无线鼠标的原里和缺陷.doc

射频 RFradio frequency 无线电频率。声音频率与红上频率之间的电磁波频率,用于无线电和电视发射中 2.4GHz无线鼠标和键盘方案。该方案克服了早期红外线鼠标和键盘方案需直线对准收发，以及27MHz无线鼠标和键盘易受同频干扰，且收发距离短等不足。有关 27 MHz 无线技术的信息27 MHz 指的是使用 27 MHz ISM（工业、科学、医学）无线频率带的一项技术。在这个频率带中有四个全球范围的频道：其中两个用于无线键盘，另外两个用于无线鼠标。 键盘和鼠标向插在计算机上的接收器传送信息。传送是单方向的，即从键盘或鼠标到接收器。因为其他类型的无线设备（如无绳电话或无线网络设备）很少使用 27 MHz 频率，所以很少有来自其他设备干扰的风险。键盘和鼠标各自拥有的两个频道也减少了与附近其他无线键盘或鼠标产品之间的干扰。无线鼠标的缺陷目前，市场上的无线鼠标多采用充电式和电池式两种模式来提供能源。但是，这两种方式存在了诸多不可避免的弊端，比如：充电式鼠标在充电时不能使用，影响操作；而电池式则需要不断购买干电池，大大增加了消费者的使用成本，同时，还造成了废电池对于环境的污染。正是因为这些因素的困扰，制约了无线鼠标的发展使其一直无法完全替代有线鼠标。在能源系统方面受到的制约，与无线鼠标的工作原理是密切相关的。传统的无线鼠标是利用无线电波来传递与接收资料，基本上需要一对收发装置来达成需求。其中，一个发射装置和无线鼠标连接，另一个接收装置再和计算机连接，无线鼠标本体需接电池来提供电能；这一对收发装置之间的资料传递系经天线利用无线电波来传递，为得到良好无线通讯品质的讯号，在高频操作条件，尤其是光学感知位移信号产生单元之运作下，其耗电能甚高，这将造成使用者加速更换新电池而付出更多的成本；且由于外接电池，使无线光学鼠标变的笨重，并使之不能轻易地操作。无线鼠标的技术参数：无线鼠标的内部要比普通鼠标复杂，因为除了标准鼠标的电路外，它还包含了无线电发射组件。无线宝蓝鲨拥有两块平行的电路板，分别扮演着以上两个角色。鼠标本体附带纵横滚轮。无线银光鲨的分辨率为400DPI，刷新率为6000帧/每秒，在鼠标最重要的两个技术参数上，IE 2.0和IE 3.0保持了一致。光电鼠标的分辨率是技术参数中极为重要的一项，一个400dpi分辨率的鼠标意味着它们每移动一英吋就传回400次坐标。也就是说分辨率越高，为了传回坐标信息所需要的最小移动量就越低，随着显示器分辨率的提高，这种现象就越明显，也就是说在高分辨率下，DPI值（鼠标分辨率）越低鼠标的拖拽表现就显得更迟钝，常言的高分辨率下鼠标不灵活的原因就是因为鼠标分辨率过低所导致。采用高分辨率鼠标的好处显而易见，通俗的讲，800DPI可以提供更快的移动速度。对于微软的新款鼠标仍旧停留在400DPI上，笔者并不赞同。下面来看看鼠标的另一个重要参数：鼠标刷新率。刷新率在一定程度上比分辨率来的更重要，刷新率越高的鼠标每秒所能传回的成像次数越多，所形成的图像也就越精确，这就成为影响鼠标定位精度的最大因素。第一代的光学鼠标刷新率基本为1500帧/每秒，这也代表着市场中大部分鼠标的刷新率，而一些定位较高的鼠标刷新率则能达到2000帧/每秒以上，甚至是6000帧/每秒。我们通常所说的丢帧现象就是指在鼠标刷新率不够的情况下，成像次数过少而造成的数据丢失。在使用6000帧/每秒的鼠标中，我们几乎不会看到任何丢帧现象。扫描方式显示器的扫描方式分为“逐行扫描”和“隔行扫描”两种。逐行扫描比隔行扫描拥有更稳定显示效果。早期的显示器因为成本所限，使用逐行扫描方式的产品要比隔行扫描的贵许多，但随着技术的进步，隔行扫描显示器现在已经被淘汰。目前，只有家用电视仍然采用隔行扫描方式。分辨率（Resolution）我们通常所看到的分辨率都以乘法形式表现的，比如1024*768，其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数，“768”表示垂直方向的点数。显而易见，所谓分辨率就是指画面的解析度，由多少象素构成数值越大，图像也就越清晰。分辨率不仅显示尺寸有关，还要受显像管点距、视频带宽等因素的影响。无线鼠标的原理： 鼠标器按其工作原理可分为机械式和光电式两种，最常见的是机械式鼠标器。现在的机械鼠标器实际上是光机鼠标器，即将滚轮的机械转动转换成光信号，再变为电信号。下面以这种鼠标器为例说明其工作原理。在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时，小球随之转动，在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触，其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴，用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量，另一个是空轴，仅起支撑作用。拖动鼠标器时，由于小球带动三个滚轴转动，X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴（称为译码轮）转动。译码轮的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器，组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管A和B。由于译码轮有间隙，故当译码轮转动时，红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上，时而被阻断，从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异，从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差，利用这种方法，就能测出鼠标器的拖动方向。也就是说，脉冲A比脉冲B的相位提前时，表示一个移动方向；反之，脉冲B比脉冲A的相位提前时，表示另一个移动方向。同时，脉冲信号周期也能反映出移动速度。检测到的X轴方向和Y轴方向移动的合成即代表了鼠标器的移动方向。将上述电信号重新编码后形成串行信号，再通过串行口COM1或COM2输入计算机，计算机即可判断鼠标器的移动方向。由以上的叙述可以得出结论：如果给X轴方向和Y轴方向光敏传感器的输出端送入两组脉冲信号，控制每一组脉冲的相位差即能达到与拖动鼠标器相同的作用。资料1.串行鼠标使用DB9接头中的四根线， 2 (RXD: 用于鼠标正电源)； 3 (TXD: 用来发送数据)； 4 (DTR: 用于正电源、复位和鼠标检测)； 7 (RTS: 可选，用于正电源) 2.串行鼠标的简单通信协议(1)鼠标的串行数据格式常用的微软鼠标(Microsoft mouse)有两个按键，是绝大多数操作系统都支持的鼠标系统，它发送的数据格式是：波特率1200bps，停止位1.0位，每字节有效数据7位，每帧3个字节。此外还有其它公司的鼠标，如罗技(Logitech)，采用有3个按键的鼠标(有的附带滚轮)。罗技扩展了微软鼠标的协议，采用波特率1200bps，停止位1.0位，每字节有效数据8位，每帧5个字节的数据格式。由于时间关系，我在这里只以标准的微软鼠标为例，简要介绍串口鼠标的通讯协议。鼠标协议(2)鼠标按键和移动的识别每次有鼠标事件(键子按下，键子释放，鼠标向四个方向的移动)发生，鼠标会发出一个3字节的数据帧，用来标志这些事件。数据格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 No.1 X 1 LB RB Y7 Y6 X7 X6No.2 X 0 X5 X4 X3 X2 X1 X0 No.3 X 0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0其中标记为X的位如果按7位数据格式接收的话得到的是0，按8位数据接收得到的是1。第一个字节的D6位用来使驱动程序和鼠标同步。LB和RB用来标志左右键按下的情况，如果被按下为1，释放为0。第1字节的D3 D2和D1 D0位分别和第2字节、第3字节组成8位有符号整数，标志着鼠标在X方向和Y方向上的位置移动。(3)鼠标检测计算机打开串口时，会将DTR线电平变化一次（-12 - +12V），鼠标检测到这个变化(确切说是得电工作)，就会先按1200bps，1.0停止位，字长7bit发送一个字符M，若是操作系统执行PnP检测时从串口收到这么一个字符，那它就可以认为有个鼠标插在串口上了。如果您通过软件打开串口，按上面说的格式，用ASCII字符方式接收，就会收到一个M，其ASCII码值是10进制的77，也即2进制的(0100 1101)；如果你用8位数据位接收，会收到2进制的(1100 1101)，舍掉最高位后，正好是前面提到的数字。本文介绍的无线鼠标器正是根据这一原理设计的。 无线鼠标实现原理 DRF（Digital radio frequency，数字无线电频率）技术能够对短距离通讯提供充足的带宽，非常适合鼠标和键盘这样的外围设备使用，其原理非常简单，鼠标部分工作与传统鼠标相同，再用无线发射器把鼠标在X或Y轴上的移动，按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送出去，无线接收器收到信号后经过解码传递给主机，驱动程序告诉操作系统鼠标的动作，该把鼠标指针移向哪个方向或是执行何种指令。采用高频无线电（射频）技术，只要在限定距离以内，就可以在任何位置使用，几乎不受障碍物的影响。一般传输的距离达1020米，已经足够用户使用。无线电的最大特点是可以进行360度全方位无线射频遥控，而且耗电量较低，具有触发工作待机休眠。无线设备的接受端已经内置接收器，发射器装在主机的设备口上，均不会影响产品外观。无线电接收器本身所具有的接口是USB或PS2的，可以从计算机的PS/2接口取电，不需要另加电池。它具有双或多波段，如果有多个无线设备，均可以通过这一个接收器进行管理，键盘工作频率一般占用通道1（如：27.185M和27.035M），鼠标工作频率占用通道2（如：27.085M和27.135M），工作时鼠标和键盘或多个鼠标之间干扰性较低，而且不会影响无线电话等数字无线设备。无线鼠标具有节能模式，采用低功耗芯片之余，还有多重省电措施，在运行模式下LED闪烁速度是1500次/s，而在最省电的模式下闪烁速度只有2次/s，移动鼠标或是按下鼠标按键，鼠标再迅速恢复到正常模式。此外，有的鼠标支持手动唤醒节能技术，在鼠标的两侧装配有导电橡胶，通过鼠标上的触摸开关来随意控制电源，当用户的手离开鼠标2秒钟后，鼠标就马上进入睡眠状态，用户需要使用鼠标时，只要手一触到导电橡胶，鼠标立即被激活，效率比多重节能模式更高。以上种种方式，都延长了电池的使用寿命，接近一般无线滚球鼠标的水平，约为三至六个月。当然，其耗电量再小也小不过传统鼠标。RF技术简介计算机无线射频（Radio Frequency ，简称RF）数据通讯技术是以无线信道作为传输媒体，建网迅速，通信灵活，可以为用户提供快捷、方便、实时的网络连接，是实现移动通信的关键技术之一，RF技术的应用已经渗透到商业、工业、运输业、物流管理、医疗保险、金融和教学等众多领域。随着对RF技术构成的无线计算机局域网络（WLAN）需求的不断增长，国际电子电工工程协会 IEEE 组织于1997年6月正式公布了计算机无线网络通讯标准 IEEE802.11 标准。随着IEEE802.11标准的制定和推行，无线局域网的产品更加丰富，不同产品的兼容性将得到加强。目前，全球无线RF扩频技术主要有结合码分多址CDMA的直序扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）技术和跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum，简称FHSS）技术，在802.11标准中对于这两种技术均支持，从技术角度而言，直扩技术与跳频技术各有其优势。在无线网领域直扩技术与跳频技术已经形成泾渭分明的两个产品派系。就频带利用来说，直扩采用主动占有的方式，跳频则是跳换频率去适应。伪随机码在直扩技术中起着至关重要的作用，这种伪随机码是由数字信号处理器（DSP）随机产生的一组高速多路代码信元，直扩就是利用伪随机码将源信号在中心频点上向上下展宽，形成一个很大的子频带内传输单个信息。发送机将每比特的信息分解成若干个小的信息单元,到达目的地后,这些小的信息单元会被重新组合成一个比特的信息,反映完整的原始数据。因此,收发信机的操作必须完全同步,每比特数据的信息单元的比率(Ratio)被称为传输比率,高的传输比率可以降低信息的抗干扰能力,而低比率则可以增加可用带宽。发送方和接收方通过对微波信号的调制和解调达到数据的可靠传输。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即跳频频谱）不断地从一个信道跳到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能的