本模块利用北醒公司两台TFmini Plus、Arduino DUE板、一个低功率红外激光指向灯、两个LED指示灯、一个单向开关、一个双向开关和连接线结合设计。
系统作用：通过检测人的手势，操作PPT的上一页、下一页切换。
Benewake TFmini Plus 标品
TFmini Plus（如图2.1所示），详细参数见TFmini Plus使用说明；
本模块用来检测人的手势，当手或者手臂扫过时，测距状态发生改变。
Arduino DUE板
本模块使用DUE板检测雷达1和雷达2的测距状态，并利用自带的USB通信实现HID功能。
Arduino DUE板（如图2.2所示），详细介绍和学习，请参考以下两个网站：
中文社区：http://www.arduino.cn/；
英文官网：http://www.arduino.cc/。
激光指示灯
如图2.3所示，为红外激光指示灯，用来指示雷达的工作方向和大致区域。
具体说明参考：https://m.tb.cn/h.eml6WNY?sm=032032
LED灯
如图2.4所示，为LED灯，用来指示模块功能状态：绿灯为功能开启，红灯为功能关闭。
单向开关
如图2.5所示，为单向开关，用来控制红外激光指示灯的打开和关闭。
双向开关
如图2.9所示，为PPT切换模块的接线图，接线需要注意一下几个方面：
（1） TFmini Plus供电电压为5V，直接连接Arduino DUE板的5V和GND，其他雷达需查阅产品规格书，确保供电正常；
（2） 雷达1（RX，TX）连接DUE板的(TX3，RX3); 雷达2（RX，TX）连接DUE板的(TX1，RX1)；
（3） 功能指示灯连接23,25引脚，通过检测开关状态，对应功能指示灯的关闭和打开。当功能打开时，绿灯亮起；功能关闭时，红灯亮起；
#include <Keyboard.h>
/****************************************************************
定义引脚功能，控制引脚为27,29，显示引脚为23,25
*****************************************************************/
#define ON 23
#define OFF 25
#define LED_ON 27
#define LED_OFF 29
char left = KEY_LEFT_ARROW;
char right = KEY_RIGHT_ARROW;
const int HEADER=0x59;//数据包帧头
/****************************************************************
定义模块功能初始状态参数
*****************************************************************/
bool receiveok1=false;
bool receiveok2=false;
bool status_complete1=false;
bool status_complete2=true;
/****************************************************************
变量DELAY可以控制模块的延迟时间，用以滤除人行走带来的误操作
*****************************************************************/
int DELAY=180;
int distance1=0;
int distance2=0;
int DISTANCE1=1200;
int DISTANCE2=1200;
int threshold=0;
unsigned long tim[2]={0};
int period=0;
/****************************************************************
声明函数，雷达数据获取函数和采集环境距离阈值函数
*****************************************************************/
int TFminione(void);
int TFminitwo(void);
int lidar_average(void);
/****************************************************************
引脚功能定义，初始化；
串口初始化；
采集周边环境，确定模块工作阈值；
*****************************************************************/
void setup()
{
pinMode(ON,INPUT);
pinMode(OFF,INPUT);
pinMode(LED_ON,OUTPUT);
pinMode(LED_OFF,OUTPUT);
digitalWrite(ON,HIGH);
digitalWrite(OFF,HIGH);
digitalWrite(LED_ON,LOW);
digitalWrite(LED_OFF,LOW);
Serial1.begin(115200);//设置TFmini1与arduino的串口波特率
Serial2.begin(115200);//设置TFmini2与arduino的串口波特率
Serial3.begin(115200);//设置电脑与arduino的串口波特率
int threshold1=lidar_average();
threshold=threshold1-100;
Serial3.print("threshold=");
Serial3.println(threshold);
}
/****************************************************************
首先，判断功能开关状态；
然后，对雷达测距状态进行判断；
如果满足判断条件，执行对应操作；
*****************************************************************/
void loop()
{
if(digitalRead(ON)==LOW)//控制开关打开
{
digitalWrite(ON,HIGH);
digitalWrite(LED_OFF,LOW);
digitalWrite(LED_ON,HIGH);
Keyboard.begin();
receiveok1=false;
receiveok2=false;
distance1 = TFminione();
distance2 = TFminitwo();
if(receiveok1 & receiveok2)
{
if(DISTANCE1>threshold & distance1<=threshold & distance2>threshold)
{
tim[0]=millis();
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
while(true)
{
receiveok1=false;
receiveok2=false;
distance1 = TFminione();
distance2 = TFminitwo();
if(receiveok1 & receiveok2)
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(DISTANCE2>threshold & distance2<=threshold )
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
while(true)
{
receiveok1=false;
receiveok2=false;
distance1 = TFminione();
distance2 = TFminitwo();
if(receiveok1 & receiveok2)
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(distance2>threshold & distance1>threshold )
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(period<DELAY)
{
Keyboard.write(right);
status_complete1=true;
break;
}
else
{
status_complete1=true;
break;
}
}
else if(period>DELAY)
{
status_complete1=true;
break;
}
else
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
}
}
}
}
else if(status_complete1)
{
status_complete1=false;
break;
}
else if(period>DELAY)
{
break;
}
else
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
}
}
}
}
else if(DISTANCE2>threshold & distance2<=threshold & distance1>threshold)
{
tim[0]=millis();
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
while(true)
{
receiveok1=false;
receiveok2=false;
distance1 = TFminione();
distance2 = TFminitwo();
if(receiveok1 & receiveok2)
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(DISTANCE1>threshold & distance1<=threshold )
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
while(true)
{
receiveok1=false;
receiveok2=false;
distance1 = TFminione();
distance2 = TFminitwo();
if(receiveok1 & receiveok2)
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(distance1>threshold & distance2>threshold )
{
tim[1]=millis();
period=tim[1]-tim[0];
if(period<DELAY)
{
Keyboard.write(left);
status_complete2=true;
break;
}
else
{
status_complete2=true;
break;
}
}
else if(period>DELAY)
{
status_complete2=true;
break;
}
else
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
}
}
}
}
else if(status_complete2)
{
status_complete2=false;
break;
}
else if(period>DELAY)
{
break;
}
else
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
}
}
}
}
else
{
DISTANCE1=distance1;
DISTANCE2=distance2;
}
Keyboard.end();
}
}
else if(digitalRead(OFF)==LOW)
{
digitalWrite(OFF,HIGH);
digitalWrite(LED_OFF,HIGH);
digitalWrite(LED_ON,LOW);
}
else
{
delay(1);
}
}
/****************************************************************
雷达1采集环境距离函数
*****************************************************************/
int TFminione(void)
{
int dist=0;//雷达实测距离值
int check;//校验数值存放
int uart[9]={0};//存放雷达测量的数据
int i=0;
if (Serial1.available())//查看串口是否有数据输入
{
if(Serial1.read()==HEADER)//判断数据包帧头0x59
{
uart[0]=HEADER;
if(Serial1.read()==HEADER)//判断数据包帧头0x59
{
uart[1]=HEADER;
for(i=2;i<9;i++)//存储数据到数组
{
uart[i]=Serial1.read();
}
check=uart[0]+uart[1]+uart[2]+uart[3]+uart[4]+uart[5]+uart[6]+uart[7];
if(uart[8]==(check&0xff))//按照协议对收到的数据进行校验
{
dist=uart[2]+uart[3]*256;//计算距离值
receiveok1=true;
return(dist);
}
}
}
}
else
{
delay(1);
}
}
/****************************************************************
雷达2采集环境距离函数
*****************************************************************/
int TFminitwo(void)
{
int dist=0;//雷达实测距离值
int check;//校验数值存放
int uart[9]={0};//存放雷达测量的数据
int i=0;
if (Serial2.available())//查看串口是否有数据输入
{
if(Serial2.read()==HEADER)//判断数据包帧头0x59
{
uart[0]=HEADER;
if(Serial2.read()==HEADER)//判断数据包帧头0x59
{
uart[1]=HEADER;
for(i=2;i<9;i++)//存储数据到数组
{
uart[i]=Serial2.read();
}
check=uart[0]+uart[1]+uart[2]+uart[3]+uart[4]+uart[5]+uart[6]+uart[7];
if(uart[8]==(check&0xff))//按照协议对收到的数据进行校验
{
dist=uart[2]+uart[3]*256;//计算距离值
receiveok2=true;
return(dist);
}
}
}
}
else
{
delay(1);
}
}
int lidar_average(void)
{
int i=0;
int sum=0;
int average=0;
int temp[100]={0};
while(true)
{
distance1=TFminione();
if(receiveok1)
{
temp[i]=distance1;
Serial3.println(distance1);
i++;
if(i>=100)
{
for(i=0;i<100;i++)
{
sum+=temp[i];
}
average=sum/100;
Serial3.print("average=");
Serial3.print(average);
Serial3.print('\t');
i=0;
sum=0;
return(average);
delay(1);
break;
}
}
receiveok1=false;
}
}
