基于HID類的紅外觸摸屏的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、如今，觸摸和多點(diǎn)觸摸技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中，從小型的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端到展廳的大型顯示屏幕，越來越多的設(shè)備開始從硬件上滿足用戶期望的更加自然、直觀的人機(jī)交互要求。紅外式觸摸在中大型尺寸屏幕應(yīng)用中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其安裝簡(jiǎn)單，成本低廉，透光性好，且不易造成顯示圖像質(zhì)量的下降。本文在研究各類常見觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種尤其適用于超大屏幕的基于USB HID類協(xié)議的紅外式觸摸屏。
　　為了支持多點(diǎn)觸摸識(shí)別，傳

2、統(tǒng)的紅外式觸摸屏在屏幕的四周排列兩組紅外發(fā)射接收對(duì)管，有的甚至通過額外增加一層紅外發(fā)射接收對(duì)管以構(gòu)成三個(gè)坐標(biāo)軸，從而消除偽觸點(diǎn)，這些技術(shù)不僅造成紅外屏的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，更長(zhǎng)的掃描時(shí)間，而且對(duì)于超大型屏幕來說，由于紅外發(fā)射管和紅外接收管相隔距離過大，會(huì)造成發(fā)射出的紅外光線嚴(yán)重衰減，影響相對(duì)紅外接收管的正常感應(yīng)。由于用戶的操作高度受其身高水平的影響，一般高度在兩米左右，位于紅外光線傳播的有效距離范圍。因此，本系統(tǒng)只在屏幕的上下兩邊安裝一組紅外

3、發(fā)射接收對(duì)管，并提出一種新的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)觸摸定位算法，這樣便可以將其應(yīng)用于超大尺寸顯示屏上。
　　常見的紅外式觸摸屏通常采用RS-232串口與主機(jī)進(jìn)行通信，不僅需要外接額外的電源，還要開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。盡管也有采用USB供電并使用USB接口與主機(jī)通信的紅外觸摸屏，但仍需開發(fā)相應(yīng)的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。本文中的紅外觸摸屏系統(tǒng)是基于USB HID協(xié)議開發(fā)的。自Windows98操作系統(tǒng)開始操作系統(tǒng)就自帶有HID類設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)該

4、類設(shè)備接入主機(jī)后，只需依據(jù)HID協(xié)議返回主機(jī)請(qǐng)求的描述符，使主機(jī)成功識(shí)別設(shè)備后，USB總線驅(qū)動(dòng)程序就能自動(dòng)加載系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)程序使其正常工作。基于HID類協(xié)議的觸摸設(shè)備可以真正實(shí)現(xiàn)即插即用功能，無需安裝任何的上位機(jī)程序。
　　高分辨率和抗光干擾能力是紅外觸摸屏設(shè)計(jì)與生產(chǎn)者不得不考慮的問題。傳統(tǒng)的紅外式觸摸屏的分辨率較低，主要通過簡(jiǎn)單地增加紅外二極管的數(shù)量來提高系統(tǒng)的分辨率。在本系統(tǒng)中，將接收到的紅外光線強(qiáng)度進(jìn)行量化分級(jí)，使得原本一個(gè)

5、像素點(diǎn)，可以細(xì)分為更多的像素點(diǎn)，從而有效提高了系統(tǒng)的單位分辨率。
　　紅外式觸摸屏的紅外接收管很容易受到環(huán)境中紅外光源的影響，所以本系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境中紅外光的特點(diǎn)，對(duì)提高系統(tǒng)的抗光干擾能力做了幾點(diǎn)改進(jìn):第一，由于環(huán)境中的紅外光比較穩(wěn)定，所以通過使紅外發(fā)射管發(fā)出高頻的紅外光，再通過RC高通濾波器就可以有效的過濾環(huán)境中低頻的穩(wěn)定的紅外光源;第二，由于環(huán)境中紅外光可能會(huì)在不同的時(shí)間，其強(qiáng)弱也不同，所以為了更好的進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，電路中添加了一