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基本信息
- 項目名稱：
- 具有抗干擾高精度特性的大尺寸紅外液晶觸摸屏的研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 紅外觸摸屏是現(xiàn)在普遍應(yīng)用的觸摸屏技術(shù)之一，主要圍繞著提高分辨率和抗光干擾能力進(jìn)行研究的。由于紅外觸摸屏因透光率高，定位準(zhǔn)確，不受電磁干擾等優(yōu)勢[6]，一直廣受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注，同時紅外觸摸屏在手寫輸入、多觸點響應(yīng)時間、穩(wěn)定性、產(chǎn)品壽命等方面不斷完善，極大的影響了觸摸屏的市場格局，而這些功能的擴(kuò)展都必須以紅外觸摸屏的精確、穩(wěn)定定位為基礎(chǔ)的。
- 詳細(xì)介紹：
- 主要研究內(nèi)容是基于紅外觸屏原理設(shè)計并開發(fā)出一套符合要求的紅外觸摸屏系統(tǒng)，包括嵌入式硬件系統(tǒng)、嵌入式軟件系統(tǒng)和上位機(jī)軟件系統(tǒng)幾個部分： 1、嵌入式系統(tǒng)部分：硬件設(shè)計以LPC2148為中心，MDK為嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，Altium Designer為嵌入式硬件開發(fā)環(huán)境，完成了嵌入式系統(tǒng)部分工作。 （1）紅外發(fā)射部分：通過LPC2148的IO端口控制LED芯片74HC595，并對實驗驗證過的紅外發(fā)射驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動，同時將LPC2148的CCP模塊提供的脈沖控制引入LED控制芯片的使能端，實現(xiàn)紅外光波脈沖調(diào)制，提高抗光干擾特性。 （2）紅外接收管：通過I2C通訊協(xié)議控制AD轉(zhuǎn)化芯片ADS7830，實現(xiàn)對紅外接受管光電壓的信號采集，并轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，傳遞給LPC2148。 （3）將接受的光強(qiáng)度信號進(jìn)行量化處理，使得信號強(qiáng)度與屏幕上的位置建立起一一對應(yīng)關(guān)系，同時進(jìn)行軟件抽象，實現(xiàn)光強(qiáng)與像素點的對應(yīng)，提高觸摸屏的分辨率。 （4）采用紅外濾光條和對接收管和發(fā)射管位置特殊安排，提高抗干擾性能。 （5）通過設(shè)計重點區(qū)域掃描算法和業(yè)務(wù)流程算法，實現(xiàn)紅外管掃描的智能化，提高系統(tǒng)連續(xù)點的反應(yīng)速度，可以達(dá)到手寫輸入的目標(biāo)。 （6）實現(xiàn)USB接口控制，使紅外觸摸屏的應(yīng)用范圍更廣。 （7）設(shè)計精簡的串口接口，縮減了PCB板的尺寸。 2、上位機(jī)軟件部分：主要在VC++環(huán)境下完成： （1）搭建Windows DDK驅(qū)動開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行USB HID Device的協(xié)議控制，本系統(tǒng)USB為主要的通訊方式，串口僅作為調(diào)試時使用。 （2）通過VC++，實現(xiàn)濾波算法，達(dá)到平滑處理的目的。 （3）通過VC++，實現(xiàn)鼠標(biāo)控制。 （4）通過VC++，實現(xiàn)USB協(xié)議過程分析，下位機(jī)軟硬件調(diào)試功能軟件。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 友好的人機(jī)交互成為一種需求，本作品是設(shè)計一個紅外觸摸屏，方便人們用手指的點擊移動進(jìn)行信息的輸入。 創(chuàng)新點包括：將紅外發(fā)射接收管加以處理，使其排列更加緊密，以達(dá)到提高分辨率的作用；采用AD轉(zhuǎn)換器對紅外接收電路的輸出的反應(yīng)光強(qiáng)變化的電壓信號進(jìn)行量化分級處理，提高觸摸屏的環(huán)境適應(yīng)性；使用USB通訊，擴(kuò)大觸摸屏的應(yīng)用范圍。 技術(shù)指標(biāo)包括：精度，抗干擾性，反應(yīng)速度
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)在的紅外觸摸屏存在問題主要是分辨率低、易受光線干擾、相應(yīng)速度比較慢、還有維護(hù)方面的問題，此作品采用紅外接收電壓等級量化來提高分辨率，采用AD采樣電壓來適應(yīng)當(dāng)時的應(yīng)用環(huán)境，使用USB數(shù)據(jù)傳輸來使其更通用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011/04/12 大連理工大學(xué)創(chuàng)新試驗計劃評審?fù)ㄟ^
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 大連開發(fā)區(qū)大顯公司要生產(chǎn)，與他們生產(chǎn)的電視機(jī)結(jié)合，成為產(chǎn)品，他們開模具，可以保證更高的精度和大尺寸。
作品可展示的形式
- 實物、錄像、樣品、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 紅外觸摸屏的一個顯著特點是成本相對較低，可以做到很到的尺寸，運(yùn)用先進(jìn)的控制方式，可以獲得很好的使用效果。由于觸屏產(chǎn)品適用場合多，如OA系統(tǒng)、大型儀表顯示系統(tǒng)、多媒體播放等，可以達(dá)到很大市場效益。
同類課題研究水平概述
- 紅外觸摸屏技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過多代的研究與發(fā)展，第五代紅外觸摸技術(shù)，不僅將分辨率提高到了1000×720，抗強(qiáng)光干擾性能提高到太陽直射環(huán)境亦可使用，更重要的是在產(chǎn)品壽命和免維護(hù)性能方面有了本質(zhì)的飛躍。第五代紅外觸摸采用概率函數(shù)器件冗余分布的指導(dǎo)思想，工作環(huán)境下壽命大于7年。第五代觸摸屏在性能上的改善，完全可以滿足觸摸屏跟蹤手指移動軌跡的時候精度、平滑度和跟蹤速度的要求，支持手寫輸入，極大的擴(kuò)展了紅外觸摸屏的應(yīng)用范圍。第六代觸摸屏為適應(yīng)Windows7系統(tǒng)的要求，已支持多觸點技術(shù)
