高可靠红外触摸屏的设计与实现

发布时间：2017-03-26 20:00

  本文关键词：高可靠红外触摸屏的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在当今触摸屏广泛应用的大背景下,工业控制甚至航空领域迫切需要进行技术提升,便于人机交互,本文对比了目前流行的四种类型触摸屏,结合课题使用环境提出了高可靠红外触摸屏的方案,从高分辨率、宽温工作、耐振性好、寿命长、抗强光干扰和支持多点触摸六个方面进行了充分的调研与开发,配合课题使用的大尺寸显示器,进行了硬件和软件设计,研制出功能完善的红外触摸屏。传统的红外触摸屏主要存在分辨率低和抗光干扰能力差的缺点。课题研究的触摸屏通过红外管双排布局的方式提高了物理分辨率,同时结合A/D转换原理,将接收管收到的信号进行量化处理,提高了逻辑分辨率,设计出的触摸屏分辨率可达4096×4096。在抗光干扰能力方面,通过箝位电路滤除环境光的干扰,在触摸屏的左右两侧分别布置了发射管和接收管,利用光线方向的单一性,解决了强光干扰的问题。在软件处理方面,采取了限幅滤波和滑动平均值滤波相结合的软件滤波方法,对数据进行处理,有效地排除了干扰信号,提高数据的准确性,使得触摸屏的手写画线功能更加完善,有效地去除了抖动,平滑了曲线。在实现多点触摸功能时,利用软件控制红外管斜向扫描,通过计算距离的方法剔除伪点,识别真实触点；同时设计了移动跟踪算法,对移动点位置进行快速判断,避免了画线延迟、断线等现象的出现。通过上述方法研制的触摸屏经过常温测试、高低温试验、振动试验和强光照射试验的验证,结果表明课题研制的红外触摸屏满足特殊环境的使用要求,达到了高可靠的性能,具有较强的工程应用价值。
【关键词】：红外触摸屏 高可靠 高分辨率 抗强光干扰 多点触摸
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究的目的和意义8
• 1.2 触摸屏的种类及本课题的选择8-11
• 1.3 红外触摸屏的国内外研究现状11-14
• 1.4 课题研究的主要内容和所要解决的问题14-16
• 1.5 研制过程概述16-17
• 第二章 系统方案设计17-29
• 2.1 需求分析17
• 2.2 总体构架17-18
• 2.3 硬件原理18-26
• 2.3.1 红外发射电路18-22
• 2.3.2 红外接收电路22-24
• 2.3.3 控制电路24-26
• 2.4 软件流程26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 高分辨率的实现29-38
• 3.1 提高分辨率的方法分析29-31
• 3.1.1 提高物理分辨率29-30
• 3.1.2 提高逻辑分辨率30-31
• 3.2 高分辨率的实现31-34
• 3.2.1 红外管的选择31-33
• 3.2.2 红外管的排布33
• 3.2.3 坐标值的计算33-34
• 3.3 高精度的实现34-37
• 3.3.1 增益放大34-35
• 3.3.2 软件滤波35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 抗强光干扰的实现38-42
• 4.1 抗环境光干扰38-40
• 4.1.1 电气防光38-39
• 4.1.2 物理防光39-40
• 4.2 抗强光干扰40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 多点触摸的实现42-47
• 5.1 两点触摸定位42-45
• 5.1.1 两个点在水平或垂直的直线上42-43
• 5.1.2 两个点不在水平或垂直的直线上43-45
• 5.2 两点触摸移动跟踪45-46
• 5.3 本章小结46-47
• 第六章 其他高可靠性能的实现47-54
• 6.1 宽温工作的实现47-49
• 6.1.1 元器件选型47-48
• 6.1.2 软件优化48-49
• 6.2 寿命长的实现49-52
• 6.2.1 寿命期内的维护措施49-51
• 6.2.2 寿命期外的补救措施51-52
• 6.3 耐振动的实现52-53
• 6.3.1 改进结构设计52-53
• 6.3.2 注重安装细节53
• 6.4 本章小结53-54
• 第七章 测试与验证54-60
• 7.1 常温功能测试54-57
• 7.2 环境试验验证57-58
• 7.3 测试结论58-59
• 7.4 本章小结59-60
• 第八章 总结与展望60-62
• 8.1 对目前工作的总结60
• 8.2 对未来工作的展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-64

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本文编号：269277