1.1 背景简介

自步入新世纪以来，科技飞速发展，尤其是在消费电子领域，各种各样的电子产品不断地出现，也不断地更新迭代，可谓是日新月异。从一开始的个人计算机，到后来智能手机的兴起，再到各种可穿戴设备纷纷进入我们的视野。到如今，这些设备早已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。尤其是像智能手机这样的设备，已经成为了我们最重要的工具和无话不谈的“伙伴”，它渗透到了我们日常工作和生活的方方面面，几乎到了人手一台（甚至更多）的地步，由于它占据了我们越来越多的时间，对手机的依赖甚至成为了一个社会热点话题。

智能手机实质上可以看成是一种微型的计算机，那么在个人计算机业务不断萎缩的当下，为什么智能手机却可以不断增长呢？

笔者认为，除了便携性以外，一个相当重要的因素就是交互方式上的区别。虽然个人计算机的计算速度越来越快，屏幕和外观等方面也有不小的改善，但是我们在使用它时的交互方式却是一直停留在用键盘和鼠标进行输入，用屏幕来输出已经长达几十年了。尽管近年来微软等有关大厂商已经在试图向智能手机学习，引入触摸屏操作方式，但这项技术和个人计算机却仍有许多龃龉之处，还不能很好地融合。当今社会的节奏越来越快，人们一方面对人机交互的实时性和效率的要求越来越高，另一方面对于新奇的和智能化的交互方式上的创新也十分期待，从近两年大热的虚拟现实、增强现实和人工智能技术中即可见一斑，而通过更加自然的语言和手势等手段来操作各种设备则可能会在未来变得更加普及。

1.2 课题研究的意义

传统的以鼠标和键盘为主的输入方式，在使用时，要求操作的人长时间保持同一个姿势（而且这个姿势是不符合人体工程学的），不但会让人感觉不舒服，长此以往更有可能会造成健康方面的问题。

而如果利用手势识别来对计算机进行控制，则显得更加灵活和自然，其学习成本也较低，若能结合适当的应用软件，还可以使操作的过程变得更加富有趣味性。因此，手势控制在将来可能会成为一种重要的人机交互方式。

1.3 国内外研究现状

Arduino是2005年1月由米兰交互设计学院的两位教师David Cuartielles和Massimo Banzi联合创建的。当时Massimo Banzi的学生们常抱怨找不到便宜好用的微控制器，他们便决定设计自己的电路板，并引入了Banzi的学生David Mellis为电路板设计编程语言，这块电路板被命名为Arduino。

Arduino自出现以来就受到了国外开发者的广泛关注，因为Arduino的种种优势，越来越多的专业硬件开发者已经或开始使用Arduino来开发他们的项目、产品；越来越多的软件开发者使用Arduino进入硬件、物联网等开发领域；大学里，自动化、软件，甚至艺术专业，也纷纷开展了Arduino相关课程。由于受到众多开发者的支持，Arduino发展十分迅速，现在除了Arduino的爱好者，很多厂商也加入到了Arduino的开发当中，给Arduino的发展带来了十分丰富的资源，也诞生了很多使用Arduino开发的产品。特别是在物联网领域，很多厂商基于Arduino开发出了很多智能家居产品。