消息，因此建議將GestIC API 參考代碼作為其一部分。

MGC3130硬件接口 ：

通過(guò)一個(gè)雙線I2C 兼容串口來(lái)實(shí)現(xiàn)與MGC3130 的通信，該串口支持用戶(hù)讀取傳感器數(shù)據(jù)并將控制消息發(fā)送給芯片。它通過(guò)串行接口與主控制器通信，工作速度高達(dá)400 kHz。一個(gè)引腳（IS2）用于地址選擇，使用戶(hù)能夠在同一條總線上連接最多兩個(gè)MGC3130器件，而不會(huì)發(fā)生地址沖突。另外，MGC3130 需要一條專(zhuān)用的能提供數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)的傳輸狀態(tài)線（TS）。它由I2C主從器件使用來(lái)控制數(shù)據(jù)流。I2C SCL、I2C SDA 和TS 線要求在MGC3130 和連接的主機(jī)控制器上采用漏極開(kāi)路連接。為了正常工作，需要在I2C SCL 和VCC 以及I2CSDA 和VCC 之間連接1.8 kΩ 的上拉電阻，在TS 線和VCC 之間連接10 kΩ 的上拉電阻。

為了實(shí)現(xiàn)MGC3130 的控制選項(xiàng)，建議主機(jī)控制器控制MGC3130 MCLR 線。尤其是硬件復(fù)位對(duì)于GestIC 庫(kù)更新過(guò)程很必要。

AUREA圖形用戶(hù)界面：

上位機(jī)軟件Aurea主要用來(lái)配置MGC3130和燒錄配置文件，

下載鏈接：http://ww1.microchip.com/downloads/cn/DeviceDoc/cn606076.zip

演示視頻：

可以點(diǎn)擊以下鏈接觀看：https://v.youku.com/v_show/id_XNTg2ODUzNjc2.html？spm=a2h0k.11417342.soresults.dtitle

結(jié)束語(yǔ)：

基于Microchip GestIC 3D手勢(shì)識(shí)別的MGC3X30，可以應(yīng)用于人機(jī)交互的各種產(chǎn)品上，汽車(chē)電子，智能家居，等領(lǐng)域；各位讀者可以集思廣益，做出具有科技感的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

1、MGC3130 datasheet

2、GestIC Design Guide

3、MGC3140 GestIC Library Interface Description User‘s Guide

4、Aurea Graphical User Interface User’s Guide