本站原创一、选题的目的、意义和研究现状 1、选题目的 随着信息技术迅猛发展,计算机的更新换代越来越快,一些不起眼&rdquo,的计算机外设也得到了很好的发展,如现在很热的光电鼠标就是一个很好的例子,它的核心是一个光电式传感器, 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器,它可以用于检测能转换成光电变化的其它非电量,如零件直径,表面粗糙度,应变力,位移,振动,速度,加速度,以及物体的形状,工作状态的识别等,也可用于检测直接引起光电变化的非电量,如光强,光照度,辐射测温,气体成分分析等.光电式传感器具有非接触响应快,性能可靠等特点(当然用它做成的光电鼠标也具有这些特点).光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的.光电传感器及其特殊性能再很多场合得到了广泛的应用.而且应用光电传感器设计出的产品比普通产品更有可靠的灵活性和方便性.所以本可以在研究光电鼠标工作原理的基础上讨论光电传感器在实际当中的应用很有必要. 2、研究现状 鼠标自从诞生到今天,已经有38个年头了,这38年来,鼠标无论在性能还是工作原理上都有了许多变化.mouse&rdquo,换怎么发表展反映了计算机技术的普及和应用电子技术的突飞猛进.同时也证明了一个结论：原创+科技进步等于产品的生命. 曾经获得计算机界最权威的图灵奖&rdquo,的道格拉斯恩格尔巴特（Douglas Englebart）博士于1968年12月9日在IEEE会议上展示了世界上第一个鼠标.如图所示：一个木质的小盒子,盒子下面有两个互相垂直的轮子,每个轮子带动一个机械变阻器获得X、Y轴上的位移,在盒子的上面则有一个按钮开关提供连通信号.鼠标的这款鼻祖与今天的鼠标结构大不相同,甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作.然而他却引领了一个科技领域的几次革命,带给计算机工作者一次次的欢欣鼓舞. 1983年苹果公司受到仙童公司著名STAR计算机的启发,在当年推出的Iisa电脑上第一次使用了鼠标作为GUI（Graphical user interface）界面操作工具.这款电脑虽然不成功,但它为转年推出的Macintosh以及MACOS操作系统提供了经验,鼠标的黄金年代来临了.这个时候的鼠标还是老式的机械式鼠标,但是对于最初的产品已经有了新的改良,鼠标球取代了不灵活的单滚球,单键设计被更加灵活的双键/三键所取代,可供电的标准RS232串行口设计取代了早期的独立接口,现代鼠标的基本结构已经成型.1982年罗技公司发明的世界第一款光机鼠标,光机结构是鼠标发展史上最大的发明.也就是这个时候现在鼠标的结构设计基本成熟,光机鼠标统治了鼠标市场达18年之久. 1984年罗技的第一款无线鼠标研制成功,那时候还依靠红外线作为信号的载体.虽然说这款产品由于性能方面的诸多问题而告失败,但是罗技在无线方面的创新也给后来的产品带来了发展的潜能. 1996年由微软发明的鼠标滚轮是鼠标发展史上十分重大的发明,今天滚轮已经成为鼠标的标配之一.现在流行的滚轮设计一般包括两种,一是机械式滚轮,也就是用滚轮来带动一个机械电位器以获得信息,微软的很多鼠标都是采用这种结构.它的优点就是滚动比较精准,但是机械结构存在磨损问题. 另一种滚轮就是光电式滚轮,罗技等大多数厂商都是采用这种设计.它的滚轮内部就是一个栅轮.在栅轮的两侧分别有一个发光二级管和光敏二级管,工作原理上和光机鼠标获得滚动信息的方式是一样的.这种滚轮的寿命比较长而且手感很干脆,但是在滚动信息的精确性上却不如上面的机.1999年微软与安捷伦公司合作,推出了Intellimouse Explorer鼠标,揭开了光学成像鼠标的时代的序幕.其中Intellieye定位引擎是世界上第一个光学成像式鼠标引擎,它的高适应能力和不需清洁的特点成为当时最为轰动的鼠标产品,被多个科学评选评为1999年最杰出的科技产品之一.
2000年,罗技公司也推出了同类的光电鼠标产品,使用安捷伦H2000光学成像引擎,性能上和Intellimouse Explorer鼠标一样.这一代产品是光学成像引擎的第一代产品,这一代的光电鼠标拥有一些现在已经众所周知的缺点,比如仅为1500次/秒的刷新率和400CPI的分辨率.对采样表面的适应性差,尤其对镜面以及花纹表面. 2001年安捷伦推出了自己第二代光学成像引擎（A2030、A2051）,它在CMOS和DSP引擎都没有重大变化的背景下,通过对光学引擎的重新设计将引擎的分辨率提升到800DPI,同时将刷新率提升到2000&mdash,2500次/秒.但是由于这一次的技术改良并没有增大CMOS的尺寸,所以较第一代光学引擎性能提升并不明显. 2001年底微软结束了与安捷伦的合作以后,独立推出了第二代Intellieye擎,与前一代相比它的改变极为重大&mdash,微软重新设计了CMOS和DSP算法,将新率提升到前所未有的6000次/秒,同时将CMOS尺寸提升到22X22,同时一解决了光电鼠标的丢帧和表面适应性问题,同时把全部控制电路整合到同一块片上,大大提高了系统的整合度.不过第二代Intellieye引擎光学部分并没重新设计,所以其分辨率仍为400DPI.
二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等） 光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动.光电鼠标用光电传感器代替了滚球.这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用.光电鼠标由光断续器来判断信号,最显著特点就是需要使用一块特殊的反光板作为MOUSE移动时的垫.这块垫的主要特点是其中那微细的一黑一白相间的点.原因是在光电MOUSE的底部,有一个发光的二极管和两个相互垂直的光敏管,当发光的二极管照射到白点与黑点时,会产生折射和不折射两种状态,而光敏管都这两种状态进行处理后便会产生相应的信号.从而使电脑作出反应,一旦离开那块垫,那光电鼠标就不能使用了.光电鼠标集现代高分辨率成像技术和数字图像处理技术于一体,是鼠标技术的重大发明,以其独特的技术和优势迅速成为计算机的标准配置.本课题主要研究相对问题,提出在其他技术上的应用.研究主要内容1、光电鼠标的工作原理2、研究光电传感器的工作原理3、分析光电传感器在智能玩具车上的应用4、设计内容包括硬件结构设计和软件结构设计理论技术方法1、通过查阅相关书籍（图书馆,网络数据库）2、提供电脑等模拟及其仿真工具
三、研究进度分三阶段1、主要完成开题工作.查阅相关书籍,完成开题内容,主要分析和研究当前的现状.对本设计工作安排和设计内容做统筹安排.2、完成其他资料.包括论文的主题内容和其他要求资料.3、完善设计内容,最后的定稿修改,如字体、格式等.
四、主要参考文献[1]基于光电传感器的小车控制西南科技大学信息与控制工程学院[2]基于光学传感器的智能玩具小车设计[3]Logitech TDE2 DB,Joao Ventura,Measuring position of spotimage on sensor,2003-09-12[4Logitech TDE2 DB,Joao Ventura,Ttracking FT:Test Limits,2004-05-17[5]Logitech TDE2 DB,Joao Ventura,6020 Spot Analysis,2004-04-02[7]光电鼠标技术在汽车上的应用.胡新国.技术与研究[8] 《微型计算机系统原理及应用》,周德明,清华大学出版社[9] 《软件技术基础》,黄迪明,电子科技大学出版社
[10]《自动控制原理》,鄢景华,哈尔滨工业大学出版社