本文评论怎么唤醒平板电脑等触控设备，无需触摸设备，而是选用根本的手势辨认及新颖的挨近检测传感器。本文评论了相关规划的物理布局、速度限制、检测门限、体系集成，以及人为要素的影响；给出了软件实时的例程。
厨房里的突发奇想
假如煮饭时运用触控设备，您或许会注意到依照设备列出的食谱烹饪并非幻想得那么简略。技能达人(例如不才)走进厨房时，喜爱看着平板电脑或智能手机上的菜谱煮饭。您或许会说：“好吧，这有什么难度？”因为屏幕一直敞开会耗费很大电量，一般手持设备在1、2分钟后没有操作时将主动进入休眠状况。那么，当您需求参照食谱时，设备已进入休眠状况。此事，您面对两个挑选：要么强制屏幕坚持永久敞开；要么用沾满食物的手敞开设备，而在屏幕上留下斑斑油渍。当然，您可以在每次检查时把手清洗洁净，但不断重复洗手、擦干即繁琐，又费水。
我经常问自己：“怎样才干既不让屏幕一直敞开，又不会弄脏设备？”实践上，有一种办法一箭双雕，即经过一个手势(不必触摸屏幕)敞开显示屏。听起来好像很杂乱，是吗？走运的是，做起来或许比听起来简略一些。
挨近检测传感器
许多触摸屏设备，尤其是智能手机，内部现已安装了红外(IR)挨近检测传感器。这些传感器一般在通话期间主动翻开/封闭屏幕，以防止意外操作手机的输入界面。这种传感器，加上精明的软件规划，就能完结运用一个手势唤醒设备的功用。
根本的规划思路是：设备进入休眠状况时，触摸屏封闭，运用处理器处于低功耗形式，依托挨近检测传感器“调查”布景的改变，当接纳到的信号足够大时，做出恰当反响。这与挨近检测传感器在通话期间封闭屏幕的功用简直完全相同。仅仅，咱们的运用对数据有了不同的解说。
首要记载传感器在“正常”布景下的计数值，此刻得到的数值或许为零，但实践规划中需求考虑体系失调(例如：散射或串扰)。然后将得到的数值设置为检测门限，当接纳信号超越门限时触发中止或向运用处理器发送信号，以唤醒体系并翻开屏幕。整体而言，这种办法十分简略、直观，可运用环境光检测器和IR挨近检测传感器完结。
本文介绍的计划选用MAX44000，挨近检测的数据读取时刻间隔可以设置在1.56ms至100ms (与环境光检测传感器轮番读取数据)。假定最大检测间隔为10cm，LED的辐射角为±15°，那么，可以掩盖的面积大约为22cm2或跨距大约为5.35cm，只要该区域内的移动方针才干捕捉到。由此，可以以最慢(即最低功耗)的采样速度牢靠检测的最快手势动作大约为0.53mps。在此，咱们还假定传感器只需求收集到一次高于门限的信号，即可辨认经过掩盖区域的方针。
举手之劳…
理论上讲，该计划的施行十分简略。当设备进入休眠形式时，将挨近检测传感器置为环境扫描形式，并在检测到方针时宣布中止信号，指示捕捉到超越预设门限的信号。可经过I2C接口轮询传感器的状况。不幸的是，这种办法会耗费过大功率，超出了大多数用户的预期。
这也是挨近检测传感器的规划要点，MAX44000传感器可以在许多方面脱节运用处理器的干涉，减轻处理器负荷(下降功耗)。
使能MAX44000的内部挨近检测中止(寄存器0x01的第1位)，可将唤醒门限写入内部寄存器(0x0B和0x0C)。当挨近检测传感器的读数超越该门限时，触发中止标识置位，将MAX44000的/INT引脚置为低电平。当运用处理器检测到该引脚驱动为低电平时，可唤醒设备退出低功耗形式，并翻开屏幕，或完结其它需求的动作。
…但不容忽视
实践运用往往不如理论那么简略，非触摸唤醒的详细施行并非仅仅简略地检测高于门限的信号。实践上，详细的规划需求考虑许多要素。
信号电平与电路布局
最要害的考虑应该是触发唤醒条件的信号电平，需求在体系呼应灵敏度与误报概率之间进行权衡。假如门限过低，则很简略检测到输入(手势作业)，但会增大瞬态噪声或突发条件发生误报的概率。反之，过高的检测门限可以把误报概率降至简直为零，但却只能检测到十分挨近的方针，乃至对任何输入(即便您张狂晃动手臂)都反响迟钝。
处理这一问题的最佳办法是：首要下降体系噪声，可以经过光学办法或谨慎的电路布局完结，下降的噪底有助于下降误报概率；其次，挑选“均匀”检测间隔(例如：4cm至5cm)并运用参阅方针丈量信号，18%的灰板比较抱负，但假如触摸屏上方安装了黑色玻璃，丈量时也应该运用这样的玻璃，所测得的信号电平可以作为设置门限的最佳参阅。一般可以遵从这样的准则：行将电平设置在满幅的8%至15%，即便电平发生改变。
可以依照上述经历数据设置MAX44000传感器的挨近检测门限寄存器，图1所示为信号强度随间隔改变的联系曲线，选用18%灰板，驱动电流为100mA，传感器上方没有玻璃罩。蓝线为可以挑选的唤醒门限。
图1. MAX44000挨近检测传感器信号强度随间隔改变的联系曲线，选用18%灰板，100mA驱动电流，没有玻璃罩。
噪声和低通滤波
需求考虑噪声问题时，可运用低通滤波器处理信号；别的，MAX44000还有几个操控位可以用作触发中止标识之前的屏蔽，选用这种设置时，需求检测到必定数量超出门限的采样值时才会触发中止标明，可以在必定程度上下降噪声的影响。
一种略微杂乱的办法是将传感器的读数贮存在数据行列中，然后运用定制的FIR软件对其进行滤波处理。但这种办法需求进步挨近检测传感器的采样速率，不然则会下降可以捕捉到的传感器可视规模内的手势动作速率，特别是把采样速率设置在100ms时。运用器材的操控位屏蔽检测时，速率可最多下降16倍(一般挑选4x屏蔽即可)。
手势速度
手势动作的快慢是咱们需求考虑的另一要素。最大速度取决于：1. 传感器的可视规模；2. 手与传感器之间的间隔；3. 采样率；4. 检测门限。前两项很简略承认：传感器的检测视点，结合传感器与方针之间的间隔，运用根本的三角形即可计算出传感器可视规模内方针的移动间隔。例如，假如传感器的视角为30度，最大有用检测间隔10cm，那么，传感器可视规模内答应的方针移动间隔为5.35cm，掩盖面积大约为78cm2。直线间隔结合采样率，即可决议速度限值。详细地说，假如采样率为T，那么方针跨过可视区域的时刻不得小于T。例如，假如T为100ms (MAX44000的最低采样速率)，那么依照上例，理论上最大答应的速率为1mps (这实践上现已适当快了)。您或许期望捕获到多个采样值来承认触发唤醒，这样的话，会下降答应的速率下限。
