CN120122843A 一种防爆型触控面板 （合隆防爆电气有限公司）

(19)国家知识产权局(10)申请公布号CN120122843A(71)申请人合隆防爆电气有限公司区经七路477号童宝琛林哲琳沈卫华周金(74)专利代理机构北京君泰水木知识产权代理有限公司11906专利代理师孙卫斌(54)发明名称一种防爆型触控面板本发明提供的一种防爆型触控面板，涉及触感应触摸操作并转化为电信号；触摸印层接口与数据线相连，数据线连接控制线路板；控制线路板集成电源电路、触摸信号检测电路、数据处理电路和USB接口电路。本发明的防爆型触控面板，可通过USB接口连接至外接设备，为其增添触摸功能，显著提升操作的便捷性；且通过电源管理单元实时监测USB供电电压，运用预设算法分析电压变化趋势，在电压不稳定，能迅速调整稳压性。33421.一种防爆型触控面板，包括触摸印层(1)、防爆面板(2)、控制线路板(4)、数据线(3),其特征在于，所述触摸印层(1)设置在防爆面板(2)上，用于感应触摸操作并转化为电信号；触摸印层(1)接口与数据线(3)相连，数据线(3)连接控制线路板(4);所述控制线路板(4)集成电源电路、触摸信号检测电路、数据处理电路和USB接口电路；所述电源电路用于将外部电能转换为稳定电压供控制线路板(4)使用；所述触摸信号检测电路由触摸印层(1)与电容、电阻元件构成触摸感应单元，用于触摸产生的电容变化信号经放大、模数转换后传输至数据处理电路；所述数据处理电路用于根据预设算法将数字信号转换为触摸点坐标信息，还负责与外接设备进行数据交互；所述USB接口电路遵循通用USB标准，用于实现与外接设备进行数据传输。2.根据权利要求1所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，所述数据处理电路采用的坐标转换算法为：识别触摸印层(1)上的触摸感应单元，设定触摸印层(1)水平方向有m个感应单元，垂直方向有n个感应单元，每个感应单元之间的水平间距为Xunit,垂直间距为Yunit,经数字信号处理后得到水平计数值Xcount和垂直计数值Ycount,其触摸点坐标计算公式为：X=Xcount×Xunit,Y=Ycount×3.根据权利要求1所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，所述控制线路板(4)与外接设备之间的数据传输系统采用数据加密与校验机制，控制线路板(4)用AES算法加密触摸点坐标数据，添加CRC校验码，外接设备接收后解密并校验，校验不通过则要求重4.根据权利要求1所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，所述控制线路板(4)上还包括电源管理单元；所述电源管理单元用于监测电源状态，在电源状态出现异常时，调整电源电路中的稳压芯片参数；所述电源管理单元还具备低功耗管理功能；所述低功耗管理功能用于分析触摸印层(1)的操作信息，以判断是否进入低功耗模式；所述低功耗模式用于触发控制芯片的工作频率和功率处于最低运行水准；在低功耗模式下，若检测到新的触摸操作发生，迅速唤醒系统，使触摸面板恢复正常工作状态。5.根据权利要求4所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，所述电源管理单元用于监测电源状态并判断，具体步骤为：通过内置的电压监测电路对USB供电电压进行实时监测；其中电压监测电路包括电阻将USB供电电压VusB按设定比例进行分压，得到适合ADC输入范围的电压值Vsample;所述电阻分压器内设置有两个电阻，记为R1和R2;则分压公式为：再使用模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号D,具体为：识别模数转换器的分;从而计算出实际的USB供电电压VUSB;3再对实际的USB供电电压VUSB的变化趋势进行分析，得再将USB供电电压、电压趋势值与其预设的阈值进行比对，判断当前电压是否稳定，若电压不稳定，则需要调整稳压芯片参数。6.根据权利要求5所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，将USB供电电压、电压趋势值与其预设的阈值进行比对，判断当前电压是否稳定，具体为：设定USB供电电压对应的预设的电压范围，与电压趋势值对应的预设的趋势合理范围；将USB供电电压VusB与预设的电压范围[Vmin,Vmax]进行比较：若USB供电电压VusB处于预设的电压范围[Vmin,Vmax]中，则表示USB供电电压稳定，无需调整；若USB供电电压VuSB不处于预设的电压范围[Vmin,Vmax]中，则表示USB供电电压不稳将电压趋势值与预设的趋势合理范围进行比较：若电压趋势值不处于预设的趋势合理范围，则表示USB供电电压不稳定，需要调整稳压芯片参数。7.根据权利要求5所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，对实际的USB供电电压设定电压监控周期，将电压监控周期按照时间顺序划分为若干监控分区并编号，获取监控分区中任一时刻的USB供电电压VUsB,将监控分区中最大与最小的USB供电电压进行差值计算得到分压差值；识别电压监控周期内所有的分压差值并采用标准差公式进行计对监控分区中的USB供电电压采用标准差公式进行计算得到分区压趋值；识别监控分区的起始时刻，将监控分区的起始时刻与当前时刻进行时刻差计算得到区时差值；将分区压趋值、区时差值与分压差趋势值进行归一化加权处理，得到电压趋势值。8.根据权利要求5所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，若电压不稳定，则需要调步骤一，获取稳压芯片的当前状态参数和电压趋势值，当前状态参数包括当前输出电压Vout与当前反馈电阻Rf;步骤二，设定稳压芯片的期待输出电压，根据期待输出电压、当前输出电压Vout与当前反馈电阻Rf进行处理，得到需要调整到的反馈电阻目标值Rm;步骤三，采用数字电位器作为反馈电阻Rf,根据数字电位器的分辨率Nresolution,将反馈电阻目标值转换为数字电位器的设置值S,公式为esolution,其中Rstep表示数字电位器的最小电阻调整步长；通过通信接口将设置值S发送给数字电位器，实现对反馈电阻的调整；步骤四，在反馈电阻调整后，再次监测稳压芯片的输出电压，计算实际输出电压与期望输出电压之间的差值记为调整差值；若调整差值的绝对值大于其预设的误差阈值，则重新执行步骤一至步骤三；设定重新执行次数，在达到预设的重新执行次数时，生成告警通知并49.根据权利要求4所述的一种防爆型触控面板，其特征在于，分析触摸印层(1)的操作监测触摸信号检测电路输出的触摸操作信号；识别触摸印层(1)距离当前时刻生成触摸操作信号最近的时刻作为初始时刻，将当前时刻与初始时刻进行时刻差计算得到触摸时差；设定触摸时间阈值，若在触摸时差未到达触摸时间阈值之前，若再次生成触摸操作信号，则更新生成触摸操作信号最近的时刻；在触摸时差大于其触摸时间阈值时，判定触摸面板处于无操作状态，触发进入低功耗模式。5技术领域[0001]本发明涉及触控板技术领域，尤其涉及一种防爆型触控面板。背景技术[0002]在石油、化工、煤矿等存在易燃易爆危险的工业领域，常规的工控机和电脑终端往往仅具备基本的显示功能，缺乏触摸操作功能。为了提高操作的便捷性和效率，很多时候需要对设备进行触摸功能的扩展。[0003]然而，目前市场上的普通触控面板要么不具备防爆性能，无法直接应用于一些高危、极寒环境，要么需要外接鼠标或键盘等其他操控物来进行控制。[0004]同时，即便有部分具备防爆功能的触控面板，也存在着电源稳定性差，在电压波动时易影响设备正常运行，无法灵敏准确操作控制屏幕，不能很好地满足工业生产的实际需发明内容[0005]本发明旨在提供一种防爆型触控面板，解决现有触控面板在防爆环境应用中的不[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的一种防爆型触控面板，包括触摸印层、防爆面板、控制线路板、数据线，所述触摸印层设置在防爆面板上，用于感应触摸操作并转化为电信号；触摸印层接口与数据线相连，数据线连接所述控制线路板集成电源电路、触摸信号检测电路、数据处理电路和USB接口电所述电源电路用于将外部电能转换为稳定电压供控制线路板使用；所述触摸信号检测电路由触摸印层与电容、电阻元件构成触摸感应单元，用于触摸产生的电容变化信号经放大、模数转换后传输至数据处理电路；所述数据处理电路用于根据预设算法将数字信号转换为触摸点坐标信息，还负责与外接设备进行数据交互；所述USB接口电路遵循通用USB标准，用于实现与外接设备进行数据传输。[0007]作为优选的，所述数据处理电路采用的坐标转换算法为：识别触摸印层上的触摸感应单元，设定触摸印层水平方向有m个感应单元，垂直方向有n个感应单元，每个感应单元之间的水平间距为Xunit,垂直间距为Yunit,经数字信号处理后得到水平计数值Xcount和垂直计数值Ycount,其触摸点坐标计算公式为：[0008]作为优选的，所述控制线路板与外接设备之间的数据传输系统采用数据加密与校[0009]作为优选的，所述控制线路板上还包括电源管理单元；所述电源管理单元用于监6所述电源管理单元还具备低功耗管理功能；所述低功耗将USB供电电压VuSB按设定比例进行分压，得到适合ADC输入范围的电压值Vsample;所述电阻分压器内设置有两个电阻，记为R1和R2;则分压公式为：再使用模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号D,具体为：识别模数转换器的分辨率为N位，参考电压为Vref,则数字信号D与模拟电压Vsample的关系为：设定电压监控周期，将电压监控周期按照时间顺序划分为若干监控分区并编号，获取监控分区中任一时刻的USB供电电压VUSB,将监控分区中最大与最小的USB供电电压7步骤三，采用数字电位器作为反馈电阻Rf,根据,将反馈电阻目标值转换为数字电位器的设置值S,公式为esolution,其中Rstep表示数字电位器的最小电阻调整步长；通过通信接口将设置值S发送给数字电位器，1.本发明的防爆型触控面板，可通过USB接口连接至外接设备，为其增添触摸功[0015]2.本发明通过电源管理单元实时监测USB供电电压，运用预设算法分析电压变化8附图说明[0018]图1为本发明提供的一种防爆型触控面板的结构示意图；图2为本发明提供的控制线路板的原理框图。具体实施方式[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他[0021]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。[0022]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第板4、数据线3,触摸印层1设置在防爆面板2上，用于感应触摸操作并转化为电信号；触摸印层1接口与数据线3相连，数据线3连接控制线路板4;需要说明的是，防爆面板2采用特制钢电源电路用于将外部电能转换为稳定电压供控制线路板4使用；触摸信号检测电路由触摸印层1与电容、电阻元件构成触摸感应单元，用于触摸产生的电容变化信号经放大、模数转换后传输至数据处理电路；数据处理电路用于根据预设算法将数字信号转换为触摸点坐标信息，还负责与外接设备进行数据交互；[0024]需要说明的是，本产品可应用于石油、化工、煤矿等存在易燃易爆危险的工业领域，由于常规的工控机和电脑终端为满足防爆要求，往往会添加防爆屏。然而，这使得设备操作变得相对繁琐，在实际使用过程中，操作人员仍需借助鼠标或键盘进行操作。在一些工况复杂、空间受限的场景下，寻找和操作鼠标、键盘不仅浪费时间，还可能因误操作引发安全隐患。[0025]与之形成鲜明对比的是，本发明提供的防爆型触控面板，当用户在触摸印层1上进行触摸操作时，触摸印层1能够迅速感应触摸动作，并将其转化为电信号；这些电信号通过数据线3传输至控制线路板4,控制线路板4集成了电源电路、触摸信号检测电路、数据处理电路和USB接口电路；触摸信号检测电路对触摸产生的电容变化信号进行放大、模数转换后9传输至数据处理电路，数据处理电路再根据预设算法将数字信号转换为触摸点坐标信息，并通过USB接口电路将加密后的坐标数据发送至外接的工控机或电脑终端。整个过程无需作方向有n个感应单元，每个感应单元之间的水平间距为Xunit,垂直间距为Yunit,经数字信号处理后得到水平计数值Xcount和垂直计数值Ycount,其触摸点坐标计算公式为：[0026]在本申请中，控制线路板4与外接设备之间的数据传输系统采用数据加密与校验电源管理单元还具备低功耗管理功能；低功耗管理功能用于分析触摸印层1的操将USB供电电压VusB按设定比例进行分压，得到适合ADC输入范围的电压值再使用模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号D,具体为：识别模数转换器的分辨率为N位，参考电压为Vref,则数字信号D与模拟电压Vsample的关系为：获取监控分区中任一时刻的USB供电电压VUSB,将监控分区中最大与最小的USB供电电压当前反馈电阻Rf进行处理，将当前输出电压与期待输出电压之步骤三，采用数字电位器作为反馈电阻Rf,根据数字电位器的分辨率Nr,将反馈电阻目标值转换为数字电位器的设置值S,公式为esolution,其中Rstep表示数字电位器的最小电阻调整步长；通过通信接口将设置值S发送给数字电位器，11监测触摸信号检测电路输出的触摸操作信号；识别触摸印层1距离当前时刻生成触摸操作信号最近的时刻作为初始时刻，将当前时刻与初始时刻进行时刻差计算得到触摸时差；设定触摸