浅谈触摸屏在我馆的应用
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发布时间：2018/2/11 16:12:47 点击数：3192
0 引言
触摸屏作为一种机输入设备，是一种非常简单、方便的人机交互方式。信息内容可以通过触摸显示。
1 触摸屏的工作原理
为了操作的方便，触摸屏代替了鼠标和键盘。工作时，必须用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏技术的本质是传感器。触摸屏由触摸检索部件和触摸屏控制器组成。触摸检索部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器。触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接受触摸信息，并将它转化成触点坐标，再送给cpu，它同时能接受cpu发来的命令并加以执行。其过程是：当手指（或笔、电流等）接触到触摸屏时，接触点信号改变（光、声或电流等），传感器接受后根据算法，确定触点（x，y）的坐标，配以应用软件，就可以执行相应的操作，比键盘操作直观些。
2 触摸屏的主要类型并浅析所选用的触摸屏其技术原理
2.1 红线线触摸屏 在显示器上加上光点距架框，并在距架框的四边排列了感测元件红外线发射管及接收管，使屏幕表面上形成红外线布成的光网，任何触摸物体均可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。当手指进入红外光网阻挡住其处的红外线发射时，此点的横竖两个方向上的接受红外管接收到的红外线的强弱就发生变化，计算机通过这个变化算出触摸点位置。
红外触摸屏优点有：①不受电流、电压和静电干扰，所以适宜某些恶劣的环境条件。②可用手指、笔或任何可阻挡光线的物体触摸。缺点是：①由于只在普通屏幕上增加了框架，在使用过程框架四周的红外线发射管及接收管很容易损坏。②球面显示器使用时感觉不好，因为赖以工作的红外线光栅矩阵要求在同一平面上。
红外线探测技术利用同一波长的红外发射管、红外接收管（简称红外对管）得到的探测方法：只要有物体阻挡住红外对管之间的连线，接受信号就急剧下降，因此红外线可用探测物体的阻挡，如在防盗系统上的应用。红外线若是短距离用用，根据接受信号的衰减程度可用探知阻挡深度，这就是模拟方式，在接收端采用密集的接收管阵列，可用于造影成像。为防止干扰，红外探测可采用脉冲方式，及红外发射管发射一个固定频率的信号，而接收方只对这一频率进行检测，脉冲方式抗干扰能力强。
红外线检测技术用于触摸屏主要有三个技术难点：环境光因素、红外线接收管有最小灵敏度和最大光强度之间的工作范围，但是触摸屏产品却不能限制使用范围。周围的反射、折射、干扰，红外发射管有一个发射角，接收管有较大范围的接收角，如果周围发射到一定程度，手指放在什么地方也阻挡不住信号。
为了提高触摸屏的分辨率，选择模拟方式，但抗干扰能力比不上脉冲方式。选择脉冲方式，虽然抗干扰能力强，但接收方需要一个响应过程时间的问题，而触摸屏需要极快的速度。
2.2 表面声波触摸屏 表面声波是超声波的一种，在介质（如玻璃或金属等刚性材料）表面浅层传播的机械能量波，通过楔形三角基座（根据表面波的波长严格设计），可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性。触摸屏部分可以是一块平面、球面或者柱面的玻璃平板，安装在crt、led或等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是纯粹的强化玻璃，没有任何贴膜或覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接受换能器。玻璃屏的四个周边则可由45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能。接受换能器把由反射条纹汇聚成的表面声波能变为电信号。当手指或其他能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，反应在接受波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。计算缺口位置即得到触点坐标。表面声波触摸屏还响应第三轴z轴坐标，即能感知触摸压力大小值。其原理是有接受信号衰减去的衰减量计算得到。三轴确定后，就由控制器传给主机。
表面声波触摸屏清晰度较高，透光率好，分辨率高，精度高，抗暴。抗刮伤性良好，反应灵敏。不受温度、湿度等环境因素影响。没有漂移。有第三轴即压力轴响应，能成为感知力的一个模拟量值的开关，这个功能很有用，不然在多媒体信息查询软件中，一个按钮就能控制动画或影像的播放速度。缺点是屏表面的灰尘和水滴会阻挡表面声波的传递，虽然控制卡能分辨出来，但尘土积累到一定程度，信号衰减得也厉害，导致触摸屏变得迟钝甚至不工作。因此，一方面推出防尘型触摸屏，一方面每年要定期清洁触摸屏。
3 我馆触摸屏使用和维护情况
南图多媒体导览系统采用苏州科奥的红外线触摸屏和表面波触摸屏。红外线触摸屏屏幕较大，放一楼大厅。此红外屏采用钢化玻璃，防暴性好，密封度为ip65，防尘，分辨率高。
平时使用中，所有的触摸屏都设置了自动开关机。方法是：由于主机是戴尔的，所以在bios的电源管理项设置，然后再自动开关机软件中再设置。
同时触摸屏都开通了远程桌面连接，这样对主机操作系统和应用软件的维护就方便多了。如果晚上断电，机器第二天早上将不能自动开机。如果更改了显示器的分辨率，就必须重新校准，校准时，要垂直触摸靶标。
由于红外线触摸屏依靠红外线工作，所以当衣袖等衣物碰到红外屏是也起触摸作用，如手指触摸屏时，衣袖也同时碰到屏上，就会出现鼠标指针不在手指点的位置上，这不是漂移问题。
由于表面声波触摸屏是通过对触摸点的超声波信号的传递、衰减进行定位的，而较严重的油和水渍等能够吸收超声波，造成触摸屏定位不准确或不工作，所以需要对触摸屏进行日常的清洁，尤其注意清洁触摸屏四周的声波反射条纹。
4 结语
触摸屏的使用已经很普遍。虽然红外线触摸屏和表面波触摸屏都声称免维护，但在使用中，还需要对出现的故障进行维护。
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[1]汤松龄.产品之触摸屏技术浅析[j].家用电器，2009，5.
[2]百度百科
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