針對獨居老人的智能家居Persimmon?UI設(shè)計

施宇佳

摘 要：為了方便獨居老人的生活起居以及消除獨居老人面臨的一系列潛在安全隱患，文章提出一種針對獨居老人的智能家居Persimmon UI設(shè)計。Persimmon UI交互界面美觀大方，對老人群體友好。系統(tǒng)主要有安全檢測和控制智能家居設(shè)備兩大功能。文章通過數(shù)據(jù)采集模塊，檢測房屋中的氣體、溫濕度、火焰指數(shù)等數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后集合顯示在大屏顯示屏上，實時顯示房屋安全情況。同時部署智能燈光、窗簾、電器控制系統(tǒng)，使獨居老人能夠智能控制家居。

關(guān)鍵詞：Persimmon UI;獨居老人;智能家居

1 ? 需求分析以及必要性

隨著年輕人紛紛外出工作，獨居老人越來越多，不少老人行動遲緩，安全意識淡薄。有數(shù)據(jù)表明，我國獨居老人火災(zāi)死亡比例占火災(zāi)死亡總?cè)藬?shù)的30%左右。因此十分需要一個針對獨居老人的居住環(huán)境進(jìn)行安全檢測以及智能家居控制的設(shè)計。

同時截至2014年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)6.49億，但是60歲及以上的網(wǎng)民比例僅為2.4%，中老年人越來越被智能化時代邊緣化。使用智能家居系統(tǒng)前期面臨智能設(shè)備的配對、設(shè)置等問題，使用流程復(fù)雜、文字看不清為老人未使用智能產(chǎn)品的主要原因[1]。因此針對獨居老人的智能家居交互設(shè)計，要求界面簡潔，操作簡單。Persimmon UI（柿餅UI）設(shè)計為不二選擇，Persimmon UI是上海睿賽德電子科技有限公司歷時5年時間精心打磨、開發(fā)的一款現(xiàn)代化、類Android觸控效果的嵌入式人機(jī)交互界面，擁有豐富的動效支持，即拿即用。

2 基本結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)可以分成傳感器設(shè)計、控制模塊、通信模塊、軟件設(shè)計和交互界面UI設(shè)計5個部分。傳感器包括氣體、溫濕度、火焰?zhèn)鞲衅鞯龋刂颇K包括柿餅派和STM32F103RC，交互界面UI設(shè)計包括控件、主界面設(shè)計和動畫引擎。通過多個傳感器將房屋內(nèi)的氣體指數(shù)、溫濕度、火焰監(jiān)測等數(shù)據(jù)采集到控制模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸。若發(fā)生異常情況，系統(tǒng)將發(fā)出警告并且報警，處理完的數(shù)據(jù)將在顯示屏終端上展示。另外老人可以對房屋內(nèi)的智能設(shè)備進(jìn)行智能控制。

3 ? 系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件系統(tǒng)主要包括傳感器檢測模塊、主控模塊、通信模塊等。在門廳處安裝大屏顯示屏，按照傳感器功能在房屋相應(yīng)位置部署傳感器，同時部署智能燈光、窗簾、電器控制系統(tǒng)。

3.1? 傳感器模塊

實現(xiàn)從氣體感應(yīng)到溫濕度感應(yīng)再到火焰感應(yīng)，為獨居老人全天候守護(hù)，隨時探查任何細(xì)微的家居危險，無論發(fā)生任何特殊狀況，系統(tǒng)都立即快速反應(yīng)，保障獨居老人的安全。

3.1.1? 氣體傳感器

（1）二氧化碳傳感器。

CO2傳感器探測空氣中二氧化碳的含量，當(dāng)空氣中二氧化碳含量超過一定范圍時，可以通過控制器來控制新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量開關(guān)，向室外排風(fēng)。

（2）甲醛傳感器。

甲醛傳感器通過擴(kuò)散原理對空氣中存在的甲醛進(jìn)行探測，同時對醇類、苯和萘等氣體也有一定的程度的響應(yīng)。使用16位AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度、靈敏度都較高。

3.1.2? 溫濕度傳感器

本設(shè)計采用 DHT11 傳感器作為變電站設(shè)備室的溫濕度傳感器，此傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，抗干擾能力強(qiáng)，性價比極高。

3.1.3? 火焰?zhèn)鞲衅?/p>

在電路中有專門的閾值電路，當(dāng)傳感器檢測值超過設(shè)定的閾值時，輸出電路接通，輸出高電平;當(dāng)傳感器檢測值低于設(shè)定閾值時，輸出低電平。通過輸出電平的高低，就可以判斷是否有火災(zāi)的發(fā)生[2]。

3.2? 主控模塊

3.2.1? 柿餅派

柿餅派是基于柿餅UI開發(fā)的一款顯示屏板卡，支持豐富的外設(shè)通信接口，可外接傳感器或其他主控單元，支持豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和音視頻播放。

3.2.2? STM32F103RC

集成了高性能ARM?Cortex?-M332位RISC內(nèi)核。電源電壓為2.0 V至3.6 V，全面的省電模式集可用于低功耗應(yīng)用的設(shè)計。在本設(shè)計中STM32搭配RTOS系統(tǒng)使用。

3.3 通信模塊

短信通信模塊采用了工業(yè)級GSM/GPRS模塊，性能高，可以撥打電話、發(fā)送短信，擁有通用無線分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸功能，支持透明傳輸模式和域名解析，并有雙音多頻解碼識別對方密鑰，電路設(shè)計上采用開關(guān)電源，用戶識別卡采用目前主流的微卡座，結(jié)構(gòu)緊湊，小巧耐用[2]。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)24小時不間斷進(jìn)行房屋檢測，實現(xiàn)氣體、溫濕度、火焰等信息檢測的功能，對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并上傳，若有任何異常情況，將進(jìn)行相應(yīng)處理，及時地預(yù)防各種危險事故的發(fā)生。同時老人可以在顯示屏終端對房屋內(nèi)的智能家居設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、調(diào)節(jié)燈色溫等。軟件設(shè)計美觀大方，功能流程簡單，對老人群體友好，不用擔(dān)心不會使用智能設(shè)備等問題。

5 交互界面UI設(shè)計

柿餅UI整體架設(shè)在RT-Thread操作系統(tǒng)之上，實現(xiàn)了一套完整的UI框架，整體風(fēng)格類似安卓，支持多種動效。在本設(shè)計中，考慮到老人視力下降的普遍情況，人性化地采用? ? 22號加粗大字體。同時頁面布局簡單大方，不同于現(xiàn)有智能家居APP功能的復(fù)雜煩瑣，對老人群體友好。

5.1 控件

主要使用控件有Card容器控件、Panel容器控件、DotIndicator指示器控件、Label標(biāo)簽控件、ImageBox圖片盒控件、Button按鈕控件、Switch開關(guān)控件、ProgressBar進(jìn)度條控件、Slider控件、Wheelstring文本滾動控件。

5.2? 主要頁面設(shè)計

包括功能智能設(shè)備展示頁面、具體控制操作頁面、數(shù)據(jù)展示頁面三大界面。在界面設(shè)計中，一個界面的顏色盡量保持在3種以內(nèi)，大區(qū)域的顏色采用白色色調(diào)，操作控件則使用藍(lán)、黃色等彩度較高的顏色來表達(dá)。根據(jù)老年人的特征，對界面的結(jié)構(gòu)、切換、內(nèi)容進(jìn)行合理化設(shè)計。將功能分組，做到簡單明了。界面中使用的文字少而精，并且以精簡的圖形為主，引起使用者共識，保持圖形的單純性[3]。

設(shè)置智能設(shè)備展示頁面為主頁，主界面以Card控件為容器，搭配DotIndicator，實現(xiàn)手勢左右滑動切換智能設(shè)備展示頁面與數(shù)據(jù)展示頁面。

5.2.1? 智能設(shè)備展示頁面

展示房屋里能進(jìn)行控制的智能設(shè)備，并有簡單的開關(guān)功能。Card控件中包含3個Panel控件，分別對應(yīng)燈、窗簾、空調(diào)3個智能設(shè)備。每個Panel控件中從上到下用ImageBox控件顯示智能設(shè)備圖片，Label控件展示智能設(shè)備名稱，Switch控件對智能設(shè)備進(jìn)行啟動/關(guān)閉操作。

5.2.2? 具體控制操作頁面

觸控智能設(shè)備展示頁面中ImageBox控件后進(jìn)入相應(yīng)的具體控制操作頁面。在智能燈控制頁面，用label控件搭配Slider控件，實現(xiàn)亮度與色溫的改變。

在空調(diào)控制頁面，通過觸摸Button控件選擇不同的模式，通過Button控件實現(xiàn)調(diào)節(jié)空調(diào)溫度功能，Label+Wheelstring控件實現(xiàn)定時時間選擇。

在窗簾控制頁面，可以選擇全開＼全關(guān)兩種快捷模式，或者自己設(shè)定窗簾拉伸程度。

5.2.3? 數(shù)據(jù)展示頁面

展示房屋內(nèi)傳感器的采集數(shù)據(jù)。頁面以5個Panel控件布局，每個Panel控件里用Label控件展示采集信息名稱，ProgressBar控件顯示數(shù)據(jù)量。

5.3 動畫引擎

采用滑屏效果切換智能設(shè)備展示頁面與數(shù)據(jù)展示頁面，進(jìn)入具體控制操作頁面時采用高斯模糊動效，以增強(qiáng)圖像在不同比例大小下的圖像效果。

6 結(jié)語

總體上來說，獨居老年人已經(jīng)成為我國老年人口的主體，面對一系列潛在的安全隱患以及基于智能家居、傳感器技術(shù)，Permission UI設(shè)計了這款針對獨居老人的智能家居系統(tǒng)，不僅能保障獨居老人的安全、方便他們的生活，還能提高社會對獨居老人的關(guān)注度。Persimmon UI交互界面對老人群體友好，有很好的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]金瑋，李金龍，王蓉.智能時代的“邊緣人”：中老年人如何融入智能時代[J].時代金融，2016（29）：223，228.

[2]徐啟明，楊偉新.一種獨居老人家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計[J].無線互聯(lián)科技，2020（11）：44-45.

[3]姚江，封冰.體驗視角下老年人信息產(chǎn)品的界面交互設(shè)計研究[J].包裝工程，2015（2）：67-71.

（編輯 王永超）