CN216817801U - 一种基于无线通信的手戴式电子乐器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于无线通信的手戴式电子乐器，包括壳体、距离传感器、微控制器及第一通信模块；所述距离传感器、微控制器及第一通信模块设置在壳体内；所述壳体的表面设置穿戴结构，所述手戴式电子乐器通过穿戴结构穿戴于用户的手部；所述距离传感器与微控制器电性连接，所述距离传感器用于检测电子乐器与参考平面之间的距离；所述微控制器用于读取到距离传感器检测到电子乐器与参考平面之间的距离计算出该距离对应的音符，并生成标准格式的MIDI消息；所述第一通信模块与微控制器电性连接，所述第一通信模块用于发送微控制器生成的MIDI消息。可以通过将手戴式电子乐器穿戴在手部进行演奏，占用空间小，方便演奏者携带。

Description

一种基于无线通信的手戴式电子乐器

技术领域

本申请涉及乐器领域，具体涉及一种基于无线通信的手戴式电子乐器。

背景技术

音乐是一种艺术形式和文化活动，其媒介是按时组织的、有规律的声波(机械波的一种)。它的基本要素包括强弱、调性、时长、音色等。由这些基本要素相互结合，形成音乐的常用的“形式要素”，例如：节奏、曲调、和声，以及力度、速度、调式、曲式、织体等。构成音乐的形式要素，就是音乐的表现手段。不同类型音乐可能会强调或忽略其中的某些元素。音乐是用各种各样的乐器和声乐技术演奏，分为器乐、声乐(例如不带乐器伴奏的歌曲)以及将唱歌和乐器结合在一起的作品。

乐器，英文：musical instruments，泛指可以用各种方法奏出音色音律的器物。一般分为民族乐器与西洋乐器。乐器能够发出乐音，并能进行音乐艺术再创造的器具。人类通过演奏乐器，借以表达、交流思想感情。

乐曲是由音符的高低起伏构成，音符的起伏曲线是乐曲旋律的最直观体现。键盘类乐器是将音符的高低起伏在水平面上以的左低右高的形式表现出来。其他各种乐器则是通过各种演奏手法将不同的音高演奏出来。但是这些乐器占用空间大，不方便演奏者携带。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种基于无线通信的手戴式电子乐器，解决现有的电子乐器占用空间大，不方便携带的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种基于无线通信的手戴式电子乐器，包括壳体、距离传感器、微控制器及第一通信模块；

所述距离传感器、微控制器及第一通信模块设置在壳体内；

所述壳体的表面设置穿戴结构，所述手戴式电子乐器通过穿戴结构穿戴于用户的手部；

所述距离传感器与微控制器电性连接，所述距离传感器用于检测电子乐器与参考平面之间的距离；

所述微控制器用于读取到距离传感器检测到电子乐器与参考平面之间的距离计算出该距离对应的音符，并生成标准格式的MIDI消息；

所述第一通信模块与微控制器电性连接，所述第一通信模块用于发送微控制器生成的MIDI消息。

进一步优化，所述距离传感器为激光测距传感器、超声波测距传感器或微波测距传感器。

进一步优化，所述第一通信模块为蓝牙模块。

进一步优化，还包括触发模块，所述触发模块设置在壳体的侧边，所述触发模块与微控制器电性连接；

所述触发模块用于触发微控制器生成音符和MIDI消息。

进一步优化，所述触发模块为触摸传感器。

进一步优化，还包括电源模块，所述电源模块连接于第一通信模块、距离传感器及微控制器。

进一步优化，所述电源模块包括锂电池及电源管理单元，所述锂电池通过电源管理单元连接于第一通信模块、距离传感器及微控制器。

进一步优化，还包括MIDI音源产品；

所述MIDI音源产品包括第二通信模块、MIDI硬音源及扬声器；所述第二通信模块及扬声器连接于MIDI硬音源；

所述第二通信模块与第一通信模块建立通信连接；

所述MIDI硬音源用于将第二通信模块接收到的MIDI消息转换为对应的音源并在扬声器上播放。

进一步优化，所述微控制器还用于当手戴式电子乐器启动时，对C调的高度进行标定。

进一步优化，还包括五线谱贴纸，所述五线谱贴纸上设有若干个间隔设置的谱线。

区别于现有技术，上述技术方案，手戴式电子乐器通过壳体上的穿戴结构穿戴在用户的手部，当用户通过手戴式电子乐器进行演奏时，通过将距离传感器面向参考平面，控制距离传感器与参考平面之间的距离，微控制器根据距离传感器反馈的距离信息，得到该距离信息对应的音符，然后生成标准格式的MIDI消息，通过第一通信模块将MIDI消息发送至相应的终端进行播放。可以通过将手戴式电子乐器穿戴在手部进行演奏，占用空间小，方便演奏者携带，同时可以通过将手戴式电子乐器穿戴在手部，通过手的起伏动作演奏出不同音高的音符，利用空间距离的变化进行生成相应的演奏音乐将乐曲的旋律线直接的表现出了，提高演奏者的体验感。

上述实用新型内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

附图说明

附图仅用于示出本申请具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。

在说明书附图中：

图1为具体实施方式所述基于无线通信的手戴式电子乐器的一种结构示意图；

图2为具体实施方式所述基于无线通信的手戴式电子乐器的另一种结构示意图；

图3为具体实施方式所述基于无线通信的手戴式电子乐器的另一种结构示意图；

图4为具体实施方式所述基于无线通信的手戴式电子乐器的演奏模式一的一种流程示意图；

图5为具体实施方式所述基于无线通信的手戴式电子乐器的演奏模式二的一种流程示意图。

上述各附图中涉及的附图标记说明如下：

100、手戴式电子乐器

110、微控制器，

120、距离传感器，

130、第一通信模块，

131、蓝牙模块，

140、电源模块，

141、锂电池，

142、电源管理单元，

151、触摸传感器，

200、五线谱贴纸。

具体实施方式

为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1-3，本实施例提供了一种基于无线通信的手戴式电子乐器100，包括壳体、距离传感器120、微控制器110及第一通信模块130；

所述距离传感器120、微控制器110及第一通信模块130设置在壳体内；

所述壳体的表面设置穿戴结构，所述手戴式电子乐器通过穿戴结构穿戴于用户的手部；

所述距离传感器120与微控制器110电性连接，所述距离传感器120用于检测电子乐器与参考平面之间的距离；

所述微控制器110用于读取到距离传感器120检测到电子乐器与参考平面之间的距离计算出该距离对应的音符，并生成标准格式的MIDI消息；

所述第一通信模块130与微控制器110电性连接，所述第一通信模块130用于发送微控制器110生成的MIDI消息。

微控制器110是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。微控制器110(Microcontroller Unit，即MCU)可从不同方面进行分类：根据数据总线宽度可分为8位、16位和32位机；根据存储器结构可分为Harvard结构和Von Neumann结构；根据内嵌程序存储器的类别可分为OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和闪存Flash；根据指令结构又可分为CISC(Complex Instruction Set Computer)和RISC(Reduced Instruction SetComputer)微控制器110。

MIDI(Musical Instrument Digital Interface乐器数字接口)是编曲界最广泛的音乐标准格式，可称为“计算机能理解的乐谱”。它用音符的数字控制信号来记录音乐。一首完整的MIDI音乐只有几十KB大，而能包含数十条音乐轨道。几乎所有的现代音乐都是用MIDI加上音色库来制作合成的。MIDI传输的不是声音信号，而是音符、控制参数等指令,它指示MIDI设备要做什么，怎么做，如演奏哪个音符、多大音量等。它们被统一表示成MIDI消息(MIDI Message)。

手戴式电子乐器100通过壳体上的穿戴结构穿戴在用户的手部，当用户通过手戴式电子乐器进行演奏时，通过将距离传感器120面向参考平面，控制距离传感器120与参考平面之间的距离，微控制器110根据距离传感器120反馈的距离信息，得到该距离信息对应的音符，然后生成标准格式的MIDI消息，通过第一通信模块130将MIDI消息发送至相应的终端进行播放。可以通过将手戴式电子乐器穿戴在手部进行演奏，占用空间小，方便演奏者携带，同时可以通过将手戴式电子乐器穿戴在手部，通过手的起伏动作演奏出不同音高的音符，利用空间距离的变化进行生成相应的演奏音乐将乐曲的旋律线直接的表现出了，提高演奏者的体验感。其中，当参考平面为地面或者桌面时，则距离传感器120所检测的距离表示距离传感器120距离参考平面的高度，及通过手的上下起伏演奏不同音高的音符。

在某些实施例中，所述距离传感器120为激光测距传感器、超声波测距传感器或微波测距传感器。激光测距传感器利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。传输时间激光测距虽然原理简单、结构简单；超声波测距传感器采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度，小盲区超声波传感器，具有测量准确，无接触，防水，防腐蚀，低成本等优点。微波测距传感器利用波长为0.8～10厘米的微波作为载波的电磁波测距，微波测距传感器由微波发射器定向发出微波信号，遇到被测物体时，微波信号部分被检测物体吸收，部分则被反射。利用接收天线接收被测物反射回来的微波信号，检测其电磁参数，再由测量电路处理,就实现了微波检测。微波测距具有测量精度高、反应速度快、定向性好、非接触的优点

请参阅图2，在某些实施例中，所述第一通信模块130为蓝牙模块131。当手戴式电子乐器生成MIDI消息后，微控制器110通过蓝牙模块131将生成的MIDI消息发送至移动终端上具有MIDI功能的APP进行播放。

请参阅图2，在某些实施例中，还包括触发模块，所述触发模块设置在壳体的侧边，所述触发模块与微控制器110电性连接；

所述触发模块用于触发微控制器110生成音符和MIDI消息。

通过在手戴式电子乐器上设置触发模块，微控制器110只有在检测到触发模块被触发后，才会根据距离传感器120检测的距离信息进行生成相应的音符和MIDI消息。避免演奏者无意识的操作而造成手戴式电子乐器发声的情况的发生。其中，所述触发模块为触摸传感器151。触摸传感器151即触摸开关，触摸开关按开关原理分类有电阻式触摸开关和电容式触摸开关，按接线方式分为单火线触摸开关和双线制触摸开关(火线和零线)。在其他实施例中，触发模块也可以采用按键传感器。

请参阅图1-2在某些实施例中，还包括电源模块140，所述电源模块140连接于第一通信模块130、距离传感器120及微控制器110。其中，所述电源模块140包括锂电池141及电源管理单元142，所述锂电池141通过电源管理单元142连接于第一通信模块130、距离传感器120及微控制器110。

通过电源模块140为微控制器110、第一通信模块130及距离传感器120进行供电，其中，电源模块140包括锂电池141及电源管理单元142，通过电源管理单元142对锂电池141的输出电压进行稳压处理后，为微控制器110进行供电，同时电源管理模块也用于外接电源为锂电池141进行充电。

在某些实施例中，还包括MIDI音源产品；

所述MIDI音源产品包括第二通信模块、MIDI硬音源及扬声器；所述第二通信模块及扬声器连接于MIDI硬音源；

所述第二通信模块0与第一通信模块130建立通信连接；

所述MIDI硬音源用于将第二通信模块接收到的MIDI消息转换为对应的音源并在扬声器上播放。

MIDI音源产品是指播放音源载体的设备，当MIDI音源产品接收到第一通信模块130发送的MIDI消息，MIDI硬音源根据接收到的MIDI消息控制扬声器进行播放对应的演奏音乐。

在某些实施例中，所述微控制器110还用于当手戴式电子乐器启动时，对C调的高度进行标定。请参阅图3，为了使得手戴式电子乐器演奏的音符更准确，当手戴式电子乐器启动时，则微控制器110对C调对应的高度进行标定，其中，微控制器110通过第一通信模块130向外界设备发送标定信息，如手机或者MIDI音源产品发送标定信息，当用户接收到标定信息时，通过将手戴式电子乐器放置至距离参考平面合理位置后，微控制将当前距离信息标定为C调。其中，还包括五线谱贴纸200，所述五线谱贴纸200上设有若干个间隔设置的谱线。当用户对C调进行标定时，通过将手部放置五线谱贴纸200上C调对应的位置，便于用于标定C调，同时用户可以根据五线谱贴纸200上的谱线可以更加准确地确定各个音符所对应的高度，其中，五线谱贴纸200可以粘贴在墙面上，五线谱贴纸200上的谱线之间的间隔为10cm，五线谱贴纸200的谱线覆盖3个八度音程，该覆盖范围在人手上下摆动舒适的范围内。

该手戴式电子乐器具有两种演奏模式，如图4所示的演奏模式一，通过触摸传感器151的控制进行演奏，将手戴式电子乐器穿戴在手掌位置，将触摸传感器151对着大拇指，每次大拇指触碰触摸传感器151之后发出一个音符，这样对音符的发生具有更好的控制性。具体的流程如下：

首先，将手放置在五线谱贴纸的中央C调位置对高度进行标定，然后微控制检测触摸传感器151是否被触发，若被触发，则通过距离传感器120进行检测高度，计算当前高度对应的音符，然后生成播放该音符对应的MIDI消息，并通过第一通信模块130发送至相应的播放设备进行播放。

如图5所示的演奏模式二，可以通过触摸传感器151进行设置好节奏速度后，如设置16分音符的节拍，当通过手戴式电子乐器进行演奏时，微控制器110会在每个16分音符的节拍点读取距离传感器120的数据并生成相应的音符播放。在这种的模式下，演奏者在控制好速度的基础上只需要按照节奏将手抬到五线谱贴纸上音符对应的位置就可以实现连续播放，具体的流程如下：

首先，将手放置在五线谱贴纸的中央C调位置对高度进行标定，当标定完成后，微控制器110根据设置好的节奏速度进行定时，如16分音符定时，微控制器110每次16分音符定时结束时，通过距离传感器120进行检测高度信息，根据高度新型计算当前高度信息对应的音符，然后生成播放该音符对应的MIDI消息，并通过第一通信模块130发送至相应的播放设备进行播放。

最后需要说明的是，尽管在本申请的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，包括壳体、距离传感器、微控制器及第一通信模块；

所述距离传感器、微控制器及第一通信模块设置在壳体内；

所述壳体的表面设置穿戴结构，所述手戴式电子乐器通过穿戴结构穿戴于用户的手部；

所述距离传感器与微控制器电性连接，所述距离传感器用于检测电子乐器与参考平面之间的距离；

所述第一通信模块与微控制器电性连接，所述第一通信模块用于发送微控制器生成的MIDI消息。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，所述距离传感器为激光测距传感器、超声波测距传感器或微波测距传感器。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，所述第一通信模块为蓝牙模块。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，还包括触发模块，所述触发模块设置在壳体的侧边，所述触发模块与微控制器电性连接；

所述触发模块用于触发微控制器生成音符和MIDI消息。

5.根据权利要求4所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，所述触发模块为触摸传感器。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块连接于第一通信模块、距离传感器及微控制器。

7.根据权利要求6所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，所述电源模块包括锂电池及电源管理单元，所述锂电池通过电源管理单元连接于第一通信模块、距离传感器及微控制器。

8.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，还包括MIDI音源产品；

所述MIDI音源产品包括第二通信模块、MIDI硬音源及扬声器；所述第二通信模块及扬声器连接于MIDI硬音源；

所述第二通信模块与第一通信模块建立通信连接；

所述MIDI硬音源用于将第二通信模块接收到的MIDI消息转换为对应的音源并在扬声器上播放。

9.根据权利要求1所述的基于无线通信的手戴式电子乐器，其特征在于，还包括五线谱贴纸，所述五线谱贴纸上设有若干个间隔设置的谱线。

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