基于WindowsCE的车载电脑系统人机界面的实现

基于Windows CE的车载电脑系统人机界面的实现

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介绍了基于Windows CE的车载电脑系统人机界面的设计及其实现，着重论述了虚拟仪表界面和混合动力界面的设计过程与实现技术，并给出车载电脑系统人机界面的实现结果。

1引言

当前我国的汽车工业正处于一个突飞猛进的发展时期，汽车工业已成为我国国民经济发展的重要支柱产业之一。汽车电子在汽车产业中的地位也越来越重要，汽车电子的数字化、信息化、网络化是21世纪消费类汽车电子产品技术发展的必然趋势。但车载电脑系统在汽车中的应用目前还处于探索阶段，缺乏整合信息及网络技术的比较实用的应用模型。而Windows CE是一个抢先式多任务并具有强大通信能力的32位的嵌入式操作系统，良好的图形用户界面提供基本的绘图引擎、窗口管理、界面的事件机制等。将Window CE操作系统嵌入到车载电脑系统中，使得系统中人机界面实现简单，而且直观，方便驾驶员与汽车之间进行信息的交互。

2 Windows CE操作系统简介

Microsoft Windows CE是一个多平台、多任务、多线程、可裁减的32位嵌入式操作系统。它具有强大的通信能力，是微软专门为信息设备、移动应用、消费类电子产品、嵌入式应用等非PC领域设计的全新战略性操作系统产品。它只需500KB的RAM就可以把系统全部装下。最新版的Windows CE内核只需200KB的运行空间。Windows CE主要包括内核、持久存储、图形和多媒体、进程间通信、通信服务、安全服务、用户界面服务、Internet服务和本地化支持等模块。Windows CE在可裁减性、可移植性以及实时性等方面都有独特的优势。Windows CE的主要特征为：

⑴具有模块化的可裁减内核结构。

⑵适应小型系统，为低成本弱计算能力系统提供简介、高效、完善的控制手段。

⑶遵循Windows平台的应用开发规范，提供Win32 API等。

⑷灵活的内存访问机制，可以使系统中不同类型的应用程序充分地使用RAM、ROM和闪存，并有选择地有效利用处理器提供地虚存、保护等功能。

⑸高效地任务管理调度机制，具有256级优先级和动态优先级抢占式调度地功能。

⑹支持实时应用。

⑺提供高级电源管理功能。

3车载系统人机界面的设计

在车载系统人机界面的显示和控制中，我们采用液晶屏和触摸屏相结合的方式。这样就大大减小了系统在车中占有的空间。利用液晶屏实现车内各种信息的显示、菜单操作、图形显示及触摸屏控制，为车载系统提供良好的人机界面。

人机界面设计成四个主要的界面：虚拟仪表界面、故障诊断界面、混合动力界面和视频显示界面。

虚拟仪表界面主要显示车速、水温、油位、油压、轮速、电压等车内的各种信号。并且利用轮速信号计算出里程数进行显示。这样驾驶员能够准确了解到车运行过程中的各种基本信息，能够对各种即将出现的情况作出及时的判断。

故障诊断界面主要显示的是车内各种部件的工作状态，以使驾驶员及时发现车辆行驶中的异常现象，排除发生危险的各种故障，这样对驾驶员的行车安全有非常大的帮助。

混合动力界面主要是利用动画来显示每个时刻车内能量流动的各种状态，包括纯电池能量状态、纯燃油能量状态和混和能量状态。

视频显示界面只要是实时显示从摄像头传送过来的画面，主要应用在倒车的时候。

界面设计中有一个默认的启动界面及几个相关的显示界面用于动态显示采集的数据，界面是通过窗口上的控制按钮产生相应的消息进行切换；控制按钮可以是屏幕上虚拟按钮或实际外设的按键或其他能使系统产生相应消息切换的装置。启动LOGO界面在显示一段时间后自动进入到其中一个特定的显示界面。显示界面中要显示数据通过串口对车内信号进行接收，程序接收采用线程方式，接收程序作为线程独立工作，并在取得相应的数据后产生相应的消息，由不同的消息去触发人机界面的不同区域更新显示数据。图1为开机后的界面显示的切换。

图1 人机界面显示切换

在虚拟仪表界面中为了更加形象的模拟运行中车速和轮速指针的摆动情况，我们对指针的显示采用阻尼的方式进行动态的显示，对要显示的数据进行了适当的处理，达到加速或减速时指针开始快速摆动然后缓慢到达终点的效果。数据的显示大致分成两类，加速和减速，分别对应于图2中曲线的L1,L2。L1是加速曲线，其起点不一定是在零点，在加速过程中其函数可对采集来的数据进行处理，使其在开始阶段上升速度较快，在仪表上表现为指针摆动较快，当快要到达加速的终点时加入适当的阻尼及延时系数，使指针摆动的速度变缓并逐渐停留在终点位置。同样在减速时在靠近减速起点阶段下降速度稍微快些，快到终点时下降速度变缓，逐渐趋向与终点速度，虚拟表盘的指针表现为快速下降然后缓慢稳定在终点上。

图2仪表阻尼显示原理图

4车载系统人机界面的实现

车载电脑系统人机界面的开发环境采用微软提供的eVC4.0，开发系统处理器采用Intel的XScale PXA255，SDK我们采用Platform Builer4.2裁减定制而成。由于在eVC中，并没有多文档框架，而我们要显示多个不同的界面，所以我们采用单文档的形式显示多个不同的窗体来进行窗体的切换。我们创建一个基于CFormView的单文档应用程序，再添加几个窗体和与之对应的基于CFormView的新视类，然后通过在主框架类里添加控制代码和菜单控制实现这两个窗体的动态切换。这种方法避免了普通WINDOWS窗口界面上的多余的工具条、菜单、文本框等内容，完全符合人机操作界面的要求。

图3混合动力界面采用了动画的显示方法。其关键就是在内存中创建一个与显示动画的窗口区域一样大的位图，先用GDI函数绘制位图，然后在适当的时候从内存中显示出来。因为位图已经绘制好，不像平时编程一样边绘制边显示，所以，显示一帧图形时，减少了闪烁，从而实现平滑动画；并且，图形是从内存中直接显示到当前窗体，所以速度也很快，从而实现高速动画。我们首先建立一个新类CPowerBitmap，利用CreateCompatibleBitmap()函数在内存中建立一个与显示界面相同大小的区域，然后在内存的这个区域中画出要显示的图形，最后通过BitBlt()在屏幕上进行显示。利用OnTimer()函数定时一定的时间对不同位置的箭头进行显示，这样就实现了箭头的动态移动。而且利用OnTimer()函数在不同位置显示时，必须先将原来显示的图形去掉，然在新的位置上画出图形。

在图4虚拟仪表显示界面中轮速和车速的显示是用表盘＋指针的形式进行显示。油压、水温和里程用Edit box的形式显示。油位和电压用进度条显示。为了避免在显示时的轮速和车速表盘的闪烁问题，我们只实时的刷新车速和轮速的指针。采用的方法是如果要显示的数据与原来数据相同，指针不变。否则我们先用底色将原来的指针覆盖，然后在新的位置画出指针。

故障诊断界面的显示如图5所示，左侧显示出车内故障的大体位置，然后在右侧显示出出现故障的部件、位置及其故障名称。这样有利于故障的排除与维修。

图3混合动力界面

图4 虚拟仪表界面

图5 故障诊断界面

5结束语

人机界面作为人与汽车信息交互的枢纽的因素，必须将车内信息实时、准确而且容易识别的方式传递给驾驶员，才能达到人与汽车的最佳配合。而基于Windows CE操作系统制作的人机界面能够很好的满足车载系统的要求，它将在车载系统中应用越来越广泛。

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汽车人机交互系统

汽车人机交互系统

全文导航 1 词条简介 2 常见的人机交互系统 ·iDrive ·COMAND ·MMI ·Sensus ·iVoka ·SYNC ·IntelliLink 1 词条简介 人机交互系统是信息化技术发展的产物，该系统实现了人与车之间的对话功能，就比如我们常用电脑的windows一样。车主可通过该系统，轻松把握车辆状态信息(油耗、车速、里程、当前位置、车辆保养信息等)、路况信息、定速巡航设置、蓝牙免提设置、空调及音响的设置。

2 常见的人机交互系统 目前常见的人机交互系统有宝马的iDrive、奔驰的COMAND、奥迪的MMI、沃尔沃的Sensus、上汽荣威的iVoka、福特的SYNC、通用的Intel liLink以及丰田的Remote Touch。 ·iDrive 宝马的iDrive系统可以说是人机交互系统的先驱，其第一代产品在2001年就已经投入了实用。而目前国内宝马车型上装备的是第二代i Drive系统，相对老产品的改进主要体现在加入了7个快捷键并将操作界面进行了全面的升级 和改进。

和奥迪的MMI系统相比，宝马的iDrive在操作方式上略显复杂。不过其上手难度也不高，基本都符合习惯性操作。而旋钮旁的七个快捷键布局比较紧密，全部在一个手掌的五指范围内，可以说iDrive系统完全在驾驶者的掌控之中。

第二代iDrive系统在宝马3系上采用了8. 8英寸高分辨率显示屏，而在7系上显示屏的尺寸更大。而且屏幕的分辨率达到了1280*480，是三款车型中最高的。实际视觉效果也可看出，宝马的iDrive界面最为清晰美观。 而就在售价49.5万元的宝马325i运动型上，iDrive系统已经具备车载电视和蓝牙免提功能。打开手机的蓝牙功能搜索到自己的宝马，再输入相同的匹配密码就可以将手机与iDrive 相连。 另外宝马的iDrive系统也提供多项车辆参

iOS7 人机界面设计指南

iOS7 人机界面设计指南 苹果在WWDC 2013大会上发布了iOS 7，新系统一改5年来的拟物路线，在乔纳森?艾维的主导下，加入了更多的“扁平化”和“极简”现代设计元素。 iOS7系统界面和按钮平面化突显，内置应用图标、解锁画面、主屏幕、通知中心等界面更多地采用极简元素和新的调色方案，苹果核心复杂立体的真实“拟物”风格完全已被削弱，包括之前的皮革、阴影、木质等设计元素也进行了大大弱化，系统界面更简单、更干净了。 开发者该如何设计应用才能和iOS 7系统风格相匹配呢？为此，苹果推出了《iOS 人机界面指南》。由腾讯ISUX的“弟妇城”同学翻译如下。 iOS7 的革新关键词如下： ?遵从：新UI更好的帮助用户理解内容并与之互动，但却不会分散用户对内容本身的注意力 ?清晰：各种大小的文字易读，图标醒目，去除了多余的修饰，重点突出，很好地突显了设计理念 ?深度：视觉层次和生动的交互动作赋予UI新的活力，不但帮助用户更好的理解新UI 的操作并让用户在使用过程中感到惊喜

无论你是重新设计一个现有的app或是重新开发一个，尝试一下苹果重新设计系统内置app 的方式： ?首先，去除了UI元素让app的核心功能呈现的更加直接并强调其相关性。 ?其次，直接使用iOS7的系统主题让其成为app的UI，这样能给用户统一的视觉感受。?纵观全局，以内容和功能为核心来指导设计，从前的设计模式可以先放到一边。 以内容为核心 虽然明快美观的UI和流畅的动态效果是iOS7体验的亮点，但内容始终是iOS7的核心。 这里有一些方法，以确保您的设计能够提升您的app功能体验并关注内容本身。

充分利用整个屏幕。无需使用边框、底图等等多余的UI元素，让内容扩展到屏幕边缘。 天气app是最好的例子：漂亮的天气图片充满全屏，告知用户天气情况，同时也很好的呈现了如每个时段气温等等的其他重要信息。

人机界面设计(含案例分析)

人机界面设计（含案例分析） 家电（冰箱）Haier/海尔 BCD-231WDBB 场所：冰箱是家用厨房内最为常见的家电产品之一。在公共空间比 如餐厅，酒店也都有配备。 作用：冰箱使食物或其他物品保持冷态，具有储藏，冷冻的功能。 人机界面分析： 把手： ①位置：把手设计符合大众身高结构，一般根据实际冰箱高度设 计，比如此冰箱总高1722mm，三门设计，把手分别在550mm左 右、950mm左右、1300mm左右。 ②形状：此冰箱把手属于隐藏式把手设计，使机器整体统一美观。 把手形状呈长方形凹槽，适用于大多数家庭成员的高度差异。 ③功能：此把手设计即运用手部动作，通过抓、拉来实施对冰 箱门的控制。外观大方，开门方便，不积灰尘，容易清理。 存储空间： ①位置：此冰箱为三门设计，区分两个不同的存储空间，分别 是冷藏室和冷冻室。上门与下门等比例分布，中门5°C--- 18°C全温区变温。 ②形状：三个存储空间均为长方形，中间有长方形隔板分割， 阶梯式分割方式，适用于不同食材的存放。冷冻室采用抽屉设 计，极大拓展了冷冻空间，抽屉装饰有仿金属材质亮银色饰 条，质感强，坚固耐用。 ③功能：冷藏室主要储存新鲜的食物或是烹饪过的食物，海鲜肉类在放入 冷藏室24小时低温排毒后放入冷冻室保存。冷冻室一般保存海鲜肉类等需 要保存较长时间不使用的食物。 显示部分、按钮： ①位置：显示部分、按钮一般在人眼可以看见，手可以触及的范围内。此 冰箱在面板中间高约1650mm的位置。 ②形状：此冰箱显示按钮部分为竖立的长方形，与整体机器相统一，整体 感强。从上到下分为四个区域，用黑色实线区分，分别是温区选择、温度 调节、功能选择和设定。上面三个区域为LED灯的液晶显示，设定按钮呈圆形，触摸式按钮，反应灵敏好操作。

译文 | iOS 10 人机界面设计指南 （一）

量化，从而突出内容。 深度（Depth） 清楚的视觉层和生动的动效表达了层次结构，赋予了活力，并有助于理解。 易于发现的且可触发的界面元素能提升体验愉悦感，让用户在成功触发相应功能或者获得更多内容的同时还能掌控当前位置的来龙去脉。当用户浏览内容上时，流畅的过渡提供一种纵深感。 要想扩大影响力和涉及范围，在设计你的独特应用时，请熟记以下几点原则： 美学完整性（Aesthetic Integrity） 美学完整性代表了一款应用的视觉表象和交互行为与其功能整合的优良程度。例如，一款协助用户完成重要任务的应用应该使用不易察觉且不引人注目的图形、标准化控件和可预知的交互行为从而让用户保持专注。反之而言，一款沉浸式体验的应用（比如游戏），就需要吸引人的视觉表象，在鼓励用户探索的同时带来无穷的乐趣和刺激。 一致性(Consistency) 一款内部一致的应用能够贯彻相同的标准和规范：使用系统提供的界面元素、风格统一（众所周知）的图标、标准的字体样式和一致的措辞。应用所包含的特征和交互行为是符合用户心理预期的。 直接操作(Direct Manipulation) 对屏幕上的对象直接操作（而不是通过一堆控件）能够提升用户的参与度并有助于理解。直接操作指包括用户旋转设备或者使用手势控制屏幕上的对象。通过直接操作，他们的交互行为能够得到即时可视的反馈。 反馈(Feedback) 反馈认证交互行为，呈现结果，并通知用户。系统自带的iOS应用对每一个用户行为都提供了明确的反馈。可交互的元素被点击时会被临时高亮，进度指示器（progress indicator）显示了需要长时间运转的操作的进度，动效和声音加强了对行为结果的提示。 隐喻(Metaphors) 当一个应用的虚拟对象和行为与用户熟悉的体验相似时——无论这种体验是来源于现实生活或是数字世界，用户就能更快速地学会使这款应用。隐喻在iOS中能够起作用是因为用户与屏幕进行物理上的交互。他们通过将视图移出屏幕来显示下方的内容，他们拖曳（drag）和滑动(swipe)对象，他们拨动(toggle)开关，移动(move)滑块，滚动(scroll)数值选择器，他们甚至通过轻扫(flick)来翻阅书籍和杂志。

WebOP Designer人机界面编程软件

Industrial Operator Panels Software Features WebOP Designer HMI Runtime Development Software Allows users to manage multiple HMI applications in one project Allows users to switch multi-language UI dynamically, with Unicode and multilingual screen text supported Provides password protection of designs, macros and upload/download operations Supports vertical, horizontal screen displays Enables one design to fit all HMI models Provides index registers for modifying device addresses at runtime Collects data from many devices with various methods Supports various data acquisition and trend presentation Operation log helps the review and investigation of important events Allows to download the runtime data using serial port, Ethernet port, USB client port at HMI and Micro-SD. Allows to use the USB Memory Sticker for the trouble-free update of the application Supports over 250 industrial communication protocols such as SIMATIC S7-1200, BACNet MSTP/BACNet IP etc. and the driver list is growing Introduction WebOP Designer is powerful yet intuitive software to create total solutions for WebOP series Human Machine Interface products. WebOP Designer is proven in many application fields and is an easy to use integrated development tool. The features include solution-oriented screen objects, high-end vector graphics, Windows fonts for multi-language applications, recipes, alarms, data loggers and operation logging. WebOP Designer also includes online/offline simulation and other utility programs such as Data Transfer Helper (DTH); recipes editors and text editors. WebOP runtime, a part of WebOP Designer, guarantees reliability and performance of WebOP Series HMI because of the minimum system overhead, high communication data rates, sub-second screen switching, and 24/7 operation. Our fast response software team adds new functions, communication drivers and solutions to the software all the time to meet dynamic needs. System Requirements Minimum OS Requirements: Windows 2000 SP4 Windows XP SP2 (for all flavors of XP such as Home, Media Center, Tablet PC) Windows Server 2003 Windows Vista Windows 7 Project Development Steps Features Global Settings and Resources Sharable to all Applications of the Same Project Multi-languages (up to 10 languages) Font templates (up to 20 fonts for each language, TrueType fonts supported) Picture database (BMP , JPG, GIF, WMF), Sound database (WAV),Text Database Global Tags Global Macros Plenty of Solution-oriented Screen Objects For common HMI needs: Buttons, Lamps, Message displays, Numeric displays, Numeric entries, Character displays, Character entries, Time displays, Date displays, Bar Graphs, Meters, etc. For animation: Pictures displays, GIF displays, Animated graphics, Dynamic rectangles, Dynamic circles, Pipelines, Circular bar graph, etc. Color of basic graphic objects (text, lines, rectangles, circles, etc.) changeable Shape and color of buttons and lamps changeable For advanced functions: Line chart, Scatter chart, Recipe selector, Recipe table, Alarm history display, Active alarm display, Alarm count display, Historic trend graph, Historic data table, Historic event table, Historic line chart, Operation log display, Sub-link table, etc. Communication Links The WebOP series HMI products can have at most 4 built-in communication ports. The WebOP Designer software allows you to create up to 4-links and 255 sub-links for one application. More than 250 communication drivers allow 1-to-N (one panel to a wide variety of industrial devices) or N -to-1(multiple panels to one device) connections.

WinCE操作系统

WinCE操作系统 WinCE操作系统是通用型的嵌入式操作系统，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。它1996年开始发布Windows CE 1.0版本，2004年7月发布了Windows CE .NET 5.0版本，目前用得最多的是Windows CE .NET 4.2版本，其发展速度也是很快的，功能上自不必描述，它的主要应用领域有PDA市场、Pcket PC、Smartphone、工业控制、医疗等。 就WinCE来讲，你无法买到WinCE这个操作系统，你买到的是Platform Builder for https://www.docsj.com/doc/da15800323.html, 4.2的集成开发环境，我们也简称为PB，利用它你可以剪裁和定制出一个符合你自己需要的https://www.docsj.com/doc/da15800323.html, 4.2的操作系统，因此，我们说的操作系统实际上完全是由自己定制出来的，这就是嵌入式操作系统最大的特点。 Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使用同样的函数、使用同样的界面风格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。Windows CE并非是专为单一装置设计的，所以微软为旗下采用Windows CE作业系统的产品大致分为三条产品线，Pocket PC（掌上电脑）、Handheld PC（手持设备）及Auto PC。 WindowsCE版本主要有1.0、2.0、3.0、4.0、4.2、5.0 和6.0 WINCE1.0是一种基于Windows95的操作系统，其实就是单色的Windows95简化版本。技术支持、直接资助等手段聚集了大量合作厂商，使WinCE类的PDA 阵容越来越强大。 WinCE2.0不仅比CE1.0快的多，而且的彩色显示，又众多新型PDA采用新的WinCE2.0系统，大有取代Pilot的趋势，成为PDA操作系统新的标准。尽管CE2.0仍然要比Pilot的操作系统需要的空间要大的多，但它具有Windows的界面，会用PC的人小编估计没有多少人不会使用微软的操作系统。 WinCE3.0是微软的Windows Compact Edition，是一个通用版本，并不针对掌上产品，标准PC、家电和工控设备上也可以安装运行，但要做许多客户化工作，当然也可以做掌上电脑。WinCE3.0把Pocket Word和Pocket Excel等一些日常所需的办公软件的袖珍版装了进去Pocket PC，同时在娱乐方面的性能做很大的加强。 https://www.docsj.com/doc/da15800323.html,（即WinCE 4.0）是微软于2002年1月份推出的首个以.Net为名的操作系统，从名字上我们就可以知道它是微软的.net的一部分。https://www.docsj.com/doc/da15800323.html,是WinCE3.0的升级，同时还加入.Net Framework精简版，支持蓝牙和.Net应用程序开发。 https://www.docsj.com/doc/da15800323.html, 4.2是https://www.docsj.com/doc/da15800323.html, 4.0/4.1的升级版，对Windows CE先前版本的强大功能进行了进一步的扩充和丰富，基于其开发的设备将从这些微小但重要的变化中获得更好的性能和更强的Windows集成功能。微软在WinCE4.2版时曾提供开放源代码，不过只针对研究单位，而程序代码较少，为200万行。WinCE5.0在2004年5月份推出，微软宣布WinCE5.0扩大开放程序源代码。在这个开放源代码计划授权下，微软开放250万行源代码程序作为评估套件（evaluationkit）。凡是个人、厂商都可以下载这些源代码加以修改使用，未来厂商OEM时，则再依执行时期(Run-time)授权，支付Win CE5.0核心每台机器3美元的授权费用，这也是微软第一个提供商业用途衍生授权的操作系统。

人机界面的十大发明

人机界面的十大发明 今天人类的生活片刻也离不开机器。人与机器的和平共处比任何时候都更显重要。而要做到这一点，人与机器的交流必须通畅无阻。设计最精巧的人机界面装置能够让人根本感觉不到是它赋予了人巨大的力量。此时人与机器的界线彻底消融，人与技术合为一体。以下是十种产品被专家们认为是本世纪最伟大的人机界面装置。字串6 一、扩音器字串6 扩音器的问世使得人们不仅在乘坐地铁或去郊外远足时能够欣赏自己喜爱的音乐和广播节目，而且还能聆听以电子手段保存下来的早已与世长辞的人的声音以及大自然中根本不存在的种种奇妙声音。在电影院里，扩音器所营造的声的世界将观众们带入一个想象的世界。扩音器也是21世纪所有具有个性魅力的公众人物与大众沟通的重要工具。 字串5 扩音器是1915年发明的，从那以后一代又一代的技术人员为它的完善做出了不懈的努力。今天，随着录音设备和存储技术的飞速发展，用美国著名扩音设备生产企业Bose公司研究员威廉·舒特的话：扩音器“反而成为家庭音响系统中最薄弱的一环”。他指出，每当我在家中欣赏音乐的时候，根本没有办法做到想象自己是坐在音乐厅里。扩音技术还做不到这一点，原因何在，尚不得而知。字串3 二、按键式电话字串3 按键式电话业务是美国电话电报公司在1963年11月正式开通的。几乎所有初次接触按键式电话的人都认为它远胜于转盘式电话。贝尔实验室的研究人员为使这种新产品为人们所接纳，真可谓绞尽脑汁。他们实验了16种按键排列方式，交叉式的，圆盘式的，不一而足。他们还在电话机的大小、形状、按键的间距、弹性甚至与手指尖接触的部位的外形上作了大量的文章。 字串1 节省拨号时间只是按键式电话的设计初衷之一，实际上从一开始技术专家就抱着一个把新式电话机设计成一种遥控数据输入设备的目的。正是从这一设计思想出发，研究人员在1968年又在键盘上增加了“＊”键和“＃”键。虽然研究人员的部分设计思想，例如通过电话机来控制家用电器的开关，迄今尚未实现，但是按键式电话毕竟开创了语音数据通信的新时代。 字串8 三、方向盘字串8 最初的汽车是用舵来控制驾驶的。不能说舵不好，但是它会把汽车行驶中产生的剧烈振动传导给驾驶者，增加其控制方向的难度。当发动机被改为安装在车头部位之后，由于重量的增加，驾驶员根本没有办法再用车舵来驾驶汽车了。方向盘这种新设计便应运而生，它在驾驶员与车轮之间

人机界面设计

人机界面设计 1.人机界面是什么？（P5） 人机界面是一类特殊的软件，它帮助实现计算机硬件、软件和人三者之间进行恰当联系和协调一致的工作。简单地说，人机界面是专门处理人机交互活动的软件，它是人与硬件、软件的交叉部分。 2.广义的人机界面：（P5） 在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用“面”，称为人机界面，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。 人机界面的设计直接关系到人际关系的合理性，研究人机界面主要是针对显示和控制两个问题。 3.狭义的人机界面：（P5） 狭义的人机界面是指计算机中的人机界面。人机界面又称人机接口、用户界面、人机交互，是计算机中最年轻的分支科学之一。 4.人与计算机的交互式通过用户界面来实现的。（P5） 5.人机界面学是计算机科学、人类工程学和认知心理学等学科相结合的产物。它还涉及哲学、医学、语言学、社会学等，是名副其实的跨科学、综合性的科学。（P5） 6.人机系统的组合（P16） 完整的人机系统包括人、机、人机之间的界面和人机系统所处的环境。 7.随着计算机技术、网络技术的发展，人机界面将朝那几个方向发展？/试描述人机界面的发展趋势。（P24） ①高科技化——信息技术的革命，带来了计算机业的巨大变革。各类在计算系统中各显其能，使产品的造型设计更加丰富多彩，给设计师提供了更为广阔的造型空间，使其能充分利用先进的计算机技术，设计出优美的造型，大幅度的缩短了产品开发周期和上市时间， 机具 本体 人机界面 感觉 运动器官 显示器 操作器 中枢神 经系统 人子系统 机子系统 环境

为企业赢得市场，也为用户建立起一种良好的实现功能的桥梁。 ②自然化——尽可能使用自然语言，发展图、文、声、光等多种形式，是画面更加生动、逼真甚至超过人的现实生活，这正是虚拟现实所追求的目标。 ③人性化——现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。一方面要求产品功能齐全、高效，适合人的操作使用，另一发面又要满足人们的审美和认知需要。 8. 描述人机界面和软件界面的概念。 1.狭义上说，软件界面就是指软件中面向操作者而专门设计的用于操作使用及反馈信息的指令部分。优秀的软件界面有简便易用，突出重点，容错高等特点。而广义上讲，软件界面就是某样事物面向外界而展示其特点及功用的组成部分的界面。 2.人机界面：以上2，3小点。 9.人机界面的基本概念(P30) ①交互(会话)是两个或多个相关的，但有时自主的实体间进行一系列信息交换的交互作用过程。强调实体的自主性是为了在行为上保证会话是独立的。 ②人机交互（人机会话）是指人与计算机之间使用某种会话语言，以一定的方式，为完成确定任务而进行的人际之间的信息交换过程。 ③人机交互系统是指实际完成人机交互的系统，可以认为它是由参与交互的各方面组成，如包括任何计算机双方的人机交互系统。广义地讲，交互系统的组成包括参与交互的实体和实体间的交互作用及其环境。 ④人机交互方式是指人机之间交换信息的组织形式或语言方式，又称会话方式、交互技术等。人们通过不同的人机交互方式实际完成人向计算机输入信息及计算机向人输出信息。（问答式会话，菜单技术，命令语言，表单技术，查询语言，自然语言，图形方式及直接操纵等—常用的方式） ⑤交互媒体是指用户和计算机进行人机交互的工具。一般可以分为输入媒体（人向计算机）和输出媒体（计算机向人） ⑥用户友好性是指用户操作系统使用系统时的主观操作的复杂性，如果主观操作复杂性越低，及系统容易被使用，则说明用户友好性越好 ⑦可用性是保证软件产品易学，工作效率高，能给用户带来愉快的体验。 ⑧事件是人机交互活动的时序组织者。 ⑨屏幕是人机交互活动的空间组织者。 ⑩资源是人机交互活动中一种对终端用户透明的、不可见的数据流。 11对象由事件，屏幕，资源所构成。, 10.人机界面的基本特征(P32) ①交互的启动者（计算机启动的交互，用户启动的交互，混合启动的交互） ②交互系统的复杂性是指系统的规模和组织的复杂程度。 ③交互系统的能力是指交互形同对每一用户命令所能完成的工作量。 ④交互系统的信息提交量（反馈：提示信息，帮助信息，出错信息，运行结果信息等） ⑤交互系统的透明性（支持用户开发已执行的系统模型，可以预测系统的行为，可以由用户选择修改交互结构和交互方式）

《工业设计专业基础》考试大纲

中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《工业设计专业基础》考试大纲一、试卷结构 （一）内容比例 产品开发综合表达约50分 工业设计相关主干课约65分 人机工程学约35分 全卷 150分 （二）题型比例 简答题和论述题约66% 设计综合表达约33% 二、考试内容及要求 产品设计 考试内容 1. 企业的产品设计战略； 2. 产品设计的要素； 3. 产品设计的流程与方法； 4. 产品功能定位与实现； 5. 产品设计中的语意传达； 考试要求 1. 能够通过自己的理解，掌握产品设计发展的脉络。 2. 熟悉产品开发的定位与产品设计的类型 3. 能够清晰地理解产品设计与企业、科技、文化之间的关系； 4. 熟悉产品设计的一般流程与方法，了解产品设计创新和产品开发中的管理； 参考书目 1.杨裕富著，《创意活力：产品设计方法论》，吉林科学技术出版社 2.《工业产品设计方法》，李煜陈洪，清华大学出版社 3.《产品设计》，刘永翔，机械工业出版社 4.《设计中的设计》，[日] 原研哉著；朱锷译，山东人民出版社 5.《创造突破性产品－从产品策略到项目定案的创新》 Jonathan Vagan 辛向阳 译机械工业出版社 6.《设计方法与策略－代尔夫特设计指南》代尔夫特理工大学工业设计工程学院 华中科技大学出版社 7.，《设计心理学1-4》唐纳德?A?诺曼中信出版社; 第2版 8.《通用设计法则》威廉.立德威尔朱占星译中央编译出版社

人机工程学 考试内容 1、人机工程学概论（概念、由来、发展及其应用） 2、人体测量与数据应用；基本定义，测量方法，产品设计中人体数据应用； 3、人体感知与运动输出：感觉和知觉的特征；觉机能及其特征，视觉机能在产品设计中的应用原则；听觉机能及其特征，听觉机能在产品设计中的应用；动特征及其在空间作业中的应用； 4、控制装置设计；手动和脚动控制器的特点及设计原则； 5、显示装置设计； 6、作业空间设计； 7人机界面设计，人机系统设计。 考试要求 1. 能够掌握人机工程学的基本思想和基本概念 2. 能够分析和设计具体的设计项目 3. 能够对优秀的设计作品，作出人机工程学方面的评价并对其进行清晰有条理的表述。 参考书目 1. 《人机工程学》，丁玉兰等编北京理工大学出版社 2. 《人机工程学（第二版）》，赖维铁编著，华中科技大学出版社

人机界面设计案例分析

人机界面设计案例分析 什么是人机界面人机界面是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。大量运用在工业与商业上，简单的区分为输入（Input）与输出（Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。 人机界面的设计原则1、以用户为中心的基本设计原则 在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。系统的设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。最好的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解用户的需求和目标，系统就会更加成功。 2、顺序原则 即按照处理事件顺序、访问查看顺序（如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等）与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及其二级界面。 3、功能原则 即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求等，设计分功能区分多级菜单、分层提

基于图形化编程语言的列车人机界面设计

do:i 10.3969/.j issn .1672 6073.2011.01.016 都市快轨交通 第24卷第1期2011年2 月 学术探讨 基于图形化编程语言的列车人机界面设计 客金坤 梅 樱 郭红卫 刘志刚 (北京交通大学电气工程学院 北京 100044) 摘 要 详细介绍一种适用于城市地铁车辆人机界面的设计方案。通过对比分析,选择功能强大的x86架构硬件平台、开源但稳定性好的L i nux 系统及图形化编程语言Lab V I E W 。组建并论述人机界面的整体架构和各个界面的对应功能,实验结果验证了系统设计方案的正确性和优越性。 关键词 城市轨道交通 地铁车辆 人机界面 图形化编程 L inux 可靠性 中图分类号 U 239.5;U 231.6 文章标志码 A 文章编号 1672 6073(2011)01 0065 04 1 地铁车辆人机界面 在列车运行控制系统中,车载人机界面是车载设备与驾驶员进行信息交互的平台,是列车运行控制系统的一个重要组成部分。随着现代微机控制的地铁车辆中司机需要的信息日益增加,传统司机室以模拟仪表和指示灯为主的显示方式已经不能适应现代地铁车辆的需要,由此应运而生了基于平板显示器和微机结合构成的智能终端。这种终端具有显示容量大、信息集成显示、信息可存储等特点,使机车司机室的显示装置简洁化和标准化。通过智能终端提供友好的车载人机界面,司机可以对列车的相关参数进行设置,实时地得到有关列车和线路的相关状态和数据,对车载设备发出的命令和警告及时进行响应。 基于此,笔者在平板电脑功能强大的硬件平台上,在L i nux 操作系统下,用L ab V I EW 开发了一个适用于城市地铁车辆的人机界面。 2 系统整体方案设计 目前,人机界面的开发硬件平台主要是基于ARM 收稿日期:2010 04 23 修回日期:2010 05 14 作者简介:客金坤,男,硕士研究生,从事电力电子与电力传动的研 究,k e j i nku n @gm a i .l com 基金项目: 十一五 国家科技支撑计划重点项目(2007BAA12B07) 和x86两种架构,操作系统主要是W inCE 、L i nux 、 Vx W or ks ,编程语言多采用文本编程语言或组态软件等。其中,人机界面的开发方案主要为以上不同硬件平台、操作系统及编程语言的组合。 2.1 硬件平台的选择 相比x86架构的处理器硬件平台,低功耗是AR M 架构的优势,但硬件资源(如处理器性能、存储容量等)明显不如x86架构的硬件平台。列车对功耗的要求并不像手机等移动设备那么苛刻,而对人机界面的性能要求比较高,因此x86架构的硬件平台更适合做车载人机界面的开发。另外,车上电磁环境恶劣且机械振动强烈,要求人机界面的硬件有很好的抗电磁和抗振能力,有比较大的存储能力。 基于以上原因,选择了一款平板电脑PPC104。它采用的是威盛的工业主板VB7007,其中央处理器采用业界领先的低功耗、高性能V I A C7 D 1.5处理器,提供了极其出色的低功耗、无噪声的理想应用系统,带有1GB 的内存;出于列车机械振动的考虑,硬盘选择了8GB 的固态硬盘,增强了整个系统的可靠性;主板的接口丰富,有双网卡、4个CO M 端口和4个USB 2.0接口;显示屏采用10.4英寸高亮度TFT 显示器及高端5线电阻触摸屏,能提供清晰优异的显示效果和简单准确的触摸操作。 2.2 操作系统的选择 由于列车的人机界面对操作系统的安全性、可靠性、可用性要求非常高,因此操作系统系统必须能保证安全、可靠、不间断地工作。 W i nCE 、L i nux 、V x wor ks 是做人机界面3种常用的操作系统。W inCE 开发周期短,但稳定性不如其他两种操作系统;且W inCE 是收费的,每个产品都要向微软买一个许可证,大大增加了产品的成本。Vx W orks 以其良好的可靠性和卓越的实时性,被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及对实时性要求极高的领域中,如卫星通信、军事演习、弹道制导、飞 65

人机交互系统概述

人机交互系统概述

随着国家信息化步伐的加快和高等教育的规模的扩大，社会对计算机专业的人才的需求不仅体现在数量的增加上，而且体现在质量要求的提高上，培养具有研究和实践能力的高层次的计算机专业人才已成为许多大学计算机专业教育的主要目标。这些，足以说明人机交互在我们的发展中开始占据一定的地位了，我们应该开始逐渐重视人机交互带给我们的影响。 以往对计算机软件的研究，较少关心人的因索问题。重点就在如何最有效地使用两种宝贵的资源——计算速度和存储空间。程序的效率是最高目标。现在，由于硬件价格急剧下降，越来越强的适用于图形的个人计算环境的出现，我们可以首要考虑如何使用户的使用效率最高，而不是着重于计算机的效率。许多功能相似的图形交互式系统已经走入市场。能否取得成功，取决于该系统使用起来是否方便。如何使系统在使用时变得方便已经成为设计中越来越要考虑的关键问题。用户与计算机接口的实际计算机科学。感性心理学认知心理学，且人的因素对一个成功的设计者来说，也是非常关键的。建立友好的人机交互界面的目的就是使系统对它的用户来说既易于理解又易于使用。 但是，什么是人机交互呢？ 所谓人机交互就是指关于设计、评价和实现供人们使用交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。狭义的讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机刀刃的信息交换两部分。对于前者，人们可以借助键盘、

鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、声音、姿势、或身体的动作、视线甚至脑电波等向计算机传递信息；对于后者，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器、音箱等输出或显示设备向人们提供可理解的信息。人机交互是一门综合学科，它与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关。其中，认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，而多媒体技术、虚拟现实技术与人机交互是相互交叉渗透的。 人机交互的研究内容很广泛。涵盖了很多方面，如建模、设计、评估等理论和方法，以及在Web、移动计算、虚拟现实等方面的应用研究，主要包括了以下内容。 1.人机交互的界面表示模型与设计方法 友好的交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法是人机交互的重要研究内容之一。 2.可用性分析与评估 可用性人机交互关系到人机交互能否达到用户期待的目标，以及实现这一目标的效率和便捷性。对人机交互系统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和可用性的评估方法等。 3.多通道交互技术 多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界

《人机交互技术》实验五 熟悉设计管理和游戏界面设计

重庆邮电大学移通学院学生实验报告 实验名称:熟悉设计管理和游戏界面设计专业班级:数字媒体技术02141401 姓名:罗钧 学号:2014210xxx 实验日期:2017.5.9 实验五:熟悉设计管理和游戏界面设计 一、实验目的 (1)了解和熟悉人机界面设计过程管理的相关知识; (2)了解和评价游戏软件的人机交互设计,提高自己的评价能力,提高自己对设计水平的。 二、工具/准备工作 需要准备一台带有浏览器,能够访问因特网的计算机。 三、实验内容与步骤 1.概念理解 (1)成功的用户界面开发有4个支柱,它们能够帮助用户界面架构师将好的思想转化为成功的系统。经验表明,每个支柱都能在此过程中产生数量级的加速作用,并能促进建立优秀的系统。 请简单描述这4个支柱。

用户界面需求:软件项目的成败经常取决于所有用户和实现者之间理解的精确性和完整性。如果没有适当的需求定义,那就既不能确定正在解决什么问题,也不会知道何时能够完成。拟定用户界面需求是整个需求开发和管理过程的一部分,系统需求(硬件、软件、系统性能及可靠性等)必须清楚的加以陈述,任何处理用户界面的需求(输入/输出设备、功能、界面及用户范围等)都必须指明并达成共识。一个确定用户需求的成功方法是通过用户观察,监视正在行动的真实用户的背景和环境。 指南文档和过程:指南文档应考虑以下几方面。 1.词、图标和图形 2.屏幕布局问题 3.输入与输出设备 4.动作序列 5.培训 用户界面软件工具:设计交互系统的困难之一,是客户和用户可能对新系统并没有一个清晰的想法。由于在很多情况下交互系统都是新奇的,用户可能认识不到设计决策的用意。虽然打印出来的文稿对初步体验是有帮助的,但具有活动键盘和鼠标的屏幕展示却更为真实。菜单系统的原型可能用一两条活动路径来代替为最终系统预想的数千条路径。 专家评审和可用性测试:现在,网站的设计人员认识到,在将系统交付给客户使用之前,必须对组件进行很多小的和一些大的初步试验。除了各种专家评审方法外,与目标用户一起进行的测试、调查和自动化分析工具被证明是有价值的。其过程依可用性研究的目标、预期用户数量、错误和危害程度和投资规模而变化很大。

上位机人机界面组态软件HMIMaker

上位机人机界面组态软件HMIMaker HMIMaker专为易显工控机（工控电脑），VGA工控机开发的的界面编辑设计软件！ 具有绘图、按钮、位开关、字符控件、数据监控、实时曲线、动态图片、用户与密码设置等功能，完善的界面设计控件和通讯协议，使用简单，灵活，方便。只需用单机机或PLC通过串口简单发送指令，您的显示部分就一切轻松搞定！"所见即所得"、"0"代码！快速生成超炫图形界面设计，如"制作PPT"一样容易、快速！支持离线和在线模拟，快速验证您的设计效果，方便设计和调试，大大减轻软件开发人员在人机界面开发的负担和提高开发效率，专心于专业产品的开发，避免重复性劳动。为您大大地短了产品的开发周期。 HMIMaker组态软件有以下几方面的功能： （1）强大的界面显示组态功能。可视化的风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控仵和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来。 （2）良好的开放性。指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。组态软件向下应能与低层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。 (3) 丰富的功能模块。提供丰富的控件功能库，满足用户的测控要求和现场需求。利用各种功能模块，完成实时监控产生功能报表显示历史曲线、实时曲线、提示报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统既叫适用于单机集中式控制、DCS分布式控制，也可以是带远程遇信能力的远程测控系统． （4）强大的数据库。配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等，实现与外部设备的数据交换。

windowsce操作系统简述

Windows CE 百科名片 WindowsCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。 简介 Windows CE操作系统是Windows家族中的成员，为专门设计给掌上电脑（HPCs）以及嵌入式设备所使用的系统环境。这样的操作系统可使完整的可移动技术与现有的Windows桌面技术整合工作。Windows CE被设计成针对小型设备（它是典型的拥有有限内存的无磁盘系统）的通用操作系统， Windows CE可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来用设定硬件平台，这即是众所周知的硬件抽象层（HAL）（在以前解释时，这被称为OEMC（原始设备制造）适应层，即OAL；内核压缩层，即KAL。以免与微软的Windows NT操作系统的HAL混淆）。 与其它的微软Windows操作系统不同，Windows CE并不是代表一个采用相同标准的对所有平台都适用的软件。为了足够灵活以达到适应广泛产品需求，Windows CE可采用不同的标准模式，这就意味着，它能够从一系列软件模式中做出选择，从而使产品得到定制。另外，一些可利用模式也可作为其组成部分，这意味着这些模式能够通过从一套可利用的组份做出选择，从而成为标准模式。通过选择，Windows CE能够达到系统要求的最小模式，从而减少存储脚本和操作系统的运行，也为企业创造更大效益[1]。 Windows CE中的C代表袖珍（Compact）、消费（Consumer）、通信能力（Connectivity）和伴侣（Companion）；E代表电子产品（Electronics）。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新开发、新型的信息设备的平台。Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使用同样的函数、使用同样的界面风格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在