淺談傳感器在觸摸屏中的應(yīng)用
施文杰/ 咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院

【摘要】在檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，傳感器的作用相當(dāng)于人的五官。顯然，自動(dòng)化的程度愈高，系統(tǒng)對(duì)傳感器的依賴性越大，傳感器對(duì)系統(tǒng)的功能起決定性作用。因此，國(guó)內(nèi)外都將傳感器列為尖端技術(shù)。在美，日等發(fā)達(dá)國(guó)家，傳感器倍受重視。常有人說，征服了傳感器，就幾乎等于征服了科學(xué)技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】　觸摸屏　傳感器

    現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息的采集，傳輸和處理技術(shù)，即傳感器技術(shù)，通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”，“神經(jīng)”和“大腦”，信息系統(tǒng)的首要部件是傳感器且置于系統(tǒng)的最前端，僅此而言，傳感器也稱得上尖端技術(shù)，最近10 年，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)傳感器在信息社會(huì)中的作用有了新的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。美國(guó)把80 年代看作傳感器時(shí)代，日本把傳感器技術(shù)列為十大技術(shù)之首，蘇聯(lián)的《軍事航天》計(jì)劃將傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)，我國(guó)早在“八五”規(guī)劃就將傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，當(dāng)今傳感器技術(shù)主要有兩個(gè)發(fā)展的動(dòng)向：一是開展基礎(chǔ)研究，重點(diǎn)研究傳感器的新材料和新工藝，二是實(shí)現(xiàn)傳感器的智能化。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟卣劦接|摸屏。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏不僅適用于中國(guó)多媒體信息查詢的國(guó)情，而且觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。

一、觸摸屏的發(fā)展

    Samuel C. Hurst 博士在1971 年提出了電子觸摸界面的設(shè)想,至1974 開始出現(xiàn)最早的觸摸屏。早期的相關(guān)專利幾乎無一例外都著眼于檢測(cè)壓力的電阻式技術(shù)。漸漸地, 諸如電容式、聲表面波技術(shù)還有紅外波束遮斷等其它技術(shù)都在各自適合的應(yīng)用中找到了一席之地。對(duì)于成本敏感的消費(fèi)類應(yīng)用，尤其是使用小型觸摸屏的便攜式設(shè)備，電阻式觸摸屏仍占統(tǒng)治地位。聲表面以及紅外型觸摸屏用于這些場(chǎng)合明顯太過昂貴，而傳統(tǒng)的電容式技術(shù)又備受長(zhǎng)期穩(wěn)定性不佳、易受潮濕侵蝕、不耐磨損以及由于EMC(電磁兼容)或其它外界因素導(dǎo)致的誤動(dòng)作等一系列缺點(diǎn)的困擾。但電阻式觸摸屏也有其局限性，而且電容式技術(shù)也在不斷進(jìn)步，特別是那些以電荷轉(zhuǎn)移感測(cè)方法為基礎(chǔ)的技術(shù),將會(huì)給電子及電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)觸摸屏的方式帶來巨大的變化。

二、觸摸屏的分類

    目前，根據(jù)觸摸檢測(cè)技術(shù)(即使用傳感器原理)的不同，可將觸摸屏分為四個(gè)基本種類：電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。

    （一） 電阻式觸摸屏

    電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層(OTI,氧化銦)，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮淺談傳感器在觸摸屏中的應(yīng)用的塑料層,它的內(nèi)表面也涂有一層OTI，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕，兩層OTI 導(dǎo)電層出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，因其中一面導(dǎo)電層接通Y 軸方向的5V 均勻電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇悖刂破鱾蓽y(cè)到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V 相比，即可得觸摸點(diǎn)的Y 軸坐標(biāo)，同理得出X 軸的坐標(biāo),這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。

    （二） 電容式觸摸屏

    電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

    電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

    （三）紅外技術(shù)觸摸屏

    外線觸摸屏原理很簡(jiǎn)單，只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框，無需在屏幕表面加上涂層或接駁控制器。光點(diǎn)距架框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。用戶以手指觸摸屏幕某一點(diǎn)，便會(huì)擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)位置。

   （四）表面聲波技術(shù)觸摸屏

    聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。該種觸摸屏由觸摸屏、聲波發(fā)生器、反射器和聲波接受器組成，其中聲波發(fā)生器能發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當(dāng)手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波即被阻止，由此確定坐標(biāo)位置。

三、觸摸屏的發(fā)展趨勢(shì)

    目前，各種觸摸屏技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)格局是：中小尺寸領(lǐng)域電阻式和電容式主導(dǎo)，大尺寸領(lǐng)域各種技術(shù)并存。但從長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)來看，電阻式觸摸屏由于在使用壽命和透光率上存在先天不足，未來被其他技術(shù)取代是必然的。而投射式電容性能和品質(zhì)都明顯好于電阻式，目前技術(shù)也較成熟，更重要的是它還有技術(shù)改進(jìn)的空間，而且成本下降空間也很大，甚至有可能比電阻式更低。因此，電容式觸摸屏將在未來觸摸屏的發(fā)展中占主導(dǎo)地位。揚(yáng)了民主的精神。

    活動(dòng)教學(xué)法

    實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于思想政治教育的作用在于將理論的說教轉(zhuǎn)換為大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活場(chǎng)景以及人生課題，現(xiàn)實(shí)性困惑在身體力行中得到反映、得以思考和選擇，在分析和結(jié)果中糾正行為和確立理念。此類活動(dòng)諸如人生情景劇、道德法庭、辯論、模擬法庭、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)等。活動(dòng)教學(xué)，學(xué)生是教育的主角，處于自我教育的主動(dòng)狀態(tài)，主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，是實(shí)現(xiàn)思想轉(zhuǎn)化和升華的關(guān)鍵途徑。

    建立教學(xué)效果快速反饋機(jī)制

    以人為本的思想政治教育，要求我們關(guān)注教學(xué)效果不僅停留在教學(xué)檢查或年終總結(jié)中，對(duì)于教師而言，教學(xué)工作年復(fù)一年，可以在下次工作中改進(jìn)，而對(duì)于接受教育的學(xué)生來講系統(tǒng)地接受這門課程的教育僅此一次。因此建立課堂教學(xué)互評(píng)機(jī)制，既有老師對(duì)學(xué)生認(rèn)知及行為的肯定與糾正，也有學(xué)生對(duì)老師此次授課的建議和意見，更有利于形成彼此尊重的氛圍，及時(shí)解決教學(xué)中存在的問題，共同提高教育教學(xué)效果。

    思政教育的任務(wù)是做人思想的工作，以人為本的理念是我們?cè)谒枷胝谓逃虒W(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)活動(dòng)中始終如一的指導(dǎo)思想，只有將以人為本落到實(shí)處，思想教育才能真正取得實(shí)效。

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