CN103631466A - 基于电容式触控屏的无线通讯方法 - Google Patents

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王一如
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Abstract

本发明公开了一种基于电容式触控屏的无线通讯方法，包括第一电容屏与第二电容屏，所述电容式触控屏包括由若干个电极组成的电容矩阵，所述第一电容屏的电容矩阵的行或列提供参考信号与扫描信号，所述第二电容屏的电容矩阵的列或行提供激励信号，当所述第一电容屏与所述第二电容屏接触时，所述第一电容屏与所述第二电容屏即实现了无线通讯。通过上述方式，本发明通过电容式触控屏之间的相互接触即可实现无线通讯，数据传输的安全性强，且无需在电容式触控屏上增加新的硬件装置。

Description

基于电容式触控屏的无线通讯方法
技术领域
本发明涉及无线通讯领域，特别是涉及一种基于电容式触控屏的无线通讯方法。
背景技术
目前，主流的无线通讯方法包括蓝牙、红外、NFC（Near Field Communication，近场通信），上述短程通讯方式都属于点对点的通讯系统，现已被广泛地应用到包括智能手机等便携式电子装置中，用户可容易地将其与外部装置连接并与这些外部装置执行数据传送，例如，当智能电话的用户进入他们的办公室并坐在他们的办公室台式计算机旁边时，自动处理可连接智能电话与台式计算机以允许在两个装置之间进行数据传送。
现在新兴的无线通讯方法NFC是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。NFC使用磁场感应，其中智能手机等便携式电子装置中的一个回路天线充分地接近与之相配对的外部装置中的另一回路天线，从而有效地形成在两个装置之间传送数据的空芯变压器，因此NFC在硬件上离不开设置在智能手机上的线圈，相应地增加了智能手机等便携式电子装置的成本。另外，支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据，以支付领域的应用来说，被动的传输信号容易被盗取或破解，而主动模式是通过无线信号传输，带来一些不确定因素，当被第三方接收到该无线信号，仍然存在信号数据被盗取或破解的风险。
因此亟需提供一种新型的无线通讯方法可以解决上述问题。
 
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于电容式触控屏的无线通讯方法，无需增加新的硬件装置即可实现无线通讯，安全性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于电容式触控屏的无线通讯方法，包括第一电容屏与第二电容屏，所述电容式触控屏包括由若干个电极组成的电容矩阵，所述第一电容屏的电容矩阵的行或列提供参考信号与扫描信号，所述第二电容屏的电容矩阵的列或行提供激励信号，当所述第一电容屏与所述第二电容屏接触时，两者之间形成电容耦合，所述第一电容屏与所述第二电容屏即实现了无线通讯。
本发明的有益效果是：本发明通过电容式触控屏之间的相互接触即可实现无线通讯，无需在电容式触控屏上增加新的硬件装置，降低了成本，而且本发明的所述无线通讯方法需要电容式触控屏的直接接触完成，保证了数据传输的安全性。
附图说明
图1是本发明所述第一电容屏与所述第二电容屏实现无线通讯的结构示意图；
图2是所述第一电容屏与所述第二电容屏相接触时的电路结构图；
图3是无线通讯前后所述第一电容屏的电势变化图；
图4是所述第二电容屏提供的激励信号脉冲波形图；
附图中各部件的标记如下：1、第一电容屏，2、第二电容屏。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种基于电容式触控屏的无线通讯方法，包括第一电容屏与第二电容屏，其中任一电容屏可作为信号发送方（主设备），此时相应的另一电容屏则作为信号接收方（从设备）。所述电容式触控屏包括由若干个电极组成的电容矩阵，每个电极均连接到各自芯片的相应引脚上。下面以第一电容屏作为信号接收方，第二电容屏作为信号发送方为例来介绍所述第一电容屏与所述第二电容屏如何实现所述无线通讯方法。
在正常情况下，对所述第一电容屏的电容矩阵进行扫描时，每次同时扫描两行或两列，获取两行或两列的电容差值，依次顺序扫描，在任意一次扫描过程中，若所述一个电极作为参考端，则相邻的一个电极作为扫描端，两个电极之间的电容差值为一个平衡数值。当然，所述参考端也可以是一行（列）或者若干行（列）电极，则所述扫描端为相邻的一行（列）或者若干行（列）电极，依次顺序排列。所述参考端提供参考信号，所述扫描端提供扫描信号。所述第二电容屏的电容矩阵的一列（行）或者若干列（行）作为激励端，所述激励端可产生一激励信号。如图1所示，当所述第一电容屏与所述第二电容屏相接触时，由于所述第一电容屏提供参考信号和扫描信号，所述第二电容屏提供激励信号，并且所述第一电容屏的参考电极和扫描电极与所述第二电容屏的激励电极之间产生电容耦合，此时所述第一电容屏的参考电极与扫描电极之间形成电容差，改变了未接触时的电容状态，通过在触控芯片内部设置通讯协议，其电容状态的改变即实现了两者之间的无线通讯。
下面具体阐述所述电容式触控屏之间实现无线通讯的工作原理，首先请参考图2所示的第一电容屏与第二电容屏接触时形成的电路结构，所述电路结构中包括三个节点，分别为激励端L、参考端R和扫描端S，其中主电路由两组两个串联的电容组成，即一组是由电容CLR和CRG组成的电路，一组是由电容CLS和CSG组成的电路，且其中每组电路的一端均接地，在电容CLS和 CSG之间有一个节点S，所述节点S总是被连接到所述感应电极。在电容CLR和 CRG之间有一个节点R，所述节点R总是被连接到所述参考电极。当所述第二电容屏与所述第一电容屏接触时，两层ITO（铟锡氧化物）与两者之间的空气相当于形成一个新的电容，即在所述激励端L与所述参考端R之间即电容CLR之间并联了一个新的电容Clr，在所述激励端L与所述扫描端S之间即电容CLS之间并联了一个新的电容Cls，因此在所述激励端L与所述参考端R及所述激励端L与所述扫描端S之间的电容量均发生了改变，即所述激励端L与所述参考端R之间的电容减小，所述激励端L与所述扫描端S之间的电容减小，由于该电路中激励端L提供的激励信号电压是固定的，即电荷量相等，且电容与电压成反比关系，所以所述激励端L与所述参考端R及所述激励端L与所述扫描端S之间的电压值均会增大，上述变化表现在脉冲波形上可形象地解释两者接触时第一电容屏的电容变化，请参考图3，图中描述了所述第一电容屏在与所述第二电容屏接触前后所述第一电容屏的电势变化。未接触时（如图中虚线所示），所述第一电容屏的电容矩阵进行扫描时，每次同时扫描两行或两列，获取两行或两列的电容差值，所述节点R和S的电势差为某个足够接近零的值，理论上是严格为零，但是实际中受到器材精度的限制，通常会设置这样一个足够接近零的值作为标准；接触时（如图中实线所示），所述节点R和S的电势差会上升为一个较大的值，因此所述第一电容屏与所述第二电容屏之间的无线通讯与所述第二电容屏提供的激励信号即激励脉冲密切相关。请结合参考图4，所述第二电容屏提供的激励脉冲量程V2分为两个量程基准，未接触时，在零至第一个量程V21基准的量程范围内，所述第一电容屏的参考端R与扫描端S的电势差维持在接近零的范围内，在第一个量程基准V21与第二个量程基准V22之间侦测不到所述第一电容屏的参考端R与扫描端S的电势差；当所述第二电容屏与所述第一电容屏相接触时，如上述电路结构的分析，因为所述激励端L与所述参考端R及所述激励端L与所述扫描端S之间的电压值均会增大，所以所述第一电容屏的参考端R与扫描端S的电势差会出现在第一量程基准V21与第二量程基准V22的量程范围内，而在零至第一个量程基准V21的量程范围内侦测不到所述第一电容屏的参考端R与扫描端S的电势差，从而实现了数据的侦测。当然，所述第一电容屏与所述第二电容屏之间的无线通讯效果取决于两者之间的接触距离与激励信号的强度，两者之间的接触距离越近，激励信号的强度越大，所述第一电容屏与所述第二电容屏的无线通讯效果越好。
上述内容是以所述第一电容屏作为信号接收方，所述第二电容屏作为信号发送方为例描述的，同样的，所述第一电容屏也可作为信号发送方，所述第二电容屏作为信号接收方。
本发明所述的无线通讯方法通过电容式触控屏之间的相互接触即可实现无线通讯，相对于NFC的通讯方法，无需在电容式触控屏上增加新的硬件装置，降低了成本；而且本发明的所述无线通讯方法需要电容式触控屏的直接接触完成，不会被第三方侦测到传输数据，保证了数据传输的安全性，无论是在金融领域还是信息技术领域，应用范围更广泛且更具有优势。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于电容式触控屏的无线通讯方法，包括第一电容屏与第二电容屏，所述电容式触控屏包括由若干个电极组成的电容矩阵，其特征在于，
所述第一电容屏的电容矩阵的行或列提供参考信号与扫描信号，所述第二电容屏的电容矩阵的列或行提供激励信号，当所述第一电容屏与所述第二电容屏接触时，两者之间形成电容耦合，所述第一电容屏与所述第二电容屏即实现了无线通讯。
2.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，对所述第一电容屏的电容矩阵进行扫描时，每次同时扫描两行或两列，获取两行或两列的电容差值，依次顺序扫描，在任意一次扫描过程中，若所述一个电极作为参考端，则相邻的一个电极作为扫描端。
3.根据权利要求2所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述参考端也可以是一行或列或者若干行或列电极，则所述扫描端为相邻的一行或列或者若干行或列电极，依次顺序排列。
4.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述第二电容屏的电容矩阵的一列或行或者若干列或行作为激励端。
5.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述第一电容屏与所述第二电容屏之间的无线通讯效果取决于两者之间的接触距离与激励信号的强度。
6.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，通过在触控芯片内部设置通讯协议，所述第一电容屏与所述第二电容屏接触时可实现数据传输。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述第一电容屏与所述第二电容屏可分别作为信号发送方或信号接收方，即所述第二电容屏的电容矩阵的行或列也可提供参考信号与扫描信号，所述第一电容屏的电容矩阵的列或行提供激励信号。
8.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述第一电容屏或第二电容屏的若干个电极分别连接到对应芯片的相应引脚上。
9.根据权利要求1所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述第一电容屏与所述第二电容屏相接触时形成一电路结构，所述电路结构包括三个节点，分别为激励端、参考端和扫描端。
10.根据权利要求9所述的基于电容式触控屏的无线通讯方法，其特征在于，所述电路结构的主电路由两组两个串联的电容组成，且其中每组电路的一端均接地。
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