不可或缺的觸控技術，成為家居智能化的關鍵

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）如今的智能家居種類越來越多，可以操控的方式也多種多樣，除了用遠程操控以外，通過觸摸按鍵來對產(chǎn)品進行控制，已經(jīng)成為日常生活中司空見慣的事情。甚至因為觸控操作，而衍生出了許多進階操作，比如指紋識別、掌紋識別等。

觸控技術的前世今生

觸控技術幾乎已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，比如最常使用的智能手機，幾乎每天都需要依靠觸摸屏來完成對手機的操控，而這一技術也開始越來越多的應用在智能家居領域中。

要是將時間倒回2008年以前，或許那時的人們很難想象如今的生活方式。盡管觸控技術實際大規(guī)模被應用并不太久，但這項技術發(fā)展至今已經(jīng)將近一個世紀。

早在上個世紀40年代，觸控技術概念便已經(jīng)被提出，而第一塊真正意義上的觸控屏則是在1965年由英國皇家雷達公司的工程師Eric Arthur Johnson制造出來的。而Johnson在《Electronics Letters》上發(fā)表的文章中描述了這項成果，即現(xiàn)在的電容式觸摸屏。

有意思的是，目前大范圍使用的電容式觸摸屏并沒有在當時廣受歡迎。這是因為在當時出現(xiàn)了一個相對更加優(yōu)越的觸控技術，也就是電阻式觸摸屏。

1971年，任教肯塔基大學的Sam Hurst教授在一次偶然的實驗中，發(fā)現(xiàn)了能夠通過壓力改變電流傳輸從而實現(xiàn)控制的技術，進而發(fā)明出了電阻式控制。也就是當前已經(jīng)被基本淘汰的電阻式觸控技術，發(fā)明時間反而要晚于電容式觸控技術。

從1977年由Hurst教授創(chuàng)立的Elographics正式開發(fā)了可以應用在計算機上的電阻式觸摸屏，一直到2007年，電阻式觸摸屏都是市場上占有絕對優(yōu)勢的觸摸屏類型。

那為何如今以及幾乎無法看到蹤跡的電阻式觸控技術，在當年反而被廣受歡迎呢。從原理來看，電阻式觸摸屏主要是利用壓力感應進行控制。它的構成是顯示屏及一塊與顯示屏緊密貼合的電阻薄膜屏。當我們用手指或其他物體觸摸屏幕的時候，兩個導電層發(fā)生接觸，電阻產(chǎn)生變化，控制器則根據(jù)電阻的具體變化來判斷接觸點的坐標并進行相應的操作。

而之所以廣受歡迎的原因也很簡單，因為電阻式觸摸屏本身觸摸操作相對穩(wěn)定，只需要施加一定的壓力就能成功操作，不受溫度、操作主體以及惡劣環(huán)境的影響。同時使用壽命比電容式觸摸屏更長，成本也更低廉，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。

2003年觸控技術開始進入到消費市場，尤其是在2007年蘋果發(fā)布了第一臺全觸摸屏控制的智能手機iPhone后，電容式屏幕的優(yōu)勢開始體現(xiàn)，點按、滑動等操作促使著電容式觸控技術的快速發(fā)展。

智能家居中的觸控技術

在消費電子領域，如今的觸控技術早已不再局限于智能手機，許多智能產(chǎn)品也開始加入了觸控技術，甚至在按鍵上也采用了觸控方案。

并且在許多智能家居產(chǎn)品中，其加入的觸摸感應可以穿透絕緣材質(zhì)檢測人體手指帶來的電荷移動，從而判斷人體手指觸摸動作，絕緣隔離式的接觸方式，相比傳統(tǒng)按鍵人體直接觸摸機械觸點，對人體安全更可靠。

比如智能門鎖是一種以人體為識別載體和手段的智能鎖具，它是計算機信息技術、電子技術、機械技術和現(xiàn)代五金工藝的完美結晶，內(nèi)部采用電容式觸摸IC。

這種電容式感應觸摸IC不需要人體直接接觸金屬物體，可以徹底消除安全隱患，即使用戶戴了手套也可以使用，還不受天氣干燥潮濕、人體電阻變化等影響。

通常電容式觸摸IC中集成高分辨率觸摸檢測模塊和專用信號處理電路，以保證電容式觸摸芯片對環(huán)境變化具有靈敏的自動識別和跟蹤功能。電容式觸摸IC還必須滿足用戶在復雜應用中對穩(wěn)定性、靈敏度、功耗、響應速度、防水、帶水操作、抗震動、抗電磁干擾等方面的高體驗要求。

而在使用上，傳統(tǒng)的觸控技術在某些方面也存在著一定的局限性，通常需要在平整表面上才能實現(xiàn)觸控技術。這限制了觸控技術的應用范圍，不能適應非常規(guī)形狀、柔性和可彎曲的屏幕。

但在實際情況中，許多智能家居的表面并非是平整的，或者放置使用的場景并非是平整的，這就需要一種能夠柔性觸控技術來適應這些非標準平面。

但這樣一來導電層需要具備柔性和可彎曲性才能適應屏幕的形變，這可能會導致導電層的導電性變得相對薄弱。薄弱的導電性可能會影響觸摸識別的準確性和觸控響應的靈敏度，從而影響用戶體驗。

并且柔性材料通常具有較低的導電性和機械強度，這就需要選擇具有較高導電性的柔性材料，并確保材料在彎曲和拉伸過程中的穩(wěn)定性，但這樣一來成本可能會比較高。

隨著觸控技術的發(fā)展，如今這一問題已經(jīng)得到了解決。通常是在柔性屏幕表面涂覆一層導電性涂層，如導電聚合物或?qū)щ娞技{米管等。這種涂層可以作為觸摸傳感器，當用戶觸摸屏幕時，導電性涂層的電阻值會發(fā)生變化，從而可以檢測到觸摸位置。這種觸控技術具備較高的靈活性和適應性，因為導電性涂層可以與柔性材料一起彎曲和變形。

而柔性技術的突破，也可以讓智能家居不必拘泥于傳統(tǒng)方正的造型，能夠以更加個性化以及藝術性的外形進行制造，并且兼顧功能。

小結

觸控技術是當代智能家居中關鍵技術之一，不過在過去發(fā)明時間較晚的電阻式觸控技術反而大行其道。直到蘋果推出iPhone后，電容式觸控才開始快速普及。如今在智能家居領域，大多都采用了電容式觸控來進行物理控制，加上柔性觸控技術的引入，讓智能家居開始變得更加豐富多彩。