本发明涉及光电及通讯技术领域，特别是涉及 一种多功能人机交互系统及 其通讯方法。 背景技术

2003年左右，当时的 philips半导体和 Sony公司计划基于非接触式卡技术 发展一种与之兼容的无线通讯技术， 可以快速的在设备间建立通讯的技术。

NFC是 Near Field Communication的缩写， 即近距离无线通讯技术。 由飞 利浦公司和索尼公司共同开发的 NFC是一种非接触式识别和互联技术， 可以 在移动设备、 消费类电子产品、 PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。 NFC提供了一种简单、 触控式的解决方案， 可以让消费者简单直观地交换信 息、 访问内容与服务， 如公交卡， 卡片式门禁系统， 手机支付等。

对于现有的通讯技术， 就 NFC来说， 其功能单一， 通讯速度并不是很快， 在没有加装 NFC芯片系统的智能手机上无法使用。

蓝牙通讯速度较快， 但建立通讯速度较慢， 需要 5秒以上时间建立连接， 由于其开放性， 容易被捕捉破译， 安全性较差。

另外，触控设备都不具备通讯功能， 主动电容笔和电容屏只是针对电容式 触摸屏单向传输的信号进行扫描， 来判断触控位置， 没有数据交换。

因此， 针对上述技术问题， 本发明揭示了一种不同于 NFC 的 KISS(Key code Interflow Sensor System)技术， 以及应用该技术的多功能人机交互系统及 其通讯方法。 发明内容

有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种能够进行人机交互 、感应传输及显 示的多功能人机交互系统及其通讯方法。 为了实现上述目的， 本发明实施例提 供的技术方案如下：

一种多功能人机交互系统， 所述系统包括应用软件模块、 驱动芯片、 及人 机交互面板， 所述应用软件模块包括基于 KISS系统进行信号感应传输的应用 软件， 所述人机交互面板包括若干导电材料走线， 导电材料走线用于感应信号 的发送和接收， 所述驱动芯片包括触控芯片和 /或显示驱动芯片。

作为本发明的进一步改进， 所述人机交互面板包括柔性或非柔性触摸屏、 触摸板、 显示屏。

作为本发明的进一步改进，所述人机交互面板 包括电容式触摸屏和电阻式 触摸屏， 触摸板包括电容式触摸板和电阻式触摸板， 显示屏包括 LCD液晶显 示屏。

作为本发明的进一步改进， 所述导电材料走线包括 ITO材料走线、 金属 走线、 碳纳米材料走线。

作为本发明的进一步改进， 所述人机交互面板为触摸屏、 触摸板时， 导电 材料走线还用于利用走线上信号变化侦测触控 位置； 人机交互面板为显示屏 时， 导电材料走线还用于显示驱动信号的激励使显 示屏图像发生改变。

相应地， 一种多功能人机交互系统的通讯方法， 所述方法包括以下步骤：

51、 打开两台需要通讯的人机交互系统， 并打开系统上的应用软件；

52、 将两台系统的人机交互面板靠近， 导电材料发射通信请求信号， 同时 也接收另一个系统的通信请求信号，通过感应 信号传输接收到另一个系统的信 号， 判断是否搜索到需要建立连接的系统的通信请 求信号， 若是， 执行步骤 S3 , 若否， 重新执行步骤 S2;

53、 同步时钟信号， 建立两台系统间的连接；

54、 在两台系统之间进行信号发射和信号接收；

S5、 通讯建立成功后， 通讯应用发出提示信号， 提示通讯建立成功， 完成 通讯， 分开两台通讯系统。

作为本发明的进一步改进， 所述步骤 S4中发送系统的 "信号发射"具体包 括：

获取应用软件需要传输的通讯信号， 并将通讯信号传输给驱动芯片； 驱动芯片将通讯信号传输至人机交互面板中的 导电材料走线，导电材料走 线进行信号发射。

作为本发明的进一步改进， 所述步骤 S4中接收系统的 "信号接收"具体包 括：

人机交互面板中的导电材料走线接收到另一台 系统上人机交互面板的通 讯信号；

将通讯信号发送至驱动芯片中， 并经由驱动芯片发送至应用软件。

作为本发明的进一步改进， 所述步骤 S2具体包括：

将两台需要通讯的系统靠近， 两台通讯系统分别发射通信请求信号， 同时 两台通讯系统分别接收对方的通信请求信号， 若两台通讯系统均接收到来自对 方的连接信号， 则判定已搜索到需要建立连接的系统。

作为本发明的进一步改进， 所述步骤 S5还包括：

分开两台通讯系统， 分离过程中， 判断两台通讯系统是否接收到来自对方 的连接信号， 当连接信号衰减到无法接收时，判定两台系统 已分离，通讯中断， 系统发出提示信号， 提示通讯中断。

本发明具有以下有益效果：

本发明的多功能人机交互系统及其通讯方法通 过使用具有导电材料走线 的人机交互面板作为发射 /接收端， 信号小， 安全性可以得到保障， 另外， 人 机交互面板在移动设备上已经得到广泛的应用 ， 不需要额外增加芯片， 即可实 现安全的数据传输通讯。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地， 下面描述 中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例， 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的附图。

图 1为本发明多功能人机交互系统的结构示意图� �

图 2为本发明多功能人机交互系统的通讯示意图� �

图 3为本发明多功能人机交互系统的通讯方法流� �示意图。 具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中 的技术方案，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 得的所有其他实施例， 都应当属于本发明保护的范围。

参见图 1所示， 本发明中的多功能人机交互系统包括应用软件 模块 11、 驱动芯片 12、 及人机交互面板 13。 其中：

应用软件模块 11 包括基于 KISS 系统进行信号感应传输的应用软件，

KISS (Key code Interflow Sensor System)为人机交互感应传输系统， 应用软件的 信号可以通过 KISS系统进行感应传输；

驱动芯片 12包括触控芯片和 /或显示驱动芯片，当驱动芯片为触控芯片时� � 驱动芯片上还集成有用于控制触控芯片的控制 器 (未图示)； 当驱动芯片为显示 驱动芯片时， 驱动芯片还集成有控制显示画面的控制功能；

人机交互面板 13包括若干导电材料走线， 导电材料走线用于传输信号， 优选地， 在本实施方式中导电材料走线选用 ITO走线， 其他实施方式中也可 以选用金属走线、 碳纳米材料走线等。

这里对导电材料进行驱动的芯片都是需要针对 发射，接收信号做出一些修 改的驱动芯片， 这些驱动芯片在完成原有的驱动能力时， 根据需要， 对导电材 料上发射信号， 并针对接收到的信号进行处理， 传给系统。

本发明中的多功能人机交互系统通讯时，包括 分别用于发送和接收信号的 发送系统和接收系统， 发射系统为一台或多台人机交互系统， 同样地， 接收系 统也是一台或多台人机交互系统。参图 2所示， 通讯时发送系统 100和接收系 统 200面对面的叠加， 使触摸屏重叠， 然后再进行通讯。

本发明中的多功能人机交互系统 (发送系统和 /或接收系统)可被实现为独 立式或分立式设备， 或者可结合在或耦接至另一个电气设备或应用 软件设备， 例如移动电话、 便携式计算设备、 其他计算设备（诸如个人、 膝上型或台式计 算机）、 计算机外围设备（诸如， 打印机）、 便携式音频和 /或视频播放器、 支 付系统、 票务写入系统（例如， 停车票务系统、 公共汽车票务系统、 火车票务 系统或门票系统）， 或者通讯设备可包含在票务读取系统、 玩具、 游戏机、 海 报、 包装、 广告材料、 产品库存核对系统和 /或在不偏离本发明的精神和范围 的情况下，对于相关领域的技术人员显然易见 的任何其他合适的电子设备。这 里指任何需要人类接触操作， 或者给人类以某种方式提示， 可以互动的界面， 复杂一点的是 ATM终端设备， 简单一点的是电灯的开关， 其特点都是在界面 之内有导电材料走线。在和另一个距离较近的 人机交互界面形成了一个等效电 容的电场，通过电容的两个电极之间可以发送 接收交流电频的信号。例如两台 手机表面都是液晶屏（触摸屏）， 在面对面的将两台手机贴近到一起时， 形成 了一个在两台手机液晶屏（触摸屏）之间形成 的等效电容， 从一台手机的液晶 屏（触摸屏）发射信号时， 被另一台的液晶屏（触摸屏）接收到信号， 就等于 从电容的一端电极发射信号到电容另一端电极 的等效电路。

本发明多功能人机交互系统中的人机交互面板 包括柔性或非柔性触摸屏、 包括电容式触摸屏和电阻式触摸屏， 触摸板包括电容式触摸板和电阻触摸板， 显示屏包括 LCD液晶显示屏。 现有的电阻屏的驱动芯片对电阻屏表面的导电 材料进行驱动，针对因导电材料收到外界接触 引起的电参数变化进行测量， 其 驱动芯片并不具备对外部的人机交互界面发射 信号和接收外部信号的处理能 力， 需要对芯片进行改动后才可以执行相应的发射 和接收动作。 当人机交互面 板为触摸屏、触摸板时， 导电材料走线还用于利用走线上信号变化侦测 触控位 置； 当人机交互面板为显示屏时， 导电材料走线还用于显示驱动信号的激励使 显示屏图像发生改变。

本实施方式中， 当两个通讯系统的人机交互面板重叠时， 两个人机交互面 板内的导电材料走线形成一个平行电场， 当有信号传输至人机交互面板上时， 导电材料走线相当于天线，根据导电材料走线 的电容感应可以将信号从一个人 机交互面板传输至另一个人机交互面板上。

现有技术中通讯设备通讯时是将其相应的信息 调制到载波， (称为调制信 息通信， modulated information communication ) ， 并且通过将调制信息通信应 用于天线而产生电磁场， 从而提供信息通信（information communication ) ， 其釆用的天线是线圈式的。 通讯系统在以有源通信模式将其相应的信息传 递 至另一通讯系统之后， 停止产生电磁场。 通信时电信号安全性差， 且在沿线路 的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的 各种噪声干扰，噪声和信号混合 后难以分开， 从而使得通信质量下降。 线路越长， 噪声的积累也就越多。

本发明使用导电材料走线作为天线，人机交互 面板作为发射接收端，信号 小， 安全性可以得到保障， 另外， 触摸屏在移动设备上已经得到广泛的应用， 不需要额外增加芯片， 即可实现安全的数据传输通讯。

驱动芯片中的控制器控制触控芯片的整体操作 和 /或配置。 控制器从一个 或多个应用软件模块中接收信号数据， 其中， 该一个或多个应用软件例如为一 个或多个非接触式转发器、一个或多个非接触 式标签、一个或多个非接触式智 能卡、在不背离本发明的精神和范围的情况下 对于相关领域的技术人员显而易 见的任何其他机器可读介质、或其任意组合。 其他机器可读介质可以包括但不 限于： 只读存储器（ROM ), 随机存取存储器（RAM ), 磁盘储存介质， 光学 储存介质， 闪速存储器装置， 电、 光、 声或其他形式的传播信号（例如， 载波、 红外信号、 数字信号）。 控制器也可从用户接口中接收数据， 其中， 用户接口 例如是触摸屏显示器、 字母数字键盘、 麦克风、 鼠标、 扬声器、 以及在不背离 本发明的精神和范围的情况下对于相关领域的 技术人员显而易见的任何其他 合适的用户接口。控制器可进一步从辆合到通 讯设备的应用软件装置或其他电 气装置中接收数据。

当驱动芯片为触控芯片时， 人机交互面板为触摸屏， 触摸屏上设有若干

ITO走线， 该系统的信号发射具体包括：

通过接口获取应用软件模块需要传输的信号， 并将信号传输给驱动芯片； 将信号通过触摸屏的 ITO走线进行发射。

相应地， 该系统信号接收具体包括：

触摸屏的 ITO走线接收信号；

将信号进行处理后经由控制器通过接口发送至 应用软件模块。

以上仅仅针对驱动芯片为触控芯片进行描述， 当芯片为触控芯片时人机交 互面板中的导电材料走线还用于利用走线上信 号变化侦测触控位置，而当芯片 为显示驱动芯片时，人机交互面板中的导电材 料走线用于显示驱动信号的激励 使显示屏图像发生改变。

参见图 3并结合图 2所示，本发明中的多功能人机交互系统的通� �方法包 括以下步骤：

Sl、 打开两台需要通讯的人机交互系统， 并打开系统上的应用软件； S2、 将两台系统的人机交互面板靠近， 导电材料发射通信请求信号， 同时 也接收另一个系统的通信请求信号，通过感应 信号传输接收到另一个系统的信 号， 判断是否搜索到需要建立连接的系统的通信请 求信号， 若是， 执行步骤 S3 , 若否， 重新执行步骤 S2;

S3、 同步时钟信号， 建立两台系统间的连接；

S4、 在两台系统之间进行信号发射和信号接收；

S5、 通讯建立成功后， 通讯应用发出提示信号， 提示通讯建立成功， 完成 通讯， 分开两台通讯系统。

本发明中步骤 S2为搜索连接的过程， 其也需要先将两通讯系统的人机交 互面板叠加在一起， 具体为：

将两台需要通讯的系统靠近， 两台通讯系统分别发射通信请求信号， 同时 两台通讯系统分别接收对方的通信请求信号， 若两台通讯系统均接收到来自对 方的连接信号， 则判定已搜索到需要建立连接的系统。 优选地， 本发明中的连 接信号为方波信号，在其他实施方式中也可以 使用其他信号作为连接信号进行 通讯设备的连接搜索。

本发明中步骤 S5为断开连接的过程， 具体为：

分开两台通讯系统， 分离过程中， 判断两台通讯系统是否接收到来自对方 的连接信号， 当连接信号衰减到无法接收时，判定两台系统 已分离，通讯中断， 系统发出提示信号，提示通讯中断。优选地， 本发明中的连接信号为方波信号， 在其他实施方式中也可以使用其他信号作为连 接信号进行通讯系统的分离检 测。

其中， 步骤 S4中发送系统的 "信号发射"具体包括：

获取应用软件需要传输的通讯信号， 并将通讯信号传输给驱动芯片； 驱动芯片将通讯信号传输至人机交互面板中的 导电材料走线，导电材料走 线进行信号发射。 对应地， 步骤 S4中接收系统的 "信号接收"具体包括：

人机交互面板中的导电材料走线接收到另一台 系统上人机交互面板的通 讯信号；

将通讯信号发送至驱动芯片中， 并经由驱动芯片发送至应用软件。

与现有技术相比， 本发明具有以下不同点：

现有驱动芯片接口电路也只是从电容屏上捕捉 的信号数据发回终端设备， 不能接收终端送来的通讯要求；

现有的触控设备都不具备通讯功能， 主动电容笔和电容屏只是单向传输， 没有数据交换， 本发明的触控设备都具备双向传输能力；

现有应用软件多数通过调用其他通讯设备进行 数据传输，无法调用触控设 备进行通讯， 只有单向的从触控设备读取坐标等触摸操作的 数据， 没有数据通 讯。

由以上技术方案可以看出，本发明的多功能人 机交互系统及其通讯方法可 以实现人机交互、感应传输和显示多种功能， 通过使用带有导电材料走线的人 机交互面板作为发射 /接收端， 信号小， 安全性可以得到保障， 另外， 人机交 互面板在移动设备上已经得到广泛的应用， 不需要额外增加芯片， 即可实现安 全的数据传输通讯。

为了描述的方便， 描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述 。 当然， 在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个 或多个软件和 /或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技 术人员可以清楚地了解到本 申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式 来实现。基于这样的理解， 本申 请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡 献的部分可以以软件产品的形 式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存 储介质中，如 ROM/RAM、磁碟、 光盘等， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算机，服务器， 或者网络设备等）执行本申请各个实施方式或 者实施方式的某些部分所述的方 法。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的， 其中所述作为分离部件说明 的单元可以是或者也可以不是物理上分开的， 作为单元显示的部件可以是或者 也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元 上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者 全部模块来实现本实施方式方案 的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性 劳动的情况下， 即可以理解并实 施。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境 或配置中。 例如： 个人计算 机、 服务器计算机、 手持设备或便携式设备、 平板型设备、 多处理器系统、 基 于微处理器的系统、 置顶盒、 可编程的消费电子设备、 网络 PC、 小型计算机、 大型计算机、 包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等 等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指 令的一般上下文中描述，例 如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定 任务或实现特定抽象数据类型的 例程、 程序、 对象、 组件、 数据结构等等。 也可以在分布式计算环境中实践本 申请，在这些分布式计算环境中， 由通过通信网络而被连接的远程处理设备来 执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可 以位于包括存储设备在内的本地 和远程计算机存储介质中。

对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况 下，能够以其他的具体形式实现 本发明。 因此， 无论从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非 限制性的， 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明 限定， 因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化嚢括在本发明内。不应将权 利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权 利要求。

此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施 方式仅包含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经 适当组合， 形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式 。