一種觸控螢幕終端的近場通信方法、系統及觸控螢幕終端的製作方法
2023-05-21 01:44:56 3
專利名稱：一種觸控螢幕終端的近場通信方法、系統及觸控螢幕終端的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信領域，尤其涉及一種觸控螢幕終端的近場通信方法、系統及觸控螢幕終端。
背景技術：
近場通信(Near Field Communication, NFC)是一種非接觸式識別和互聯技術,其採用13. 56MHz的近場磁場通信方式，可在行動裝置、消費類電子產品、PC和智能控制項工具間進行近距離無線通信，讓用戶簡單直觀地交換信息、訪問內容與服務。手機等手持設備集成NFC的市場需求已經成熟，可用來進行行動支付甚至當做POS機來用，然而NFC因採用磁場通信，需要在手機等手持設備上增設感應式讀卡器或類似 功能的部件，但是改裝後的手持設備體積較大，而且對手機等手持設備的結構布局、部件用材均有限制。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題在於提供一種第一觸控螢幕終端在近場通信中進行信息發送的方法，旨在不改變觸控螢幕終端原有體積的基礎上實現近場通信。本發明是這樣實現的，一種第一觸控螢幕終端在近場通信中進行信息發送的方法，所述第一觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的驅動電極和感應電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為發送電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為接收電極；所述方法包括下述步驟第一觸控螢幕終端通過發送電極發送近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端；第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接；第一觸控螢幕終端通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端。本發明所要解決的第二個技術問題在於提供一種實現第一觸控螢幕終端近場通信的信息發送系統，所述第一觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述系統包括近場通信請求信息產生單元，用於產生近場通信請求信息，並通過發送電極發送所述近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端；通信連接建立單元，用於在接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接；第一通信單元，用於通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端。本發明所要解決的第三個技術問題在於提供一種包含如上所述的信息發送系統的第一觸控螢幕終端。本發明所要解決的第四個技術問題在於提供一種第二觸控螢幕終端在近場通信中進行信息接收的方法，所述觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述方法包括下述步驟第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息，並予以應答；第二觸控螢幕終端通過發送電極向第二觸控螢幕終端返回應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接；第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的通信信息。本發明所要解決的第五個技術問題在於提供一種實現第二觸控螢幕終端近場通信的信息接收系統，所述第二觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述系統包括
近場通信請求應答單元，用於在通過接收電極接收到第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息後予以應答，並通過發送電極返回應答信息至第一觸控螢幕終端；通信連接建立單元，用於在所述近場通信請求應答單元向第一觸控螢幕終端返回應答信息後，與第一觸控螢幕終端建立通信連接；第二通信單元，用於通過接收電極接收第一觸控螢幕終端的通信信息。本發明所要解決的第六個技術問題在於提供一種包含如上所述的信息接收系統的第二觸控螢幕終端。本發明所要解決的第七個技術問題在於提供一種在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的方法，所述第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端均包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述包括下述步驟第一觸控螢幕終端通過發送電極發送近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端；第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息，並予以應答；第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接；第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端進行通信。本發明所要解決的第八個技術問題在於提供一種在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的系統，包括如上所述的第一觸控螢幕終端和如上所述的第二觸控螢幕終端。本發明通過復用觸控螢幕終端的電極來進行信號的發送和接收，實現基於電場的近場通信，並且信號的處理部分可內置於晶片中，無需再另行設置感應式讀卡器或類似功能的部件，不改變觸控螢幕終端原有體積。
圖I是本發明實施例提供的第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的原理圖2是本發明實施例提供的一種在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的方法的實現流程圖；圖3是本發明實施例提供的觸控螢幕終端檢測是否存在近場通信請求的時序圖；圖4是本發明實施例提供的第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間進行近場通信的時序圖；圖5是本發明實施例提供的數據幀結構圖；圖6是本發明實施例提供的第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的系統的邏輯架構圖；圖7是本發明實施例提供的一種觸控螢幕終端的硬體結構圖；
圖8是本發明實施例提供的另一種觸控螢幕終端的硬體結構圖；圖9是本發明實施例提供的發送和接收衝突示意圖；圖10是本發明實施例提供的發送電極和接收電極的功能自動交換的示意圖；圖11是本發明實施例提供的發送電極和接收電極間隔排列的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明中，復用觸控螢幕終端的電極來進行信號的發送和接收，進而以電場為通信媒介實現NFC通信。參照圖1，觸控螢幕終端I和觸控螢幕終端2之間具有近電場3，本發明中二者均具有收發功能，當觸控螢幕終端I向觸控螢幕終端2發送信息時，應用的通信媒介是電場方向指向觸控螢幕終端2的電場部分，如圖I所示，而當觸控螢幕終端2向觸控螢幕終端I發送信息時，應用的通信媒介是電場方向指向觸控螢幕終端I的電場部分。圖I中的X通道、Y通道分別表示布設在基板上用於構成電容結構的發送電極和接收電極。圖2是本發明實施例提供的在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的方法的實現流程，詳述如下在步驟S201中，第一觸控螢幕終端通過發送電極發送近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端。本發明中，第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端均包括一觸摸傳感器，觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號。圖3示出了本發明實施例提供的觸控螢幕終端檢測是否存在近場通信請求的時序，觸控螢幕終端工作時，周期性發射和掃描信號，假定發射信號通道X有η個，接收信號通道Y有m個。每次掃描，Xl Xn分別利用Tl Tn個時間單兀發射信號，每個時間單兀Π Ym通道同時進行信號接收和處理。若終端支持NFC通信，則在每次電容檢測掃描結束後，增加一個時間窗口 Tn+1用於檢測NFC通信是否需要建立。當現場存在多個觸控螢幕終端時，為避免與錯誤的目標建立通信，上述近場通信請求信息中攜帶有第一觸控螢幕終端的ID信息。在步驟S202中，第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息，並予以應答。相應地，應答信息中攜帶有第二觸控螢幕終端的ID信息。在步驟S203中，第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接。在步驟S204中，第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端進行通信。進一步地，為保證通信信息的正確送達，本發明中，通信信息的數據幀包含有數據位和校驗位，如圖5所示，在第二觸控螢幕終端接收到一幀或多幀通信信息之後，第二觸控螢幕終端對所述數據位進行校驗計算，並將校驗結果與所述校驗位相比對以判斷兩者是否一致，若不一致，則通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送重新發送請求。
若NFC通信採用全雙工模式，雙方的收發信息過程可以同時進行，但是若採用半雙工模式，則收發必須交替進行，此時需要涉及到信道的控制權，需要由第二觸控螢幕終端通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送信道控制權請求信息，第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端發送的信道控制權請求信息後，將所使用的信道信息通過發送電極發送，然後第二觸控螢幕終端再通過接收電極接收第一觸控螢幕終端返回的信道信息二者根據約定好的信道進行通信。進一步地，為保證兩端信息的收發同步，在進行通信前，第一觸控螢幕終端需通過發送電極將同步信號發送至第二觸控螢幕終端，第二觸控螢幕終端據此同步信號進行信息的收發。圖4示出了本發明實施例提供的一種在觸控螢幕終端之間進行近場通信的完整的時序圖，建立通信連接之後，二端首先同步，並且在每一幀或多幀之後進行校驗。圖5示出了本發明實施例提供的一種在觸控螢幕終端之間實現近場通信的系統的邏輯架構，為了便於描述，僅示出了與本發明相關的部分。參照圖6，信息發送系統I和信息接收系統2分別內置於第一觸控螢幕終端觸摸終端和第二觸控螢幕終端觸摸終端中，如上文所述，兩端的觸控螢幕終端均包括一觸摸傳感器，觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，發送電極和接收電極分別用於發送和接收信號。信息發送系統I至少包括近場通信請求信息產生單元11、通信連接建立單元12和第一通信單元13。其中近場通信請求信息產生單元11用於產生近場通信請求信息，並通過發送電極發送該近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端。通信連接建立單元12在接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接。建立通信連接之後，由第一通信單元13通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端。信息接收系統2至少包括近場通信請求應答單元21、通信連接建立單元22、第二通信單元23。具體地，近場通信請求應答單元21在通過接收電極接收到第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息後予以應答，並通過發送電極返回應答信息至第一觸控螢幕終端。通信連接建立單元22在近場通信請求應答單元21向第一觸控螢幕終端返回應答信息後，與第一觸控螢幕終端建立通信連接。最後，由第二通信單元23通過接收電極接收第一觸控螢幕終端的通信信息。進一步地，上述通信信息的數據幀包含有數據位和校驗位，因此信息接收系統2還包括一校驗單元24，用於在第二觸控螢幕終端接收到通信信息後，對數據位進行校驗計算，並將校驗結果與校驗位相比對以判斷兩者是否一致，若不一致，則通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送重新發送請求。進一步地，信息發送系統I還包括一第一同步單元14，用於產生同步信號並通過發送電極將同步信號發送至第二觸控螢幕終端，並控制第一通信單元13與第二觸控螢幕終端同步，相應地，信息接收系統2還包括一第二同步單元25，用於根據接收電極接收到的同步信號，控制第二通信單元23與第一觸控螢幕終端同步。應當理解，具體實現時，往往同一個觸控螢幕終端內同時內置有上述信息發送系統I和信息接收系統2，而在應用過程中，所承擔的發送端和接收端的角色也可能會經常互換，但是具體到每一個小的通信過程，第一觸控螢幕終端與第二觸控螢幕終端的工作原理均與上文相同。圖7、圖8是本發明提供的觸控螢幕終端的兩種硬體結構類型，不同之處在於圖7是先轉換成數位訊號再混頻，而圖8是先混頻再轉換成數位訊號。其中，信號產生組件在功能·上包括上文中的近場通信請求信息產生單元11、第一同步單元15、校驗信息產生單元24,而其餘各單元可以是內置於數位訊號處理器/微處理器中的軟體單元。進一步地，考慮到應用時通信信息的發送和接收可能產生衝突，如圖9所示，一個觸控螢幕基板的發送電極向另一個觸控螢幕基板的發送電極發送通信信息，本發明中通過兩種方式來規避此問題的產生方式一如圖10所示，當發生衝突時，自動交會發送電極和接收電極的功能。方式二 如圖11所示，將發送電極TX與接收電極RX間隔排列，當衝突時，發送電極TX可以向臨近的接收電極發送通信信息。本發明通過復用觸控螢幕終端的電極來進行信號的發送和接收，實現基於電場的近場通信，通信速率可達500Kbit/s以上，並且信號的處理部分可內置於晶片中，無需再另行設置感應式讀卡器或類似功能的部件，不改變觸控螢幕終端原有體積，並且，此晶片可以和觸控螢幕終端本身的驅動晶片製作於同一矽片上，甚至復用觸控螢幕終端本身的驅動晶片的部分或全部元器件。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種第一觸控螢幕終端在近場通信中進行信息發送的方法，其特徵在於，所述第一觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的驅動電極和感應電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為發送電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為接收電極；所述方法包括下述步驟 第一觸控螢幕終端通過發送電極發送近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端； 第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接； 第一觸控螢幕終端通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述第一觸控螢幕終端通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端的步驟之後，所述方法還包括下述步驟 第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到來自第二觸控螢幕終端的重新發送請求後，重新發送通信信息至第二觸控螢幕終端。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述第一觸控螢幕終端通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端的步驟之前，所述方法還包括下述步驟 第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端發送的信道控制權請求信息後，將所使用的信道信息通過發送電極發送至第二觸控螢幕終端。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述第一觸控螢幕終端通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端的步驟之前，所述方法還包括下述步驟 第一觸控螢幕終端通過發送電極將同步信號發送至第二觸控螢幕終端。
5.如權利要求I至4任一項所述的方法，其特徵在於，所述近場通信請求信息中攜帶有所述第一觸控螢幕終端的ID信息；所述應答信息中攜帶有所述第二觸控螢幕終端的ID信息。
6.一種實現第一觸控螢幕終端近場通信的信息發送系統，其特徵在於，所述第一觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述系統包括 近場通信請求信息產生單元，用於產生近場通信請求信息，並通過發送電極發送所述近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端； 通信連接建立單元，用於在接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接； 第一通信單元，用於通過發送電極發送通信信息至第二觸控螢幕終端。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述第一通信單元還用於在接收到來自第二觸控螢幕終端的重新發送請求後，通過發送電極重新發送通信信息至第二觸控螢幕終端。
8.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括 第一同步單元，用於產生同步信號並通過發送電極將所述同步信號發送至第二觸控螢幕終端，並控制所述第一通信單元與第二觸控螢幕終端同步。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述發送電極和接收電極間隔排列，或發送電極和接收電極的功能可互換。
10.一種包括如權利要求6至9任一項所述的信息發送系統的第一觸控螢幕終端。
11.一種第二觸控螢幕終端在近場通信中進行信息接收的方法，其特徵在於，所述觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述方法包括下述步驟 第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息，並予以應答； 第二觸控螢幕終端通過發送電極向第二觸控螢幕終端返回應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接； 第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的通信信息。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述通信信息的數據幀包含有數據位和校驗位；在第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的通信信息的步驟之後，所述方法還包括下述步驟 第二觸控螢幕終端接收到通信信息後，對所述數據位進行校驗計算，並將校驗結果與所述校驗位相比對以判斷兩者是否一致，若不一致，則通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送重新發送請求。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，在第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的通信信息的步驟之前，所述方法還包括下述步驟 第二觸控螢幕終端通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送信道控制權請求信息，並通過接收電極接收第一觸控螢幕終端返回的信道信息。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，在第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的通信信息的步驟之前，所述方法還包括下述步驟 第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的同步信號。
15.如權利要求11至14任一項所述的方法，其特徵在於，所述近場通信請求信息中攜帶有所述第一觸控螢幕終端的ID信息；所述應答信息中攜帶有所述第二觸控螢幕終端的ID信肩、O
16.一種實現第二觸控螢幕終端近場通信的信息接收系統，其特徵在於，所述第二觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述系統包括 近場通信請求應答單元，用於在通過接收電極接收到第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息後予以應答，並通過發送電極返回應答信息至第一觸控螢幕終端； 通信連接建立單元，用於在所述近場通信請求應答單元向第一觸控螢幕終端返回應答信息後，與第一觸控螢幕終端建立通信連接； 第二通信單元，用於通過接收電極接收第一觸控螢幕終端的通信信息。
17.如權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述通信信息的數據幀包含有數據位和校驗位；所述系統還包括 一校驗單元，用於在第二觸控螢幕終端接收到通信信息後，對所述數據位進行校驗計算，並將校驗結果與所述校驗位相比對以判斷兩者是否一致，若不一致，則通過發送電極向第一觸控螢幕終端發送重新發送請求。
18.如權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括 第二同步單元，用於根據接收電極接收到的同步信號，控制所述第二通信單元與第一觸控螢幕終端同步。
19.如權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述發送電極和接收電極間隔排列，或發送電極和接收電極的功能可互換。
20.一種包括如權利要求16至19任一項所述的信息接收系統的第二觸控螢幕終端。
21.一種在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的方法，其特徵在於，所述第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端均包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的發送電極和接收電極，所述發送電極和接收電極分別用於發射和接收信號；所述包括下述步驟 第一觸控螢幕終端通過發送電極發送近場通信請求信息至第二觸控螢幕終端； 第二觸控螢幕終端通過接收電極接收第一觸控螢幕終端發送的近場通信請求信息，並予以應答； 第一觸控螢幕終端通過接收電極接收到第二觸控螢幕終端返回的應答信息後，與第二觸控螢幕終端建立通信連接； 第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端進行通信。
22.—種在第一觸控螢幕終端和第二觸控螢幕終端之間實現近場通信的系統，其特徵在於，包括如權利要求10所述的第一觸控螢幕終端和如權利要求20所述的第二觸控螢幕終端。
全文摘要
本發明適用於通信領域，提供了一種觸控螢幕終端的近場通信方法、系統及觸控螢幕終端。所述觸控螢幕終端包括一觸摸傳感器，所述觸摸傳感器包括布設在基板上的多個用於構成電容結構的驅動電極和感應電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為發送電極，所述驅動電極和感應電極中至少一個作為接收電極。本發明通過復用觸控螢幕終端的電極來進行信號的發送和接收，實現基於電場的近場通信，並且信號的處理系統可內置於晶片中，無需再另行設置感應式讀卡器或類似功能的部件，不改變觸控螢幕終端原有體積。
文檔編號G06F3/041GK102916729SQ20121033723
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者冉銳, 鄧耿淳 申請人:深圳市匯頂科技股份有限公司