CN214704604U - 电容触摸屏和智能门锁 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电容触摸屏和智能门锁，其中，该电容触摸屏包括触摸板和控制器，触摸板用于与设有射频模块的主控板连接；触摸板的第一表面和第二表面均覆有预设密度的网格地线；第一表面上设有环境检测区，用于检测射频模块的射频能量；控制器用于在检测到触摸信号时，根据检测到的射频能量的大小从预设的电容感应阈值中选取出一个作为当前的电容感应阈值。本申请实施例在触摸板上覆有网格地线以及在按键区域所在层设置环境检测测试点，通过在触控检测到干扰信号时调节触控板的电容感应阈值，有效减少了误触情况且成本低廉，提升了人机交互体验。

Description

电容触摸屏和智能门锁

技术领域

本申请涉及触控面板技术领域，具体而言，涉及一种电容触摸屏和智能门锁。

背景技术

近年来，智能门锁发展非常迅速，已经广泛用于公寓、酒店、住宅、办公室等各种场景，是智能家居的重要产品组成部分，尤其是触摸按键、指纹等交互方式，更是让人们摆脱了随身带钥匙的烦恼。由于触摸按键具有简洁，精美，使得产品看起来更加时尚，更容易获取当今客户的青睐，因而，越来越多的产品采用触摸按键来代替机械按键。通常智能门锁硬件部分主要由：人机交互传感、控制处理模块、门锁传动模块、网络传输模块组成。常见的智能门锁采用的是电容触摸屏，电容触摸屏是检测人体微弱电荷转化为电信号的设备。但是除了手指等导电物件放到触控板上会引起电容的变化外，各种电磁波的干扰也会给触摸板，导致触摸失效或者误触，从而影响到人机交互体验。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种电容触摸屏和智能门锁，以减少电磁波对触摸板的干扰，降低辐射干扰对人机交互体验的影响。

第一方面，本申请提供一种电容触摸屏，包括触摸板和控制器，所述触摸板用于与设有射频模块的主控板连接；

所述触摸板的第一表面和第二表面均覆有预设密度的网格地线；所述第一表面上设有环境检测区，用于检测所述射频模块的射频能量；

所述控制器用于在检测到触摸信号时，若检测到的所述射频能量的大小不在预设范围时，将第一预设阈值作为当前的电容感应阈值；若检测到的所述射频能量的大小在所述预设范围时，将第二预设阈值作为当前的电容感应阈值。

在可选的实施方式中，所述预设密度的取值范围为1-2mm。

在可选的实施方式中，所述第一表面包括第一区域和第二区域；

所述第一区域覆有所述网格地线，所述环境检测区位于所述第一区域；所述第二区域为触控区域，用于检测所述触摸信号；

所述第二表面包括孔状区域，所述第二表面除了孔状区域以外均覆有所述网格地线。

在可选的实施方式中，所述触控区域包括多个矩形按键区域，所述第一表面的矩形按键区域与所述第二表面的孔状区域呈对应关系。

在可选的实施方式中，包括触摸检测装置，所述触摸检测装置与所述控制器连接，用于检测所述触控区域内的触摸信号并发送给所述控制器。

在可选的实施方式中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；

所述控制器用于当检测到的所述射频能量的大小在预设范围时，选择所述第二预设阈值作为当前的电容感应阈值。

在可选的实施方式中，所述射频模块为lora、蓝牙、WiFi、NB-IOT中的一种或多种。

第二方面，本申请提供一种智能门锁，包括如前述实施方式中任一项所述的电容触摸屏。

在可选的实施方式中，还包括面板和主板，所述面板设置于所述触摸板的第一表面上，所述主控板设置于所述触摸板的第二表面上。

在可选的实施方式中，所述面板为亚克力透明板，所述主板通过连接器与所述触摸板连接。

本申请实施例提供的电容触摸屏和智能门锁，采用在触摸板上覆有网格地线以及在按键区域所在层设置环境检测测试点，在触控检测到干扰信号时调节电容感应阈值的方案，与现有技术中的触摸板和主板堆叠方式在射频模块的发射功率较高时易发生误触的方案相比，有效减少了误触情况且成本低廉，提升了人机交互体验。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1(a)-图(c)示出了本申请实施例所提供的电容触摸屏的原理图；

图2示出了本申请实施例所提供的电容触摸屏的结构示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的电容触摸屏的另一结构示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的电容触摸屏的又一结构示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的一种智能门锁的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

智能门锁中的人机交互一般是模数转变的过程，通常采用的是电容触摸屏。电容触摸屏是将检测到的人体微弱电荷转化为电信号的设备。由于触摸按键简洁精美，使得产品看起来更加时尚，更得用户的青睐，因而越来越多的产品采用触摸按键来代替机械按键。

如图1(a)-图(c)所示，通常地，电容触摸按键的检测是通过RC电路的充电时间的变化实现的，其中引起充电时间变化的最根本原因是电容容量的变化，图1(a)RC电路的充电时间如图1(c)中A曲线所示，图1(b)对应的充电时间如图1(c)中B曲线所示。在周围环境不变的情况下，键盘和大地之间的电容是一个很微小的固定值，而人体和大地之间也存在着电容。当手指靠近触摸按键时，就相当于触摸按键与大地之间的电容并联了人体与大地之间的电容，从而使总电容量变大。

智能门锁的触摸屏通常采用触摸板和主板堆叠方式，主板上的地铜皮直接被触摸板的电容屏参考，当主板上的地铜皮上有干扰时会导致电容触摸板受到干扰。随着智能门锁成本降低，锁体面板空间越来越拥挤，板和板的间距越来越小，相互之间的干扰也会越来越严重，严重影响了触摸板的用户体验。

现有技术中，为了减少辐射对触控板的影响，通常采用加屏蔽罩、屏蔽铜箔等方式，成本较高；或者是采用分时禁用逻辑，而此方式增加了计算判断时间，影响了用户体验。

为此，本申请实施例提供了一种电容触摸屏和智能门锁，可以有效减少误触情况且成本低廉，提升人机交互体验。下面通过实施例进行描述。

实施例1

请参照图2，本申请提供一种电容触摸屏10，包括触摸板100和控制器300。

其中，触摸板100用于与设有射频模块210的主控板20连接，可选地，主控板20中的射频模块210为lora、蓝牙、WiFi、NB-IOT中的一种或多种。

通常地，智能门锁上装有各种微功率的射频模块，功率越大，智能门锁的连接距离和稳定性一般也会越强。例如，蓝牙发射功率一般是0dBm，连接距离只有10m左右，lora发射功率可达到23dBm，连接距离可达300m。

在一种实施方式中，触摸板100的第一表面110和第二表面120均覆有预设密度的网格地线，示范性地，预设密度的取值范围为1-2mm。例如，可以在触摸板100上的空白位置，都增加1mm密度的纵横网格覆铜，形成触摸板100的自我保护屏蔽作用。

通常地，网格铜皮属于PCB加工工艺，并不会带来成本增加。本实施例中不使用实心铺地，而是网格铺地，可以抗干扰的同时，少增加铺地，减少物理上的电容感应面积，从而保证人手触摸的灵敏度和感应距离较大。

在一种实施方式中，触摸板100的第一表面110上设有环境检测区113，用于检测射频模块210的射频能量。示范性地，如图3所示，触摸板100的第一表面110包括第一区域111和第二区域112，第一区域111覆有网格地线，环境检测区113位于第一区域111；第二区域112为触控区域，用于检测触摸信号。可选地，触控区域可以包括多个矩形按键区域114。其中，示范性地矩形按键区域114并未铺覆网格地线，以免影响电容检测。

可以理解，上述环境检测区113与按键区域114同层，可以通过环境监测区检测到按键区域114受射频能量干扰的大小。示范性地，环境检测区113与按键区域114不重合，并且该环境检测区113面积较小，不会出现被人手误触而导致测量误差的情况。

在一种实施方式中，如图4所示，第二表面120包括孔状区域121，第二表面120除了孔状区域121以外均覆有网格地线。第一表面110的矩形按键区域114与第二表面120的孔状区域121呈对应关系。通常地，孔状区域121可以为与第一表面110上的按键区域114相对应的圆形通孔，没有铺覆网格地线。

在一种实施方式中，控制器300用于在检测到触摸信号时，若检测到的所述射频能量的大小不在预设范围时，将第一预设阈值作为当前的电容感应阈值；若检测到的所述射频能量的大小在所述预设范围时，将第二预设阈值作为当前的电容感应阈值。可选地，触摸屏中包括触摸检测装置，触摸检测装置与控制器300连接，用于检测触控区域内的触摸信号并发送给控制器300。

通常地，按键区域114设置有电容感应传感器，当用户触摸屏幕的时候，电容感应传感器可以检测到人体电荷，然后可以感应成电压传送给控制器300以进行触摸信号的解析。可以理解，可以在可能受射频干扰发生误触现象时再进行环境干扰的检测从而进行感应阈值的调节，可选地，环境检测区113可以当检测到有人触屏时再开始检测射频能量的干扰，并由控制器300选取合适的电容感应阈值，在未检测到有人触屏时环境检测区113可以不进行射频干扰的检测。

示范性地，预设的电容感应阈值可以包括第一预设阈值和第二预设阈值，第二预设阈值大于第一预设阈值。控制器300可以当检测到的射频能量的大小在预设范围时，选择第二预设阈值作为当前的电容感应阈值。若检测到的射频能量的大小不在预设范围时，则选择第一预设阈值设为环境无射频能量干扰时的电容感应阈值。

通常地，射频模块210的发射功率越大，所造成的辐射干扰也就越强，触摸板100被干扰也就越严重。例如，当lora的发射功率只有10dBm时，触摸操作几乎不受干扰，但是lora发射功率提高到23dBm时，触摸板100上大部分按键很容易受到干扰。下面以lora射频为例对该电容触摸屏10各区域如何工作进行说明。

例如，如图2所示，12个按键区域114用于用户操作；环境检测区113用于检测lora射频干扰。当触控板正常使用时，手指只会触碰12个正常感应的按键，触控板会对检测到的微弱电荷进行能量计算，例如转换成0-300的范围。当手指离开触控感应区即按键区域114，按键区域114上的电荷很快就会清零，正常情况下控制器300端接收到的电荷量在10以下。当手指按到按键区域114，触控板上的电荷就会被充电，人手距离触控板越近，或者手指和触控板的接触面积越大，电荷感应量就会越大，当按键区域114检测到的电荷量大于100的感应阈值以后，控制器300就会判断为人手指按动了按键。当无射频干扰正常使用时，人手快速触摸触摸屏并离开，感应量很快就会低于10；若手指紧贴按键区域114，感应量会超过150。

而Lora射频能量会给触控区域即按键区域114充电，在不加网格铜隔离lora射频能量时，感应量能被电磁充能到150，这样控制器300会判定为手指一直紧贴按键，导致触摸板100被误触。在触摸板100加了网格铜优化后，lora射频能量的电荷感应量降低到了50，虽然不会导致误触，但是可能出现的情况是：当人手距离按键还有5mm时，触摸板100上的电荷就能充能到150。在仅加网格铜的情况下，当人手快速按动时，通常抬起手指不超过5mm，触摸板100就无法释放电荷，这样会判定为人手一直压在按键上，因而可能出现人手按动次数误判、密码输入计数错乱的问题。

在一种实施方式中，在触摸板100上增加了专门检测lora射频干扰能量的感应区域即环境检测区113，该环境检测区113远离正常按键区域114，且面积很小，不会被人手误触到。当lora射频干扰发生时，所有按键区域114上都会产生干扰(此情况下实测环境检测区113耦合产生的电荷量只会有10-30量级的干扰)，当检测到环境检测区113上10-30量级的干扰时，就可以相应地调整其他按键区域114的感应阈值，例如可以从100调到130-150左右，这样可以有效解决人手指按动次数被误判的问题。

基于上述分析可知，与采用加屏蔽罩、屏蔽铜箔等屏蔽方式或是采用分时禁用逻辑相比，本申请实施例提供的电容触摸屏利用在触摸板上覆有网格地线以及在按键区域所在层设置环境检测测试点，通过在触控检测到干扰信号时调节触控板的电容感应阈值，有效减少了误触情况和按动次数误判情况，并且成本低廉，提升了人机交互体验。

实施例2

请参照图5，申请提供一种智能门锁1，包括如前述实施方式中任一项的电容触摸屏10。

在一种实施方式中，该智能门锁1可以包括面板30和主板，其中，面板30设置于触摸板100的第一表面110上，主控板20设置于触摸板100的第二表面120上，可选地，面板30可以是亚克力透明板。

示范性地，亚克力面板30是跟人交互的直接界面，有数字按键丝印和对应的LED灯光显示，亚克力面板30可以通过背胶纸粘贴触摸板100，触摸板100通过一对连接器21和主板连接。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电容触摸屏，其特征在于，包括触摸板和控制器，所述触摸板用于与设有射频模块的主控板连接；

所述触摸板的第一表面和第二表面均覆有预设密度的网格地线；所述第一表面上设有环境检测区，用于检测所述射频模块的射频能量；

所述控制器用于在检测到触摸信号时，若检测到的所述射频能量的大小不在预设范围时，将第一预设阈值作为当前的电容感应阈值；若检测到的所述射频能量的大小在所述预设范围时，将第二预设阈值作为当前的电容感应阈值。

2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述预设密度的取值范围为1-2mm。

3.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一表面包括第一区域和第二区域，

所述第一区域覆有所述网格地线，所述环境检测区位于所述第一区域；所述第二区域为触控区域，用于检测所述触摸信号；

所述第二表面包括孔状区域，所述第二表面除了孔状区域以外均覆有所述网格地线。

4.根据权利要求3所述的电容触摸屏，其特征在于，所述触控区域包括多个矩形按键区域，所述第一表面的矩形按键区域与所述第二表面的孔状区域呈对应关系。

5.根据权利要求3所述的电容触摸屏，其特征在于，包括触摸检测装置，所述触摸检测装置与所述控制器连接，用于检测所述触控区域内的触摸信号并发送给所述控制器。

6.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。

7.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述射频模块为lora、蓝牙、WiFi、NB-IOT中的一种或多种。

8.一种智能门锁，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电容触摸屏。

9.根据权利要求8所述的智能门锁，其特征在于，还包括面板和主板，所述面板设置于所述触摸板的第一表面上，所述主控板设置于所述触摸板的第二表面上。

10.根据权利要求9所述的智能门锁，其特征在于，所述面板为亚克力透明板，所述主板通过连接器与所述触摸板连接。

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