包装机械人机界面的控制系统
本科生课程设计（论文）
辽宁工业大学
PLC技术及应用课程设计（论文）题目：包装机械人机界面的控制系统
院（系）：电气工程学院
专业班级：自动化092
学号： 090302051
学生姓名：万晓磊
指导教师：（签字）
起止时间：2012.12.26-2013.1.4
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院教研室：自动化Array
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要
本设计主要是针对包装机械人机器界面控制系统的设计，包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。本设计概述了可编程控制器PLC的现状及其在包装机械上应用的可能性和前景，其中包装机PLC 控制系统为本章主要内容。主要内容有控制方案的选取与设计、I/0接口信号的确定、模块的选择，控制程序的设计与调试，MCGS组态的模拟等。
关键词：包装机；PLC；电机；MCGS
目录
第1章绪论 (1)
第2章课程设计的方案 (1)
2.1概述 (1)
2.2系统组成总体结构 (1)
第3章PLC的选取和电气控制图 (3)
3.1PLC的应用 (3)
3.2PLC的特点： (3)
3.3电机 (6)
第4章MCGS组态 (8)
4.1MCGS工控组态软件 (8)
4.2MCGS组态软件五大组成部分 (9)
4.3MCGS组态软件的功能和特点 (10)
第5章系统测试与分析/实验数据及分析 (12)
5.1I/O分配表及外部接线图 (12)
5.2MCGS组态图及结果 (13)
5.3用户窗口的组态 (14)
5.44.3电动机顺序控制画面中构件的属性设置 (16)
第6章程设计总结 (20)
参考文献 (21)
第1章绪论
可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC)为美国通用公司((GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代PLC已经成为真正的工业控制设备。最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。但不久，西德的西门子(SIEMENS)公司、BBC公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。70年代初，日本的OMRON也推出了他们的PLC。三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了PLC制造者的行列。70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降;加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能;并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。小型PLC 开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。据国外资料介绍:1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门(如汽车、拖拉机工业、机械工业等)、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门…11。近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC已通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。
随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制技术得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善。仅仅将PLC理解为开关量控制的时代已经过去，PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体，其功能也日趋完善。今后，PLC将主要朝着以下两个方向发展:一个是向超小型专用化和低价格方向发展;另一个是向高速多功能和分布式自动化网络方向发展。
随着PLC进入过程控制的领域，对PLC可靠性的要求进一步提高。硬件冗余的容错技术将进一步得到应用，不仅会有CPU单元冗余、通信单元冗余、电源单元冗余、1/0单元冗余、而且整个系统都会实现冗余。但从根本上来讲，系统
的可靠性取决于系统各单元的可靠程度。要保证整个系统的可靠运行，首先要求系统各单元的质量要得到保证。MTBF(平均无故障时间)是衡量产品质量的重要指标。纵观各著名厂商，其PLC产品都有不同程度的冗余功能，而且发展越来越完善。
第2章课程设计的方案
2.1概述
本次设计主要是应用学过的知识，设计PLC控制系统，实现对三台电机的启动和停止，系统总共有三台电机MA1、MA2、MA3。应用PLC控制，在工作的时候，MA1先启动，5S后MA2启动，10S后MA3启动。运行一段时间后，控制电机停止，MA3先停止，10S后MA2停止，5S后MA1停止。
应用场合: 本设计应用于工业控制中上位机对包装机械的控制。
系统功能介绍: 自动运行按下启动按钮，系统即可连续、协调、周期性地循环完成各包装动作，直到系统接收到停止运行信号。
2.2系统组成总体结构
总体结构有人机界面HMI，PLC控制器，驱动器及三台电机组成。
图 2.1 系统总图
系统特点与功能
设备采用PLC（可编程控制器））控制。
1自动化程度高
系统采用当前最为流行的组态软件进行模拟设计，画面逼真，组态灵活，将PLC 等设备进行连接，构成有机的整体。
2可操作性好
只需按下操作按钮就能完成所需要的工作，大大提高了劳动生产率，满足现代化生产需要。
3可靠性高
全程采用高可靠性的西门子S7-200系列PLC与MCGS组态软件进行控制保证系统拥有较高的可靠性。
4可塑性强
基于PLC的各方面优点如通用信好，使用方便，灵活。在不改变硬件的情况下，修改PLC内部软件可实现不同的控制要求，大大减小调试的工作量，使系统的柔性大大提高。
第3章PLC的选取和电气控制图
3.1PLC的应用
微型计算机是在以往计算机与大规模集成电路的基础上发展出来的，其最大特征是运算速度快、功能强、应用范围广。近代科学、科学管理和工业控制都离不开它，所以说微机（MC）是通用计算机。而PLC是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机，选配对应的模块便可使用于各种工业控制系统，用户只需改变用户程序即可满足工业控制系统的具体控制要求。
PLC是存储控制的一种装置，其控制功能是通过存放在存储其内的程序来实现的，若需要对控制要求做修改的话，只需改变内部的程序便可，使硬件软件化，因此它在工业控制中的地位越来越高，它具有以下特点：
可靠性高，编程简单易学，通用性强，使用方便，系统设计周期短，对生产改变适应性强，安装简单，调试方便，适应工业环境。
分析三台电动机的顺序启停的工作过程和控制要求，该工作过程可以方程若干个工作步，且各步个所需完成的功能和转换条件都非常的清晰明确，因此我们可以利用PLC步进顺序控制的方法来完成编程，把WR区域做为中间继电器使用。
因此可以用PLC来实现三台电动机的顺序启停的控制
3.2 PLC的特点：
PLC具有以下特点：
1抗干扰能力强
2编程简单
3设计调试周期短
4易于操作，操作人员培训时间短
5易于维修
3.2.1PLC基本组成
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图3.1所示
图3.1 PLC的基本组成
3.2.2中央处理单元（CPU）
中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢。它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC 的可靠性，灵活性，近年来对大型PLC 还采用双CPU 构成冗余系统，或采用三CPU 的表决式系统。这样，即使某个CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。
3.2.3存储器（Memory）
可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器，单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采用单片机或专用的CPU。大型PLC的CPU多用位片式结构，具有高速数据处理能力。
基本I/O接口电路
（1）输入接口单元。PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.1~15ms之间。多数PLC的输入接口单元都相同，通常有两种类型。一种是直流输入，一种是交流输入。
（2）输出接口单元。PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成一定形式的功率输出，驱动被控负载（电磁铁、继电器、接触器线圈等）。PLC输出电路结构形式分为继电器式、晶闸管式和晶体管输出型等三种。
3.2.4接口电路
PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两类
（1）I/O扩接口电路
I/O扩展接口电路用连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。
根据被控制对象对PLC控制系统的技术和要求，确定用户所需的输入、输出设备，据此确定PLC的I/O点数。
（2）外设通信接口电路
通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能组成PLC的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口和电缆与计算机连接，可以实现编程、监控、联网等功能。
3.2.5电源
PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC 内部电源需要的工作电源（5V直流）。当输入端子为非干接点结构时，为外部输入元件提供24V直流电源（仅供输入点使用）。
根据课程需要选择西门子S7-200PLC。
西门子S7-200的性能特点
SIMAATIC S7系列的PLC是德国SIEMENS公司1996年推出的产品，它包括小型PLC S7-200、中型PLC S7-300和大型PLC S7-400.S7系列PLC产品的性能和使用范围个不相同，但具有如下共同特点：
CPU芯片已经升级到Intel 80486，甚至采用Pentium处理器；采用模块化设计，能按搭积木方式进行系统配置，功能扩展灵活方便；有极快的处理速度，如S7-200和S7-300的扫描速度为0.37μs指令；有很强的网络功能，可用多个PLC 连接成工业网络，构成完整的过程控制系统，即可实现总线联网，也可实现点到
点通信；允许使用相关的程序软件包装及工业通信网络软件，编程工具更为开放。
本系统所用PLC型号为S7-200。S7-200系列是一类小型PLC。由于其具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格和强的的指令系统，它能近乎完美地满足小规模的控制要求。另外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的自动化问题时，具有很强的适应性。
图3.2 西门子S7-200 PLC结构图
3.3电机选择
电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电。
电机要求是：额定功率1Kw，额定电压380V，额定转速1450rpm。
根据题目要求选择Y90S 立式/卧室电动机，其具体参数如下：、
表3.3 电机参数
电动机电路控制如下图
图3.3 电气原理图
第4章MCGS组态
4.1MCGS工控组态软件
MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。
MCGS是一套基于Windows操作系统可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态软件包，它为用户提供了从设备驱动、数据采集到数据处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作工具。MCGS组态软件具有多任务、多线程功能，其系统框架采用VC++编程，通过OLE技术向用户提供VB编程接口，提供丰富的设备驱动构件、动画构件、策略构件，用户可随时方便地扩展系统的功能。
主要特点如下：
（1）丰富的设备驱动程序，通过Active DLL把设备驱动挂接在系统中，配置简单、速度快、可靠性高。
（2）强大的网络功能。MCGS强大的网络功能可把TCP/IP网、485/422/423网、Modem网结合在一起构成大型的监控系统和管理系统。
（3）开放的OLE接口。MCGS以OLE自动化技术为基础的开放式扩充接口允许用户使用VB来快速编制各种设备驱动构件、动画构件和各种策略构件，通过OLE接口，用户可以方便地定制自己特定的系统。
图4.1系统结构图
MCGS组态软件系统包括组态环境和运行环境两大部分，用户所有组态配置过程都是在组态环境中进行的，用户组态后可生成一个“组态结果数据库”文件。
MCGS运行环境是一个独立的运行系统，它能按照“组态结果数据库”中的组态方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。
MCGS系统整体框图如图2.2所示：
图4.2 MCGS系统整体框图
4.2MCGS组态软件五大组成部分
MCGS组态软件建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分都成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。
主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程名称，编制工程名单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。
设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。
用户窗口：本窗口主要用于设置工程中的人机交互界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。
实时数据库：是工程各部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同的类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。
运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（if...then 脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等。
图4.3 MCGS组态软件组成
4.3 MCGS组态软件的功能和特点
1.延续性和可扩充性。使用MCGS工控组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；
2.封装性（易学易用），MCGS工控软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需要掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好的完成一个复杂工程所要求的所有功能；
3.通用性和可扩充性，每个用户根据工程实际情况，利用MCGS工控组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、饭卡、变频器等）的设备驱动、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有网络功能的工程，不受行业限制。
4.全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活，完善的中文在线帮助系统和多媒体教程，真正的32位程序，支持多任务、多线程，运行于Win95/98/NT/2000平台。
5.提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，提供渐进色、旋转动画、透明位图、流动块等多种动画方式，可以达到良好的动画效果，上千个精美的图库元件，保证快速的构建精美的动画效果。
6.支持数据采集板卡、智能模块、智能仪表、PLC、变频器、网络设备等700
多种国内外众多常用设备；支持温控曲线、计划曲线、实时曲线、历史曲线、XY 曲线等多种工控曲线；支持ODBC接口，可与SQL Server、Oracle、Access等关系型数据库互联；支持OPC接口、DDE接口和OLE技术，可方便的与其他各种程序和设备互联。
7.功能强大的网络数据同步、网络数据库同步构建，保证多个系统完美结合，完善的网络体系结构，可以支持最新流行的各种通讯方式，包括电话通讯网，宽带通讯网，ISDN通讯网，GPRS通讯网和无线通讯网
基于MCGS嵌入组态软件容量小、速度快、成本低、真正嵌入、稳定性高、功能强大、通讯方便、操作简便、支持多种设备、有助于建造完整的解决方案的特点。所以选择其与PLC进行通讯连接。
MCGS一般通过上位机的串行口和PLC上的编程口建立物理上的通讯连接，从而达到操作PLC的目的。而在MCGS组态软件设置方面需先进行“设备组态”。设备组态方法是先调用MCGS串口通讯父设备构件，再找到三菱FX-232子设备构件，并挂接在串口父设备下。对串口父设备需打开其属性窗口，在基本属性中设置好设备名称，初始工作状态，最小采样周期，串口端口号，通讯波特率，数据位位数，停此位位数，数据校验方式等。而对于三菱FX-232子设备，要先打开其属性窗口，设置好基本属性中的设备名称，初始工作状态，最小采集周期（同父设备），然后根据MCGS与ＦＸ系列PLC之间两种不同的通讯方式，再进行后面的设置：如果使用MCGS提供的read和write设备命令直接访问PLC，无需进一步设置，而如果要通过MCGS循环采样方式自动周期性地访问PLC，则必须还要对设备增加通道，建立通道连接，把PLC中相关继电器（X,Y,M）和寄存器(D)与MCGS实时数据库中变量建立一一对应关系，确定操作方式（读或写或读写）。
并且MCGS嵌入版系统与PLC联系的媒介设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一个应用系统只有一个设备窗口，运行时，系统自动打开设备窗口，管理和调度所有设备构件正常工作，并在后台独立运行。注意，对用户来说，设备窗口在运行时是不可见的。
第5章 系统测试与分析/实验数据及分析
5.1 I/O 分配表及外部接线图
I/O 分配表：
图5.1 外部接线图
PLC 系统程序编写
通过程序的编写，实现三台电机的控制，其中给一个信号，MA1先启动，经过5S 后，MA2启动，经过10S 后MA3启动；接通一段时间后给定信号，MA3
先断开，经过10S后MA2断开，经过5S后MA1断开，完成控制。编写程序如下
5.2MCGS组态图及结果
在Windows系统桌面上，通过以下三种方式中的任一种，都可以进入MCGS组态环境：鼠标双击Windows桌面上的“M CGS组态环境”图标；
选择“开始”→“程序”→“MCGS组态软件”→“MCGS 组态环境”命令；按快捷键“Ctrl + Alt + G”。
进入MCGS组态环境后，单击工具条上的“新建”按钮，或执行“文件”菜单中的“新建工程”命令，系统自动创建一个名为“新建工程X.MCG”的新工程（X 为数字，表示建立新工程的顺序，如1、2、3等）。由于尚未进行组态操作，新工程只是一个“空壳”，一个包含五个基本组成部分的结构框架，如图所示：
图5.2 MCGS建立
5.3用户窗口的组态
5.3.1建立画面
在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。如图
图5.3 用户窗口的建立
5.3.2编辑画面
设置用户窗口属性：选择待定义的用户窗口图标，点鼠标右键选择属性，弹出“用户窗口属性设置”对话框，按所列款项设置有关属性。用户窗口的属性包
人机交互技术实验三熟悉硬件人机界面设计
邮电大学移通学院 学生实验报告 实验名称：熟悉硬件人机界面设计 专业班级：数字媒体技术02141401 姓名：罗钧 学号：2014210xxx 实验日期：2017.4.25
实验二：熟悉硬件人机界面设计 一、实验目的 （1）熟悉硬件人机界面设计的基本容，了解硬件界面设计在人机界面设计中的作用； （2）欣赏著名设计公司的设计成果，熟悉人机界面设计的成果表达提高自己的鉴赏水平和知识水平，提高对设计的鉴赏能力。 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、实验容与步骤 1.概念理解 （1）请选择一个最近人气很旺的数字产品或者服务，看看这些产品和服务中有哪些因素让人机交互变得容易，有哪些因素让交互变得困难。 小米的MIUI系统在几年的的积淀下逐步成为最强大的第三方安卓系统之一。 一、MIUI1的起步的时候是2010年，当时Android版本更新至2.2，Android2.1-2.3版本是Android大爆发开始的周期。大部分人接触Android启蒙阶段应该是从2.1的版本开始用的。2010年的Android 2x系统漏洞无数，体验欠佳，无论是软件运行效率还是操作系统体验上均只是做到尚且能正常使用不敢奢求更好而已，但胜在许多APP已经开始发布Android版本，还提供区别于塞班系统的体验感（比如我在塞班平台用了多年的UC浏览器，一换到Android平台来用，当时浏览网页的体验感大致类比一个习惯了Android系统卡顿感的人第一次上手iOS的体验吧），并且由于智能手机井喷，硬件成本开始下降使得很多人开始较为频繁地更换手机（手机应该就是那个时候由一个电器变为消耗品属性的），加上诺记系列手机小屏幕过渡到各类品牌手机，Android系统和大屏电容屏带来的新鲜体验也是助力智能手机用户增长的一个重点。以上这些算是MIUI当时发展的一个必要因素。只能说MIUI1发布的时间刚刚好。因为这时候Android阵营已经有相当数量的用户基础，不管是来自于HTC为代表的品牌厂商还是民间rom团队和发烧友，他们支撑起了Android系统的多样化。多样化的弊端之一就是引起碎片化，同一款手机有可能有各类的rom，不同rom还有不同功能，有时候想体验不同rom特性还需要频繁刷机。特别是Android 4x以后的系统，rom多样化更是达到前所未有的顶峰。那么在这样的背景下，MIUI开始发布，它有几个优势：1、源于一个企业组织维护的ROM，并且更新时间固定。2、具有开放性，首期官方适配了一定数量的热门机型。（后期，大概是12年的时候还开放了官方适配教程。让有动手能力的网友也能制作出基于某一机型的官方rom底包MIUI。更加扩大MIUI阵容。）3、有原配机型搭载MIUI，了解iPhone的都清楚，iPhone之所以是iPhone，必须是因为它有量身定做的iOS。4、最重要的是，在2010年，Android的UI普天同丑的年代，MIUI的出现，让它与很多rom区别开来，当时对于MIUI的印象应该分为两类，发烧友认为可塑性强，性能优化空间大。普通用户觉得界面华丽，主题丰富多彩，自带功能人性化。很多时候，人就是视觉动物，不要怀疑。以上几点是MIUI当时的核心优势，特别是第四点。可以想象，在2010年，大部分rom团队关注Android核性能rom制定，普通用户得过且过使用原版或者手机商二次开发的界面的时候，有那么一个rom，拥有精细构造的主题，针对中国用
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。
组态人机界面与单片机通信案例
组态人机界面与单片机通信案例 很多时候，工业控制或者产品设计方面受到PLC这种功能确定，扩展麻烦，成本昂贵等方面的制约因素，需要独立开发一种特殊功能，但是又需要连接触摸屏通讯，工程师在这个方面往往需要花费很大功夫，现在我要帮大家解决的问题就是单片机与人机界面触摸屏通讯的最简单，最有效的2种方法，其实就是分为2种通讯协议，即工业标准的Modbus RTU协议和工程师自己定义的自由协议。 本实例采用微嵌组态软件，因为公司提供一系列的技术支持和公布单片机源代码，加上公司的人机界面支持自由协议等等先天优势，开发工程方便有效。方案比较： 方案一modbus—rtu协议： 优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大 缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（需要MODBU S-RTU源代码） 方案二自由协议： 优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议 缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便 工程师可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；
新建一个工程文件 型号对应的是公司出产产品型号。新增一个通信口，微嵌的人机界面有两个通讯口COM1，COM2，这两个串口既可以做RS232，又可以做RS485，通讯协议对应的是单片机工程师需要用到的协议，其中有modbus RTU协议，自由协议Free Protocol，当然还包括西门子S7-200，台达PLC，欧姆龙，三菱等协议，这里我们选择COM1自由协议Free Protocol，通讯速率57600，数据位8,1位停止位，偶校验：
首先我们随便建一个比较简单实用的画面，用位按钮开关控制单片机的指示灯，采集单片机的模拟数据显示在组态软件的数码管（可以通过电脑串口连接单片机在线模拟实际应用）
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.
人机交互技术Web界面设计
人机交互技术 Web界面设计学号: 姓名:
一、Web界面设计的基本概况 Web界面设计是人机交互界面设计的一个延伸，是人与计算机交互的演变。 Web界面设计与站点外观直接相关，站点的界面外观是否友好直接关系到是否能吸引人的关注。人性化的设计是Web界面设计的核心，如何根据人的心理、生理特征，运用技术手段，创造简单、友好的界面，是Web界面设计的重点。 用来解释Web的人机界面性质的一个模型，它提出网页是用户和知识之间的界面。对于信息提供者来说包括信息的表达，对于使用者来说则是信息的获取。信息的表达与获取分别受到两者认知结构的制约。 模型涉及到信息的三种类型 1)数据：当一条信息被反复、简单的提供时称为数据，比如机票价格。 2)复杂信息：而用来叙述事件时称为复杂信息，如多媒体信息。 3)过程性信息：在信息有明确目标，并相互作用时称为过程性信息，如在线练习、在线测试等。 模型涉及到信息的两种特性：1)动态性：信息在不断的变化，具有动态性； 2)一致性：信息元素的组织方式具有一致性 (2)Web信息设计模型 是解释Web人机界面性质的另一个模型，是一种研究网页的信息设计模型。 设计模型中要考虑到信息的两个方面： 1)第一是应该呈现或略去什么信息。 2)第二个方面指的是信息该如何被表现。 二、Web界面设计要求及目的 Web应用的成功与否，除了受其所采用的技术和所能够提供的功能的限制还受Web网页的外观的影响。Web网页的外观经常是最先被用户注意到的。用户对网站的第一印象与界面外观是否友好、吸引人密切相关。所以对于设计人员来说，Web界面设计至关重要。Web界面设计的人性化、易用性是Web界面设计的核心。 Web界面设计要素 a)Web界面布局
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
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。
人机界面设计研究_
第二章文献综述 2.1人机界面概述 2.1.1人机界面定义 人机界面存在于人—物信息交流的过程，甚至可以说，人物信息交流的一切领域都属于人机界面，它的内涵是极其广泛的。它反映着人—物之间的关系。 人机界面（Human-Machine Interface），是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面操作简单、美观易懂，且具有引导功能，使用户感觉愉悦、兴趣浓厚，从而提高使用效率。 自20世纪90年代，人机交互界面作为一个独立、重要的研究领域，日益受到各界人士的广泛关注。 2.1.1.1广义人机界面 广义的人机界面是指，人与机器之间存在一个相互作用的“面”，称为人—机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在这个界面上。机器通过各种显示作用于人，实现与人的信息传递；人通过眼、耳等感觉器官接收来自机器的信息，经过人脑的加工处理，做出反应，从而实现人—机的信息交互。我们可以把人机界面看作是一个交互系统，在分析人机界面系统模型时，建立并分析人的行为模型，从而建立并分析人机界面系统。所以，人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。人机界面的研究主要是：显示与控制。（如图2.1所示）
图2.1 人机系统模型 2.1.1.2狭义人机界面 狭义的人机界面是指计算机系统内的人机界面（Human-Computer Interface，HCI），又指人机接口、用户界面（User Interface）。它是计算机科学的一个分支。人机界面是人与计算机之间信息传递的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。它是计算机科学与认知心理学两大科学相结合的产物，涉及到计算机技术，如人工智能、自然语言处理、多媒体系统等，同时也吸收了语言学、人机工程学、图形艺术、社会学的研究成果。近年来，随着计算机技术和网络技术的迅速发展，人机界面设计和开发已经成为国际计算机界最活跃的研究领域。 计算机系统是由计算机的硬件、软件和人构成的系统，人与硬件和软件结合 构成了人机界面。人机界面设计师的主要作用是协调计算机硬界面与软界面之间的关系。（如图2.2所示）
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）
《人机交互技术》实验十典型软件人机界面设计评价
重庆邮电大学移通学院 学生实验报告 实验名称：典型软件人机界面设计评价 专业班级: 数字媒体技术02141401 姓名: 罗钧______________ 学号: ___________ xxx ________ 实验日期:___________ 2017、6、6 _________
实验十：典型软件人机界面设计评价 (1)了解人机交互的质量与要求与评测方法； (2)熟悉本书10、5节“软件人机界面的评价” 介绍的评价指标与评价方 法,并应用此方法对著名软件产品进行测试评价，提高自己对人机交互界面设计水 平的鉴赏能力。 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 软件名称光影魔术手软件大小19、3 MB 软件版本4、4、1 软件授权永久免费 使用平台XP / Vista / Win7 / Win8 评测时间2017-6-6 序 号内容 评价 1很不满意2不满意3中立4满意5非常满意 1 屏幕上字符的可读性V 2 屏幕布局V 3 各帧屏幕次序V 4 色彩搭配 5 r V 6 颜色搭配就是否考虑色盲使用 1 整个系统术语使用V 2 r V 3 使用的术语就是否熟悉V 4 术语与任务就是否相关V 5 缩略词用法V 6 屏幕上的信息V 7 屏幕上说明性的描述或标题V 8 重要信息就是否突出V 9 信息组织的逻辑性V 10 屏幕不冋类型信息的区分V 11 用户输入信息的位置与格式V 1 始终由用户帮助告知在做什么V 2 出错信息的有用度V 3 纠正用户的错误V 实验目的
240，: 196 四、实验总结 这次实验课结合了之前所学的理论基础，实际下载了光影魔术手这款软件，虽然很多年没用这款软件了，可就是其功能变化并不大，仅仅就是界面做了更新，作为一款入门的后期处理软件，其功能上远不如美图秀秀等简单易用，而与专业修图软件Lightroom或者ACR相比很多 术语不准确且不全面，所以其定位比较尴尬。 在课程探究过程当中，不仅提高了我们对知识的检索能力，还提高了我们的概括梳理能力并且深入思考了一些问题，受益匪浅。 五、实验评价（教师）
人机界面设计原则
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、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和特点，提高其友好性和易操作性。 4．一致性原则 包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。 5．频率原则 即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。 6．重要性原则
即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现最优调度和管理。 7．面向对象原则 即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息，从而提高用户的交互水平和效率。 人机交互界面，无论是面向现场控制器还是面向上位监控管理，两者是有密切内在联系的，他们监控和管理的现场设各对象是相同的，因此许多现场设备参数在他们之间是共享和相互传递的。人机界面的标准化设计应是未来的发展方向，因为它确实体现了易憧、简单、实用的基木原则，充分表达了以人为本的设计理念。各种工控组态软件和编程工具为制作精美的人机交互界面提供了强大的支持手段，系统越大越复杂越能体现其优越性。 组态软件人机界面设计步骤 1.界面风格的设计 控制台人机界面选用非标准Windows风格，以实现用户个性化的要求。但考虑到大多数用户对于标准Windows系统较熟悉，在界面设计中尽量兼容标准Windows界面的特征。因为位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现形式更灵活，同时可以方便用户对控件的识别。但是，界面里使用的对话框、编辑框、组合框等都选用Windows标准控件，对话框中的按钮也使用标准按钮。控件的大小和间距尽量符合Windows界面推荐值的要求。 界面默认窗体的颜色是亮灰色。因为灰色调在不同的光照条件下容易被识别，且避免了色盲用户在使用窗体时带来的不便。为了区分输入和输出，供用户输入的区域使用白色作为底色，能使用户容易看到这是窗体的活动区域；显示区域设为灰色（或窗体颜色），目的是告诉用户那是不可编辑区域。窗体中所有的控件依据Windows界面设计标准采用左对齐的排列方式。对于不同位置上多组控件，各组也是左对齐 2．系统界面布局分析
人机界面设计内容提要
第一章绪论 1、计算机人机交互技术的发展历史及每个阶段的特点。（P2） （1）命令行界面交互阶段；（2）图形用户界面（GUI）交互阶段；（3）自然和谐的人机交互阶段。 2、随着计算机技术、网络技术的发展，人机界面的发展方向，每个方向的简要介绍。（P7） （1）高科技化。（2）自然化。（3）人性化。 3、自然和谐的人机界面是人类追求的目标。 4、认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，而多媒体技术和虚拟实现技术与 人机交互技术相互交叉和渗透。 第二章相关学科及知识 1、人机界面学的研究内容，每个内容在说明什么。（P12） 1、计算机语言学。人机界面的形式定义中使用了多种类型的语言，包括自然语言、 命令语言、菜单语言、填表语言或图形语言等。计算机语言学就是专门研究这些语言， 以及涉及它们的计算机语言学和形式语言理论等各个方面的内容。 2、智能人机界面。随着人工智能技术的成熟和介入，智能人机界面的研究近年来 非常活跃，其中包括用户模型、智能人机界面模型、智能用户界面管理系统、专家语言、智能对话、智能网络界面、帮助和学习、智能前端系统、自适应界面、自然语言、多媒 体界面等。 3、社会学与人类学。社会学主要涉及人机系统对社会结构影响的研究，而人类学 则涉及人机系统中群体交互活动的研究。人机界面设计要研究人类的文化特点、审美情 趣以及个人、群体的爱好偏向等。 2、人类主要通过感知与外界交流，进行信息的接收和发送，认知世界。感知和认知是人机交 互的基础。 3、视敏度，又称视力，是评价人的视觉功能的主要指标，它是指人眼对细节的感知能力， 通常用被辨别物体最小间距所对应的视角的倒数表示。 4、人们通常对水平线和垂直线的认识，往往会夸大水平线。 5、有关研究表明，人类从周围世界获取的信息约有80%是通过视觉得到的，因此，视觉是人 类最重要的感觉通道，在进行人机交互时，必须对其重点考虑。 6、人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。 7、人类能够听到频率在20Hz-20000Hz 之间的声音，其中在1000-4000Hz 范围内听觉的感受性 最高。 500Hz 以下和5000Hz 以上的声音，强度很大时才能被听到。 8、触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性。 9、人机交互过程中人们经常利用的感知有哪几种？每种感知有什么特点？（P12）
浅谈人机界面设计~
南京林业大学人机界面设计与应用论文 题目：浅谈人机界面设计 学院：家具与工业设计学院 专业：工业设计 学号：091403124 学生姓名：张旭 指导教师：张荣强 2012年3月8日
目录 1.引言----------------------------------------------------------------1 2.人机界面设计概述----------------------------------------------------1 2.1.人机界面的定义----------------------------------------------------1 2.2.人机界面设计------------------------------------------------------2 2.2.1.人机界面设计的定义----------------------------------------------2 2.2.2.人机界面设计的思想----------------------------------------------2 3.人机交互概述--------------------------------------------------------2 3.1.人机交互的定义----------------------------------------------------2 3.2.人机界面与人机交互的关系------------------------------------------2 4.人机界面的风格------------------------------------------------------3 5.人机界面的设计原则--------------------------------------------------3 6.人机界面的设计过程--------------------------------------------------4 7.对人机界面设计的评价------------------------------------------------4 8.人机界面的发展------------------------------------------------------5 8.1.过去和现在的人机界面----------------------------------------------5 8.2.未来人机界面的猜想------------------------------------------------6 9.结论----------------------------------------------------------------6
组态软件人机界面设计步骤
组态软件人机界面设计步骤 1.界面风格的设计 控制台人机界面选用非标准Windows风格，以实现用户个性化的要求。但考虑到大多数用户对于标准Windows系统较熟悉，在界面设计中尽量兼容标准Windows界面的特征。因为位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现形式更灵活，同时可以方便用户对控件的识别。但是，界面里使用的对话框、编辑框、组合框等都选用Windows标准控件，对话框中的按钮也使用标准按钮。控件的大小和间距尽量符合Windows界面推荐值的 要求。 界面默认窗体的颜色是亮灰色。因为灰色调在不同的光照条件下容易被识别，且避免了色盲用户在使用窗体时带来的不便。为了区分输入和输出，供用户输入的区域使用白色作为底色，能使用户容易看到这是窗体的活动区域；显示区域设为灰色（或窗体颜色），目的是告诉用户那是不可编辑区域。窗体中所有的控件依据Windows界面设计标准采用左对齐的排列方式。对于不同位置上多组控件，各组也是左对齐 2．系统界面布局分析 人机界面的布局设计根据人体工程学的要求应该实现简洁、平衡和风格一致。典型的工控界面分为3部分：标题菜单部分、图形显示区以及按钮部分。根据一致性原则，保证屏幕上所有对象，如窗口、按钮、莱单等风格的一致。各级按钮的大小、凹凸效果和标注字体、字号都保持一致，按钮的颜色和界面底色保持一致。 3．打开界面的结构体系 选择界面的概念取决于多个界面。可将界面设计为循环，如果运行大量界面，必须设计一个合理的结构体系来打开界面。选择简单而永久的结构以便操作员能够快速了解如何打开 界面。 用户一次处理的信息量是有限的，所以大量信息堆积在屏幕上会影响界面的友好性。为了在提供足够的信息量的同时保证界面的简明，在设计上采用了控件分级和分层的布置方式。分级是指把控件按功能划分成多个组，每一组按照其逻辑关系细化成多个级别。用一级按钮控制二级按钮的弹出和隐藏保证了界面的简洁。分层是把不同级别的按钮纵向展开在不同的区域，区域之间有明显的分界线。在使用某个按钮弹出下级按钮的同时对其他同级的按 钮实现隐藏，使逻辑关系更清晰。