蓝牙鼠标的特点及系统组成

摘要:本文综述了目前采用不同无线技术的鼠标的特点,着重分析了蓝牙鼠标的硬件系统组成部分的功能要求,并采用休眠模式以节省系统电源的运行模式。

关键词:蓝牙鼠标 无线技术 系统方案

中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00

Abstract:This article introduced the mouse characteristics in different wireless technology, it analyzed the main components function and requirements in hardware system of the Bluetooth mouse and applied sleep model for saving system power.

Keyword:bluetooth mouse; wireless technology; system solutions

0引言

随着人们对鼠标使用便捷性要求的日益提高,为摆脱线缆的束缚,无线鼠标逐步走进了我们的生活。而蓝牙鼠标可以直接利用电脑自带了蓝牙功能,完成连接后即可使用,可以省去普通无线鼠标携带接收器的的麻烦。

1无线鼠标分类及特点

无线技术可根据不同的频段被分为不同的类别,当前主要有27M、2.4G和蓝牙无线鼠标共三类。

1.127M红外线鼠标

全球首个采用红外线技术的鼠标于1991年由Logitech公司。由于该类鼠标仅支持单向传输,必须连续工作因而功耗较大,安全级别不高且有效传输距离较短;鼠标不能离的太远且中间不能有障碍物;其接收角度范围只有90度,当角度太小时就会出现鼠标不动的情况。所以,红外线无线鼠标只是一个过渡性产品。

1.22.4G无线鼠标

2.4G ISM是全世界公开通用的无线频段,2.4G传输效率达到了2Mbps,传输距离也可以达到10米,接收端和发射端之间并不需要连续性工作,从而大大降低了功耗、延长电池续航时间。2.4G还采用了自动调频技术和双向传输模式,接收端和传输端都能够找到可用频段,也避免27M容易出现信号断续的情况。

2.4G无线网络技术由于具有抗干扰性、传输速度、距离等方面的优势,运用该技术的鼠标也成为目前最受欢迎的无线鼠标。但它们都有一个共同缺陷,就是鼠标需要一个专用接收器才能正常工作。

1.3蓝牙鼠标

1998年5月,由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝等公司联合制定的一种实现最高数据1Mb/s、最大传输距离为10m的无线通信技术标准,并将该标准命名为蓝牙(Bluetooth)。2007年,SIG的核心规格2.1+EDR版本规范目前已广泛运用。

蓝牙技术具有能同时传送语音和数据信息、通讯安全性好、抗干扰能力强,能够使任何蓝牙设备在一定范围内互相连接及传输数据。由于采用蓝牙技术的设备功耗低、成本较低、设计开发较容易,因此该技术被逐步应用于无线鼠标中。

2蓝牙鼠标系统组成

蓝牙系统方案是一种实现某种蓝牙功能的技术方案,蓝牙鼠标为蓝牙系统方案的一种。鼠标系统方案一般包含射频、基带、微控制器和存储器等模块,为降低成本一般都集成在一个芯片内。

2.1系统组成分析

2.1.1外观结构

外观设计应以美观、舒适、符合人体工学为标准,另外具有360度接收功能、不受空间及角度限制这两个要求也是必需的。因此鼠标结构应以外观及性能要求来展开设计。

2.1.2软件系统

蓝牙芯片一般将协议软件全部固化进内置的Flash,提供高至HCI层功能,支持蓝牙协议的大多数HCI指令,因此可以很方便地利用它来构成蓝牙系统。

蓝牙鼠标的软件组成主要包括三个部分:HID固件、HID库和HID应用程序。HID固件包括链路管理、链路控制、L2CAP、SDP等。HID库开发环境所需的功能封装成一个蓝牙/用户的接口设备。HID应用程序与HID配合控制鼠标的高级操作及用户接口。

2.1.3硬件系统

蓝牙鼠标电路一般由鼠标方案公司提供,其硬件系统结构简图。

⑴ 蓝牙芯片。

本文以IS1616N芯片为介绍对象。它由2.4GHz无线收发器、基带控制器、对外接口电路、射频控制单元、闪存、电源管理、时钟等模块构成。具有如下特性:

符合2.1 + EDR Class2的蓝牙标准规范,并通过BQB认证,符合RoHS要求;

采用蓝牙HID模式构建的单芯片解决方案并内置1t- 8051和只读存储器;

采用串行接口控制界面,可为发光二极管和光学传感器提供恒定电压;

引出8个端口供鼠标左、中、右、前进、返回、滚轮、4D滚动控制等按钮使用;

支持DPI切换及带有电池电压检测且带有控制LED的大电流输入输出端口;

⑵ 光学传感器及发光二极管。

本文以PAN3024传感器为介绍对象,它建立在一种新的光学导航技术,该技术利用光学表面图像和数据的连续变化来决定移动的方向和幅度,将分析结果最终被转换为坐标偏移量来实现光标的定位。它具有如下特性:可在各种介质表面移动时精确定位;移动检测速度高达28英寸/秒、支持高达1600 DPI的分辨率;支持节电模式;具有在休眠模式时的唤醒控制脚。

发光二极管的作用就是产生光电鼠标工作时所需要的光源,一般采用高亮红色获得足够的光照度。发光二极管发出的红色光线,一部分通过鼠标底部的光学透镜来照亮鼠标底部的桌面,另一部分则直接传回光学传感器。

⑶ 电源与开关按键。

鼠标的电源可以选用AAA电池提供。电源开关可以方便的切断系统电源,减少电量损耗,电源电路应包含低电压操作及电源复位功能。鼠标的左、中、右、前进、返回、DPI切换键分别由相应的开关对应,滚轮采用编码器来实现。鼠标的配对模式也可以通过单独的按键来启动。

⑷ 电路及元件。

系统电路元件包括EPROM、晶振、天线、滤波元件、去耦元件等。

2.2 节能控制

为减少电能消耗,应尽量降低系统工作电流及发光二极管的亮度,另外蓝牙芯片、光学传感器的静态电流也应较低。另外可使用如下的多级休眠模式:当鼠标不活动保持3S时,进入一级休眠模式;不活动保持20S,进入二级休眠模式;不活动保持10min时,进入全休眠模式。一二级休眠模式可通过移动鼠标或按键唤醒;而全休眠模式仅通过按键唤醒。

3蓝牙鼠标的连接及运行

蓝牙设备需要对应的管理软件来执行,常用的蓝牙驱动方案软件有IVT、Widcomm、ISSC等。蓝牙鼠标可以直接连接带蓝牙功能的计算机,否则应通过USB接口外接蓝牙适配器。

首先启动蓝牙设备用户操作界面。先将蓝牙鼠标开机并置于配对状态,点击搜索图标,系统会在设备一栏中搜索到需要的鼠标。点击该图标,会在右侧窗口中显示目标的当前状态,点击鼠标右键,选择“连接”,蓝牙鼠标的服务状态会由“已断开连接”变成“已连接”,指示蓝牙鼠标连接完成即可正常使用。

参考文献

[1] 钱志鸿等.蓝牙技术原理、开发及应用.北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[2] 新知.无线鼠标技术特点及分类.网络与信息,2009年09期:74-75.

[3] 马建仓.蓝牙无线键盘鼠标的研制:[硕士学位论文].西安:西北工业大学,2004年.