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[摘 要]我国汽车事业正处于高速发展的阶段，很多新技术的应用使其拥有更好的用户体验。对于汽车的开关控制面板来说，其是非常重要并且常用的电子部件。文章主要介绍了电容式触控开关在其中的应用。首先介绍了电容式触摸屏的概念以及使用優点，并简单阐述了车控面板的主要功能，最后对电容式触摸开关在汽车控制面板中的应用进行探讨。
[关键词]汽车应用；电容式触摸；控制面板
中图分类号：S558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0326-01
引言
我国汽车事业稳步发展，原有的机械式控制操作已经跟不上时代的脚步，当前机电一体化的发展十分成熟，对于汽车中使用十分频繁的控制面板来说，电容式触摸控制开关给人们带来了更好的使用体验。作为相关研究人员，如何更好地发展中央控制面板的作用，如何使得用户拥有更好的使用体验，是需要进行研究内容。
1 电容式触摸屏介绍
电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。而主流的触摸屏分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、声表面波式触摸屏、红外线式触摸屏等。其中，红外线式和电容式触摸屏能够支持多点触控，前者由于尺寸限制和线性度不高，尚不能满足消费类产品的要求，而电容式触摸屏因其相对可接受的成本以及良好的线性度和可操作性，是目前主流的多点触控技术。在实际生活中我们接触最多的也是电容式触摸屏，它已经被广泛地应用在手机、随身数码产品当中。
2 电容式触摸屏的优势分析
2.1 支持多点触控
电容式触摸屏的多点触控，可以将用户的触摸分解为采集多点信号及判断信号意义两个工作，完成对复杂动作的判断。使用两根手指进行拉伸、换位即可在屏幕上完成诸如放大、旋转这样趣味十足的操作。
2.2 耐久性
电容式传感器接口方案中使用的材料与RTS的相同，都是在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）上再加一层氧化铟锡（ITO）。不过，电容式传感器不存在RTS的光学问题和耐久性问题，因为它是单层压板，没有降低光学性能的空气间隙，而且，前者是固态的，无移动部件，从而可获得很高的可靠性和耐久性。
2.3 稳定性
因为它是固态传感器，没有移动部件，在传感器使用期间光学性能可保持稳定一致。基于电容式传感器的设计为终端用户提供了出色的光学和手指感测能力。由于这种传感器的光学结构匹配，减少了内部反射，故显示文本和图形的承载屏幕鲜明清晰。
3 车控面板基本功能
车控面板是集成各项人机交互的中央控制模块，包括了各项模块的开关控制，相较于传统的分离式的车载人机交互模块，有着集成度高成本低的优势。随着汽车电子化的趋势逐渐显现，汽车中控面板已经成为设计的主要转折点。中控面板符合很多汽车人机交互的要求。随着用户的经验和设计不同性的需求越来越大，汽车人机交互系统将达到了一个新的高度。而中控面板，这一集成了各项功能的设备，将大大满足其汽车的人机交互信息的要求，成为人机交互最大的媒介。传统中控面板主要安置于汽车内部的中央位置，即驾驶员右前方。其主要功能为显示并且控制车载信息娱乐，包括CD、DVD以及导航等，也包括了空调控制功能。中控面板是车载系统进入以上系统所必须的装置，大大加强了行车过程中用户的驾驶体验和操控乐趣。
4 电容触摸式中控面板
车控面板是集成各项人机交互的中央控制模块，包括了各项模块的开关控制，相较于传统的分离式的车载人机交互模块，有着集成度高成本低的优势。随着用户的体验和设计不同性的需求越来越高，汽车人机交互系统将达到一个新的高度。而中控面板，这一集成了各项功能的设备，将大大满足其汽车的人机交互信息的要求，成为人机交互最大的媒介。传统中控面板主要安置于汽车内部的中央位置，即驾驶员右前方。其中中控面板各基本功能按键作用如下：1）空调控制。包括了空调温度与风速的调节；2）导航。导航功能基本参数的设置；3）信息娱乐。主要有DVD、CD、调频调幅收音机的基本功能；4）停车辅助。自动泊车和倒车辅助。目前市面上已经量产的汽车中，有很多车型开始使用集成式的中控面板作为人机交互的主要界面，其中绝大多数都是机械式按键开关。
5 电容触摸技术在车载中控面板的应用
车载电容触摸式中控面板的系统由几个模块组成，分别为电容传感器输入模块、中央处理器模块、CAN通讯模块以及LED背光驱动模块组成。如图1所示。
电容传感器为电容触摸输入的感应模块，安置在人手能触及的开关区域，当没有能产生容性的物体在传感器附近时，其本身自带一个默认的寄生电容。寄生电容的大小取决于最初电容传感器的标定和特性。当人手接近电容传感器区域时，电容传感器感应到的电容产生变化，最终将其电容变化数据传输给电容数据处理器。
电容数据处理器主要负责采集电容传感器的数据，其中包括AD转换模块，计数比较器等逻辑器件。以MCU为核心实现系统方案的设计，各模块一一对应于电路板上，电源通过线形稳压器提供稳定的5V电源给主芯片供电，CAN模块通过带CAN2.0协议的串口与MCU传输数据并转换差分电平后与外界通讯，电容传感器交由MCU进行处理后驱动LED模块。
主板的机械安装覆盖层选用车载中控面板经常使用的塑料材料ABS，其介电系数在4左右。然后LED通过导光层对控制器上的每一信标进行背光照明。之后将PCB主板安装于导光层之后作为电子设计的核心电路主板，配合电容传感器工作。最后将中控面板的后壳贴合PCB主板以实现机械整体组装的设计。
目前为止，为了改善司机驾驶的体验，汽车中已经渐渐的将电容触摸技术应用于各项系统，其中包括无钥匙进入系统，后视镜调节控制系统，电动座椅系统，座位上乘客检测等，但是对于电容触摸技术最关键和实用的应用正是人机交互最为重要的汽车中控面板。电容触摸技术已经作为替代机械按钮和电阻式触摸的最主流的技术，正越来越多的应用在各个领域，对于电容式触摸面板来说，将各个功能的按键制定成为电容触摸式的即为电容式触摸面板的关键技术。从一些车型的概念可以看出，电容式触摸中控面板提供了更为美观的外形与更为舒适的操作性，并且与传统机械式开关相比，电容触摸可以提供更好的操作手感。对于汽车电子的发展来说，电容式触摸不仅满足中控面板的各项基本功能，如信息娱乐，空调等开关控制，更是提供了更为便利舒适的操作手感。
结束语
总而言之，信息技术的发展使得汽车的使用感受更加的人性化，更加的完美。触摸式中控面板是将来汽车的流行发展趋势，作为相关人员应该不断加强自身的专业技术水平，同时还应该学习国外相关的技术手段，相信随着科技的发展，在该领域可以取得更好的发展成果。
参考文献
[1] 凌滨，宋梦实，邢键，赵永辉.汽车自适应巡航系统的多性能指标控制算法[J/OL].机械科学与技术，：1-6（2017-11-06）.
[2] 焦冕.数字电子技术在汽车中的应用与研究[J/OL].中国培训，：1（2017-06-16）.
[关键词]汽车应用；电容式触摸；控制面板
中图分类号：S558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0326-01
引言
我国汽车事业稳步发展，原有的机械式控制操作已经跟不上时代的脚步，当前机电一体化的发展十分成熟，对于汽车中使用十分频繁的控制面板来说，电容式触摸控制开关给人们带来了更好的使用体验。作为相关研究人员，如何更好地发展中央控制面板的作用，如何使得用户拥有更好的使用体验，是需要进行研究内容。
1 电容式触摸屏介绍
电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。而主流的触摸屏分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、声表面波式触摸屏、红外线式触摸屏等。其中，红外线式和电容式触摸屏能够支持多点触控，前者由于尺寸限制和线性度不高，尚不能满足消费类产品的要求，而电容式触摸屏因其相对可接受的成本以及良好的线性度和可操作性，是目前主流的多点触控技术。在实际生活中我们接触最多的也是电容式触摸屏，它已经被广泛地应用在手机、随身数码产品当中。
2 电容式触摸屏的优势分析
2.1 支持多点触控
电容式触摸屏的多点触控，可以将用户的触摸分解为采集多点信号及判断信号意义两个工作，完成对复杂动作的判断。使用两根手指进行拉伸、换位即可在屏幕上完成诸如放大、旋转这样趣味十足的操作。
2.2 耐久性
电容式传感器接口方案中使用的材料与RTS的相同，都是在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）上再加一层氧化铟锡（ITO）。不过，电容式传感器不存在RTS的光学问题和耐久性问题，因为它是单层压板，没有降低光学性能的空气间隙，而且，前者是固态的，无移动部件，从而可获得很高的可靠性和耐久性。
2.3 稳定性
因为它是固态传感器，没有移动部件，在传感器使用期间光学性能可保持稳定一致。基于电容式传感器的设计为终端用户提供了出色的光学和手指感测能力。由于这种传感器的光学结构匹配，减少了内部反射，故显示文本和图形的承载屏幕鲜明清晰。
3 车控面板基本功能
车控面板是集成各项人机交互的中央控制模块，包括了各项模块的开关控制，相较于传统的分离式的车载人机交互模块，有着集成度高成本低的优势。随着汽车电子化的趋势逐渐显现，汽车中控面板已经成为设计的主要转折点。中控面板符合很多汽车人机交互的要求。随着用户的经验和设计不同性的需求越来越大，汽车人机交互系统将达到了一个新的高度。而中控面板，这一集成了各项功能的设备，将大大满足其汽车的人机交互信息的要求，成为人机交互最大的媒介。传统中控面板主要安置于汽车内部的中央位置，即驾驶员右前方。其主要功能为显示并且控制车载信息娱乐，包括CD、DVD以及导航等，也包括了空调控制功能。中控面板是车载系统进入以上系统所必须的装置，大大加强了行车过程中用户的驾驶体验和操控乐趣。
4 电容触摸式中控面板
车控面板是集成各项人机交互的中央控制模块，包括了各项模块的开关控制，相较于传统的分离式的车载人机交互模块，有着集成度高成本低的优势。随着用户的体验和设计不同性的需求越来越高，汽车人机交互系统将达到一个新的高度。而中控面板，这一集成了各项功能的设备，将大大满足其汽车的人机交互信息的要求，成为人机交互最大的媒介。传统中控面板主要安置于汽车内部的中央位置，即驾驶员右前方。其中中控面板各基本功能按键作用如下：1）空调控制。包括了空调温度与风速的调节；2）导航。导航功能基本参数的设置；3）信息娱乐。主要有DVD、CD、调频调幅收音机的基本功能；4）停车辅助。自动泊车和倒车辅助。目前市面上已经量产的汽车中，有很多车型开始使用集成式的中控面板作为人机交互的主要界面，其中绝大多数都是机械式按键开关。
5 电容触摸技术在车载中控面板的应用
车载电容触摸式中控面板的系统由几个模块组成，分别为电容传感器输入模块、中央处理器模块、CAN通讯模块以及LED背光驱动模块组成。如图1所示。
电容传感器为电容触摸输入的感应模块，安置在人手能触及的开关区域，当没有能产生容性的物体在传感器附近时，其本身自带一个默认的寄生电容。寄生电容的大小取决于最初电容传感器的标定和特性。当人手接近电容传感器区域时，电容传感器感应到的电容产生变化，最终将其电容变化数据传输给电容数据处理器。
电容数据处理器主要负责采集电容传感器的数据，其中包括AD转换模块，计数比较器等逻辑器件。以MCU为核心实现系统方案的设计，各模块一一对应于电路板上，电源通过线形稳压器提供稳定的5V电源给主芯片供电，CAN模块通过带CAN2.0协议的串口与MCU传输数据并转换差分电平后与外界通讯，电容传感器交由MCU进行处理后驱动LED模块。
主板的机械安装覆盖层选用车载中控面板经常使用的塑料材料ABS，其介电系数在4左右。然后LED通过导光层对控制器上的每一信标进行背光照明。之后将PCB主板安装于导光层之后作为电子设计的核心电路主板，配合电容传感器工作。最后将中控面板的后壳贴合PCB主板以实现机械整体组装的设计。
目前为止，为了改善司机驾驶的体验，汽车中已经渐渐的将电容触摸技术应用于各项系统，其中包括无钥匙进入系统，后视镜调节控制系统，电动座椅系统，座位上乘客检测等，但是对于电容触摸技术最关键和实用的应用正是人机交互最为重要的汽车中控面板。电容触摸技术已经作为替代机械按钮和电阻式触摸的最主流的技术，正越来越多的应用在各个领域，对于电容式触摸面板来说，将各个功能的按键制定成为电容触摸式的即为电容式触摸面板的关键技术。从一些车型的概念可以看出，电容式触摸中控面板提供了更为美观的外形与更为舒适的操作性，并且与传统机械式开关相比，电容触摸可以提供更好的操作手感。对于汽车电子的发展来说，电容式触摸不仅满足中控面板的各项基本功能，如信息娱乐，空调等开关控制，更是提供了更为便利舒适的操作手感。
结束语
总而言之，信息技术的发展使得汽车的使用感受更加的人性化，更加的完美。触摸式中控面板是将来汽车的流行发展趋势，作为相关人员应该不断加强自身的专业技术水平，同时还应该学习国外相关的技术手段，相信随着科技的发展，在该领域可以取得更好的发展成果。
参考文献
[1] 凌滨，宋梦实，邢键，赵永辉.汽车自适应巡航系统的多性能指标控制算法[J/OL].机械科学与技术，：1-6（2017-11-06）.
[2] 焦冕.数字电子技术在汽车中的应用与研究[J/OL].中国培训，：1（2017-06-16）.