時間：2023-03-10 15:06:54
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在這個項目中，組員共同探討了將中國皮影戲的人物動靜態表現與頁面相互關聯的交互設計和軟件實現話題。筆者遵循交互網站頁面的設計規范，頁面按鈕實現了交互設計，同一個頁面中使用的選擇按鈕實現效果相同，通過指針彈起和點擊時的不同效果實現頁面切換命令，其中還將頁面的圖片進行了按鈕鏈接，真正實現交互網站圖文并茂。做交互設計時遇到的最棘手的問題就是每個頁面的按鈕鏈接。首頁的鏈接有六個，二級頁面的鏈接按照展示的內容制作。以首頁的表演形式為例，點擊首頁表演形式按鈕，按F9鍵跳出動作面板，在影片剪輯控制里面雙擊“onrelease”，然后在“瀏覽器/網絡”里雙擊loadMovieNum，然后在括號里面英文狀態下輸入｛“biaoyanxingshi.swf”，1｝，這樣首頁鏈接到表演形式的二級頁面就完成了。其他的鏈接步驟都一樣，只是輸入的鏈接名稱不一樣。要注意的是，要把所有要鏈接的文件名以英文命名，而且要放在同一個文件夾里。在鏈接網頁頁面時候，三級頁面的返回是鏈接到上一級頁面即二級頁面，二級頁面返回到一級頁面，首頁鏈接也一樣，都是通過一級一級的鏈接完成，所有的鏈接都是在Flash中完成的。
1.1MediaQueryMediaQuery用于根據不同分辨率尺寸調整相應樣式?，F在市面上基于IOS系統平臺和Android系統平臺的移動設備占大多數,同時他們的自帶瀏覽器內核都為webkit內核,所以我們可以使用viewport屬性和MediaQuery技術實現網站的響應式交互。這種方法能夠非常方便的實現基準字號font-size在不同分辨率下顯示完全,不會出現閱讀困難。
1.2FluidgridFluidgrid即流體布局。其作用在于將網頁上一些元素的框格由固定模式調整為相對模式(如百分百或比例等)。使用Fluidgrid能夠使網頁根據屏幕的寬度自動調整頁面寬度,進而保證頁面內容顯示完整,原有功能繼續可用。
1.3FlexboxFlexbox是css規則總新添加的一種模型屬性。它類似于APP結構,展示方式是固定頭部與底部,中間部分內容的高度實現自動適應。Flexbox的出現打破了常常使用的原有的浮動布局方式,實現了垂直等高、水平均分、按比例劃分。如果希望目前的網站能夠以正常的網頁方式編寫,并且以WabApp的外觀顯示方式出現在用戶面前,那么Flexbox是非常適合的一種方式。
2響應式交互建設流程
2.1確定內容架構根據網站定位以及用戶分析,確定網站整體風格、展示結構,如頁面層級、頁面內容等,對網站進行整體規劃,厘清脈絡關系。
2.2設計移動框架移動優先理念是基于對移動設備與PC設備之間關系的深刻理解而產生的,移動設備許多特性讓設計更全面及強大。比如移動設備上的語音識別、基于地理位置定位、手勢操作等,人們發現移動設備交互比PC擁有更多可能性。從移動設備開始讓設計師更早思考如何發揮這些特性及優勢。
2.3設計響應式框架我們需要基于移動端框架拓展開發出PC端及平板電腦端框架。首先確定響應模式,那么從手機端顯示到平板電腦顯示再到PC端顯示,整個網站布局如何變化,內容如何編排,優先級如何調整等都是需要設計的部分。同時我們需要對規則繼續進行細化，即為定制流體柵格系統(屏幕占比)。
2.4模塊設計在確定了響應式框架的頁面結構以及相應模式后,我們要開始進行模塊設計的工作。在產品設計時我們采用了移動優先的理念,但在整個產品的細節設計以及開發過程中,是否采用移動優先原則應根據實際情況具體分析。在這里,PC優先可以充分暴露業務復雜度,而且項目的設計、開發和測試在PC環境下擁有更成熟的工具和流程,因此,在必要的時候采用PC優先理念也是非常合理的。同時我們應注意的是,在開發模塊的時候,必須時刻提醒自己:這個模塊在當前設備上運行無誤,在其他設備下是否會發生問題？
2.5響應式模塊設計PC端模塊完成后,接下來我們需要根據已設計好的PC端模塊拓展出移動設備模塊。這些模塊必須符合設備習慣,充分利用設備特性,為用戶體驗帶來便捷與舒適。
2.6測試優化這一步需要在真實設備下測試網站效果,并對暴露出的問題進行優化。測試優化內容包括:服務器承載測試及優化,軟件性能測試及優化,用戶實際體驗測試及優化。
3響應式設計優化
該文之前提到過,響應式設計也存在一些自身的問題和弊端,可能會影響到用戶體驗。那么這些問題和弊端就必須進行進一步的優化處理。
3.1減少HTTP請求次數在目前的網絡環境下,移動端用戶的數據使用流量是有限制的,可以說這是相較PC端的一個劣勢。那么為了節省用戶流量,我們可以使用Ajax異步請求來優化頁面內部的一些操作。使用服務器端及前端緩存等機制保存頁面內短期不會變化的一些數據，這樣可以在一定程度上降低用戶的數據請求量。
3.2壓縮Javascript和CSS將頁面內Javascript和CSS進行優化精簡之后,可以有效地降低頁面大小。
3.3減輕Javascript庫負載目前很多響應式交互設計使用jQuery框架,事實上很多頁面或許并不需要如jQuery一般強大的交互框架,我們可以用其他輕量級框架進行建設。目前針對移動端狀態,有jQueryMobile、YUI、XUI等可供選擇的框架。
3.4頁面實現逐次加載移動終端設備由于屏幕大小有限,承載的信息量也有限,我們沒有必要將全部PC端頁面總內容一次性加載完成。我們可以使用逐次加載模式,當用戶有繼續觀看的意愿,并對屏幕做出相應手勢時,再繼續進行加載新聞或圖片。
3.5使用CND進行頁面資源管理CDN是英文ContentDeliveryNetwork簡寫,意即內容分發網絡。它的基本思路是將互聯網中有可能影響數據傳輸速度和穩定性的環節避開,保證內容傳輸的穩定性。
3.6優化圖片顯示其核心思想是實現用戶設備分辨率的自動區分,根據不同分辨率提供不同大小的圖片以供用戶加載。這樣既能使不同終端用戶都獲得良好的用戶體驗,同時不會浪費用戶數據流量和加載速度。
4優秀的響應式WEB框架
4.1GumbyFrameworkGumbyFramework是一個靈活的響應式框架,它建立在SASS基礎之上。SASS是一款CSS預處理器,它功能強大,提供很多新的工具來支持使用者快速自主開發Gumby框架。Gumby的產品更新緊跟最新的行業技術標準和規范,同時支持chrome、firefox、Opera、IE8-10等多種主流瀏覽器。如果開發者剛剛開始接觸響應式交互網站,那么使用Gumby是非常適合的。它自帶PSDUI工具包,能夠非常方便地幫助制作者開發出一個漂亮的響應式交互布局網站,且不需要太多專業性代碼。
4.2FoundationFoundation由位于加州坎貝爾的產品設計公司ZURB設計開發,是目前非?，F金的響應式WEB設計框架。它擁有很多布局模板、CSS樣式表以及自己開發的優秀JavaScript插件。同時,Foundation強大之處還在于其將SASS有效整合,開發者可以使用Mixins概念簡化開發行為,使組件的使用更加簡單便捷。
4.3SemanticSemantic優勢在于提供一個共享UI以供開發人員和設計師共同協作,共同開發,提升可控范圍。Semantic使用自然語言習慣來輔助開發,讓開發過程更便捷,同時,Semantic還可以實時進行debug輸出,提示代碼作用。
4.4PureCSSPureCSS是一款輕量級響應式框架,解壓縮后只有5.7KB。它基于Normalize.css框架構建,沒有使用任何JavaScript,只使用了HTML和CSS技術。該框架采用模塊化結構,每一個模塊樣式都可以單獨使用。
4.5TukTukTukTuk是一個高效快速的響應式CSS3框架,以輕量級的設計和面向對象的CSS為優勢,非常容易擴展。5.6KubeKube是一款靈活的CSS框架,包括網格、按鈕、表、排版樣式等實用功能,可對forms,grids,buttons,tables,typography等屬性設置樣式,同時提供LESS文件,給開發人員帶來了極大的靈活性。
二、從社會的行業上看，目前很多公司在招聘交互設計，需求量相當大，而且從事交互設計工作的人員多數是有工業設計教育背景。
有些大型企業有自己的產品研發中心，他們將工業設計人員分在交互設計部門下面，這些說明了，交互設計對產品有必不可少的作用。從原理上看，工業設計的核心原理和交互設計是重合的，工業設計的很多理想理念和工作方法在交互設計中被采用，尤其是以用戶為中心的方法。廣義上，工業設計師的責任是定義新產品，使用對象和使用環境的相互關系，通過產品創造出更加滿足人們的需求，使生活更加方便。必不可少的工作內容是通過設計產品的形式向使用者傳達產品的功能品質等信息，即為一個產品找到其恰當的表現形式，創造出適用于用戶和目標市場的不同的結構外觀和風格，而交互設計卻剛好是以用戶為中心，做體驗化設計。這幾方面都證明了交互設計的出現和人們對其的重視使得工業設計從明確實實在在產品本身向著虛擬的系統方式轉變。隨著這些轉變，使得工業設計教育教學中也出現與之相對應的教學方式。從現有的工業設計教育方法來看，主要是從人們對產品的需求入手，研究不同人群對現有產品的需求，由工業設計師針對此需求提出多種設計設想，從這些概念中慢慢形成產品原形，制造完成結測試后投入市場成為商品。整個過程是從滿足需求和工程制造的角度進行產品設計。盡管人們使用此產品能夠達到預期的目標和任務，但用戶在此過程中可能遇到的困難或者完成預期效率的高低并沒有得到充分的重視。因此，有必要在此系統方法中導入交互充計的思想方法。交互設計解決問題的核心思路是以產品用戶為中心，對用戶使用產品時所產生的行為進行研究和規劃，交互設計思想的導入使工業設計系統進行相對應的調整和完善。調整后，基于交互設計思想的工業設計系統，不僅研究用戶需要什么樣的產品，如何實現產品的功能，如何低成本高效率的制造出產品，更關注用戶如何更加方便地使用這些產品，得到更好的體驗。
三、交互設計思想在工業設計的領域不斷深入，其應用不僅在計算機相關的產品領域，交互設計并不只是設計活動中的一個過程
也并不只是關注軟件界面設計和網頁設計，交互設計的思想、原則和方法應貫穿在整個工業設計過程之中。為了解決目前人與產品這間在交互方面存在的問題，是為了人與物之間的協調與和諧?；诮换ピO計思想的工業設計系統，優化了產品設計部門的人員構成，提出工業設計師，交互設計師與其他設計人員協作共同完成，這為工業設計研發提供了一條新的思路，使產品在投入市后成功率更高，人們也相對應的得到更好的產品用戶體驗。同傳統設計教育的重技巧、經驗傳授，重感性直覺與靈感產生的培養訓練有所不同，現代工業設計教育更加重視知識的背景、創意過程、思維方式、運用方法，以及培養學生的創造能力和研究能力。
1.2交互設計要點對于交互設計要注意的問題有很多，大致分為顏色、聲音、圖標、對話框、國際化等。（1）顏色的使用。界面配色方面，要注意元素的顏色、相鄰界面的顏色、文本的底色等，并且要使界面變得更醒目但不刺眼。還要考慮到文化得差異，一些顏色在不同的地區表示著不同的含義，要想受眾面變得更廣，要注意考慮每個地區的風俗與文化。顏色固然可以使界面鮮明，但是在傳播的過程中，過度使用會使用戶有厭煩的心理，要做到每個顏色都有它的意義。（2）聲音的使用。聲音能夠讓人們清楚地明白界面的內容，但是過度的聲音會使環境變得吵鬧，要注意人們的心理，適當地用聲音做提示。同時，聲音不能單獨出現，需要配合著通過不同的方式傳播信息，避免聲音的遺漏。（3）圖標的使用。界面中圖標的統一十分重要，大圖標小圖標相互轉換，簡單并且與原始狀態相近，這樣會使用戶更快速地找到圖標，而且，圖標不能濫用，不能出現冗余的情況。（4）對話框的使用。對話框的表示要有實際的信息，但是要盡量簡潔沒有負擔，利用空白來規劃整體，將用戶的平均知識水平考慮進去。（5）國際化的使用。要考慮到用戶的所在地，對當地的風俗了解，可以將具有當地特色的圖像、動畫融合進去。在一些特殊的文字要用當地的語言描述，國際化并不一定要完全使用英語。
2交互設計的發展趨勢
2.1發展現狀交互設計在我國的發展相對國外來說起步較晚，但是在最近幾年，發展勢頭正猛，相關企業設置了關于交互設計的研究小組，發展研究交互設計，根據日常生活狀態，將交互設計滲透到網站設計、界面設計等領域。交互設計研究機構。例如，洛可可、青蛙設計等也開始大跨步地發展。我國雖然理論研究較為落后，但是這方面的研究潛力是無限的。工業設計和產品設計將交互設計融合在一起，成為發展智能產品的重要組成部分。
2.2發展趨勢我們在發展交互設計的同時，還要積極地借鑒國外的發展情況。對交互設計研究中要注意兩點：一是要注意典型用戶群，對典型人群做針對性的分析和科學的研究，深入探索用戶需求。二是要注意環境情況，做好產品定位，設定一個大體的環境，在環境中進行設計，在環境中讓測試者使用，鑒定產品交互設計的情況，進行改進和生產。
(2)感知機能的變化。人如果脫離了社會就是一個個體,在社會中只有不斷的吸收外界信息才能使自身不斷成長,接收外界的信息一般使用視覺、聽覺和觸覺一些渠道來完成。人體的這種獲取信息機能如果消退,能夠在很大程度上降低人體對外界信息的利用,利用信息的質量會快速下降,使人與環境互動過程出現問題。對于社會中的弱勢群體來說,身體上的不便使他們降低了和外界互動的過程,身體中的多項機能不能發揮作用,在一定程度上會影響到和產品的交互能力。
2交互設計對弱勢群體產生的影響
(1)手勢識別。由于弱勢群體信息能力有所下降,不能很好的與產品進行交互行為,比如,一些人不能按照說明書上的指示進行正確的操作產品,在這種情況下如果手勢可以解決他們的這些問題就更為方便。人可以通過手勢對產品下達命令,通過這種交互方式來達到自身的目的,將會提高弱勢群體的生活質量。
(2)觸覺交互。視覺和聽覺是人體獲取信息最為關鍵的部位,隨著身體機能的減退,視覺和聽覺會隨之減退,甚至無法發揮作用,但是觸覺不會隨著機能的減退而變化,所以,觸覺尤為重要。我國目前有一些觸覺交互產品應用在弱勢群體當中,比如,一種利用觸覺感應的鼠標、動感游戲控制器,遙控器能夠對手部和身體的壓力進行分析,并把動作時的壓力轉變為一種命令信號。
(3)語音識別。語言是人體獲取信息最大的渠道,比較方便,如果一些身體不便的人在和產品進行交互時能夠通過語言直接對其控制,能夠大大簡化交互過程并且實現交互目的。把命令用一句簡潔的話表達出來,讓產品進行識別和分析,并執行任務。這種交互過程大大降低了與其產品交互的過程,提高了產品工作效率。
二、對交互設計人才培養模式的思考
（一）以培養扎實的專業理論知識為基礎交互設計是一門新型的學科，它與工業設計一樣具有多學科的綜合背景，是一門技術與藝術、理性與感性相結合的科學，并充分體現了交叉學科的特點，綜合了計算機技術、心理學、統計學、人類行為學和設計學等多方面的專業知識，同時兼顧了軟硬件的技術開發。在許多專業理論書籍中它的用戶研究與設計方法和手段也未能從根本上與工業設計專業嚴格地區分開來。所以我們可以參考工業設計的培養模式，并在其基礎上發展交互設計人才的培養模式。交互設計的核心是“以人為本”，目的是讓人們的生活更美好。在香港理工大學設計學院的碩士研究生課程中把用戶研究作為交互設計及其它設計研究方向的公共基礎課。同時建議在高校的課程中合理開設設計心理學、人類行為學、產品開發設計、產品系統設計、傳播學概論、市場營銷學、專業英語、設計表達、設計管理學以及文字性訓練課程，構建以提高實踐能力為中心、以市場需求為導向、以設計能力為基礎的課程體系。
（二）針對性地培養學生的職業技能由于交互設計的應用領域范圍非常廣，所以有了專業的基礎知識外還需要培養學生特定的職業技能，培養學生掌握與使用設計工具的能力。設計是一門有目的的創造性活動，交互設計也不例外，除了讓人們的生活更美好外，它還有一定的商業目的。例如在計算機與互聯網行業，交互設計師需要掌握特定文化背景的人類行為和心理特征，并把自己的設計通過思維導圖、流程圖和線框圖等表達工具呈現出來。這就需要交互設計師掌握快速原形工具、畫流程圖和線框圖的軟件。如業內多用AxureRPPro或Silverlight去畫線框圖，用于畫思維導圖的工具有MindManager、FreeMind等，用于畫流程圖的軟件有MicrosoftOfficeVisio、Word等，用于界面設計軟件有AdobePhotoshop、AdobeIllustrator等，此外還需要掌握HTML和CSS等軟件的應用。在傳統產品行業，交互設計師除需掌握上述所說的原型設計工具外，還需掌握平面設計工具如AdobePhotoshop、AdobeIllustrator等、適當掌握三維設計工具Rhino、Pro/E、Solidworks等，以及渲染工具Vray、Keyshot等。此外，除了上述的硬性技能條件外，交互設計師還必須掌握諸如團隊協作能力、溝通交流能力、語言表達能力、文書表達能力、良好的心理素質與抗壓能力等軟性條件。因為交互設計是一個交叉性很強的領域，一個完整的交互設計活動通常需要由不同學科背景的人共同完成，在團隊合作過程中溝通協調能力顯得尤為重要。
（三）培養良好的生活態度、文化修養與自主學習能力設計師的生活態度與文化修養非常重要。這里的設計師不僅僅指交互設計師，而是所有對人類文明做貢獻的人，是廣義的設計師。設計師們應該懂得如何關心人、關心社會、熱愛生活。然而，對于這方面的培養在高校教育中還較為欠缺，但這不能僅僅依靠高校教育，造成這種狀況的原因是復雜的。每位學生的文化教育背景與經歷都不一樣，很多時候教師在教授專業知識之余很少有精力再對每位學生進行專門的指導，生活態度與個人修養還是得靠學生自己努力。但高校還是可以盡量提供條件，譬如可開設設計鑒賞課程，在課程中評講部分設計優良、對人類生活有重大貢獻的產品，從而引導學生的設計思維，開拓學生眼界。還需教授學生如何通過網絡與書籍找到自己想要的資料，了解行業最新動態?，F今社會發展非常迅速，很多時候交互設計行業的最新動態也絕非在教學課本中出現，而是通過互聯網或各種交流峰會來，如騰訊、淘寶、搜狐、阿里巴巴等都有專業團隊在博客上發表交互設計界的最新研究動態，還有部分專業網站如“藍色理想”“、互聯網的一些事”等也會與交互設計及UED相關的信息。在我國，每年都會舉行交互設計體驗日，它是由廣東省工業設計協會交互設計專業委員會主辦的，高校和業界共同參與的，是交互設計行業里的重要活動。為此，我們必須培養學生的自主學習能力與創新能力，懂得利用各種途徑與手段及時了解行業的最新信息。
（四）增強校企合作，鼓勵自主創新交互設計的核心是以人為本，但同時也與商業市場有著緊密的聯系。創造產、學、研配套的教學環境，為學生提供多元化的教學環境與教育資源，為人才培養提供不同的模式，使學生能夠將知識與實踐相結合顯得尤為重要。在產學研結合中，企業是主體，也是創新的內在驅動力。在人才培養過程中可以把企業的實題項目帶到課堂上，不僅可以利用企業的設備與資源，也為教學提供了來自行業前沿的資訊。同時高校也可與企業掛鉤建立就業實習基地，將學生中優秀的創意與作品通過企業的資源和平臺得以實現，把學生扎實的專業理論帶到企業的產品開發項目中。設計是一項富有創造性的活動，在專業教育中培養學生的創新思維與自主創新能力非常重要。此前，有90后大學生創造了一款名為“超級課程表”的手機軟件，馬上在短時間風靡各高校，兩年間已擁有學生用戶600多萬人，并獲得逾千萬元的融資。這是一個自主創新的成功例子。創新的方式多種多樣，學校所做的就是多鼓勵并盡量提供自主創新的平臺和條件，最重要是培養學生的主動性。
最近幾年我們將交互設計模塊化教學逐步滲透到產品設計專業的本科教學中。我們在教學過程中加強產品設計專業基本技能與設計方法的訓練，在此基礎上培養學生發散性思維的能力，以便更快的適應當前就業的需要。
1．2模塊化教學改革的根本
進行交互設計模塊化教學改革應該堅持幾個原則:一是以目前的產品設計系統化為目標，以用戶的實際需求為目的搭建課程體系，首先培養學生的理論基礎知識，進而學習專業的職業規范和技術;二是將CBE能力本位模式的方法應用在教學過程中，找出產品設計與交互設計的相似性與不同點。將兩者在教學的課程建設上互為補充，相得益彰，既可以在課程橫向結構之間建立一種呼應的關系，也可以在課程縱向結構之間在內容上建立逐漸深入的關系;三是課堂教學與科研項目緊密結合，教師在教學中引入實際項目，注重理論聯系實際的確實運用。
1．3交互設計模塊化教學的搭建方針
在構建產品開發設計課程中的交互設計體系時，我們參考了CBE模式的DACUM(DevelopingACurriculUM)課程開發模式。CBE模式是以能力為本位的模塊化教育模式，這種模式很適合以實踐為主的產品設計專業本科教學的要求，在此基礎上進行交互設計相關的職業崗位分析與職業技能的分析:通過大量的取樣調查，我們對交互設計所從事的工作進行類別歸納。從調查結果可以看出，學生畢業后可以從事交互設計、界面設計、用戶調研與分析、動畫設計等工作。從而我們可以確定在產品開發設計課程中進行交互設計，需要從上面提到的幾個就業方向進行培養。
2交互設計在產品開發設計專業的應用效果
筆者在近幾年產品開發設計專業的教學過程中滲入了交互設計模塊化教學理念，同時還開設了《產品服務設計》的課程，從中深深感受到學生有著強烈的熱情來學習交互設計。在這幾年的實踐教學中有值得繼續發揚下去的經驗，也有需要不斷改進提高的地方。
2．1將共同的知識點進行揉合
我們將交互設計作為考查課程加入到產品設計專業本科教學課程設置以后，如何將交互設計與產品設計的相關課程很好的融合在一起是一個需要不斷探索的難題。經過分析，制定了交互設計與產品設計在堅持各自研究方向的基礎上，將自己的研究特色應用在對方的課程教學體系中，形成了、交叉共生、各具特色的課程結構。例如在產品設計專業本科二年級的課程體系中增開了幾門與交互設計相關的課程，如《圖形創意設計》《互動多媒體設計》等課程。在《計算機輔助圖形設計》課程的教學過程中，會教授學生如何通過計算機輔助設計工具進行文字、圖像的設計創意的技能，為后期學習界面設計做好充分的鋪墊。在《互動多媒體設計》課程中會貫穿幾種應用較為廣泛的動畫設計軟件的教授，并要求學生能熟練的與平面設計軟件結合起來使用，這些課程的開設都是為培養學生具有交互式原型設計的能力。設計程序與方法是交互設計與產品設計區別最大的地方，所以我們在產品設計專業三年級和四年紀的課程構架中增加了《界面視覺設計》《軟產品開發設計》等課程。這些課程的教學目標是將交互設計的研究內容及其起源、發展脈絡融入到產品設計的相關課程中，課程的核心觀點來自于“以人為中心的設計”，即在設計過程中以整體用戶體驗為設計決策的中心［2］。在進行用戶研究的同時還會有角色建模、場景分析、任務分析、原型設計等一系列相關內容需要進行分析?！耙匀藶橹行牡脑O計”體現在交互設計與產品設計的教學上，主要區別在于產品設計教學側重研究人與產品在使用功能、外觀形態、內部結構、包裝運輸等實體的內容;交互設計教學則以洞察人的需求和設計人的行為活動為內容，以數字化藝術設計或服務系統為載體來實現人的操作行為。從技術層面劃分，產品設計注重工藝、材料、成型方法等客觀性的因素，交互設計則側重研究人類學、社會學、心理學與信息科學等主觀性的因素。通過對兩門專業課程目標定位的差異性來看，《界面設計》主要講述運用點、線、面、色彩、空間等元素來設計符合視覺舒適度的畫面，側重方法的研究;《軟產品開發設計》則側重于設計流程內容的講解。在現實中，設計方法與設計流程是相輔相成的關系，設計方法是貫穿在整個設計流程中的，而設計流程又通過一個個相互關聯的環節和步驟來解決一系列的設計問題。
2．2理論與實踐相結合
用戶研究所包含的范圍很廣泛，在具體的教學中我們只能根據產品設計專業的培養目標來教授相應的教學內容來適應學生畢業后的就業方向，如互聯網、終端產品、信息產品的界面設計。在實踐環節模塊的課程設置中，我們把提高學生的操作能力作為教學的主要目標，而對于專業知識的學習是能力提升的媒介，也就是貫徹“知能合一”的教學理念和方法。我們無法預知學生畢業后會從事什么樣的具體工作，行業以后會朝向哪個方向發展都是一個變化的和存在多元因素的問題。教師在課堂上也無法教會學生畢業后所有需要用到的知識，所以傳授給學生最基本的專業設計理念和方法，并培養學生具有很強的自學能力，能夠通過自己的體驗來分析、掌握某一種行業的發展趨勢及發展需求將是學生受益終生的事情。在這種能力的前提下，他們在將來就可以做到與時俱進，從而獲得更多的個人發展空間。在課堂教學的同時，為了讓學生充分感受企業中的工作氛圍，我在產品設計專業四年級學生的《產品設計WorkShop》課程中，挑選了5個學生組成一個工作組。并布置給該工作組一個設計大賽的任務，大賽的命題是2014年騰訊QQ空間設計大賽，以騰訊QQ空間應用開放平臺的開發為題，大賽內容是體驗從空間內容策劃、應用技術支持、用戶需求調研、設計到原型開發的全部開發過程。由于學生是新接觸交互設計，對項目的實施展開有一定的困惑，所以我把工作組的任務分成了前期策劃、概念初期、概念中期、概念后期以及技術支持五個階段。前面三個階段的任務由工作組一起來完成，5個學生根據每個人的特長在團隊中承擔不同的角色，并按照項目任務進度表按計劃的展開工作。進行到概念后期時，為了提高每個學生的實踐操作能力，項目需要每人提交一份視覺設計報告和演示DEMO，然后對每套方案進行評價，從中挑選出一套最有創新性的方案進行開發，完成騰訊QQ空間網頁設計。由于比賽都有時限性，工作組的學生們會在既定時間內按照進度表來控制每個環節的進展，整個課程結束后，學生對交互設計的方法、流程、合作方式，以及后期技術支持有了一個更加系統的認識和感受。在這種實踐性的課程模式中，將教學中的理論知識與項目中的實踐活動相結合，并通過團隊合作的形式來完成項目，達到了理論聯系實際的教學效果。
2．3合理進行課程設置
在進行模塊化教學改革的進程中，由于積累的經驗不足，使得交互設計在產品設計專業的教學課程結構設置中有發生沖突的地方。例如在某些課程教學內容上存在部分內容重復或者相近，而教師在教學中又沒有知識點側重的情況下就會給學生帶來厭煩情緒，而降低課堂教學效果。所以我們在交互設計模塊化教學改革過程中要充分協調每一門課程，合理規劃課程結構，注重學生專業能力的培養。交互設計更為重視的是對于用戶的行為和心理等主觀方面的研究，所以在教學中需要增加設計心理學、人類行為學、人類社會學等方面的基礎理論知識，但是目前產品設計專業的教學計劃中列出的理論課程多半與產品的結構、技術、功能等知識有較強的關聯性，在先導課程較為缺失的情況下，學生在后期的交互設計的學習上會出現知識鏈斷點，對于完善學生的知識結構形成不利影響。
盡管現在還只是在很小的范圍里傳播，但看起來，設計有潛力成為又一個中國企業界人人談論的能改變一切的“魔法棒”。外界的聲音也在推動著這股潮流，《商業周刊》亞洲版試圖在題為《中國設計(ChinaDesign)》的封面文章中回答：“中國大陸如何成為熱門產品的全球中心？”菲利普·多德(PhilipDodd)，英國創意機構“中國制造”(MadeinChina)的主席，則在東西方媒體上都強調著這樣的觀點：“現在每個人都還認為，創意工業屬于西方?？粗?，用不了多久，英國人就該學會如何去適應中國創意風行全球的局面?！?/p>
以前在企業界流行過不少“魔法棒”，比如質量、技術、品牌、學習型組織、互聯網、韋爾奇等等，它們都或多或少產生了一定的作用，但最終我們都會發現，它們并不是神奇的魔法棒，不會立竿見影。過去的魔法棒的命運不外乎兩種，一種是在失去表面的作用之后就被迅速拋棄，一種是成為無所不包的東西，它可以被用來解釋所有的問題，卻無法發揮什么實際作用。設計的流行可能是好事，它能夠把中國企業的注意力稍稍從自主創新的一個方面——技術上稍稍移開，使得它們意識到，創新除了核心技術以外，還有設計這一條支柱。但是，如果我們希望從設計中獲益，那么在設計成為一個包羅萬象的流行詞匯之前，我們不妨自問一下這樣的問題，設計是什么？
設計包羅萬象
提到“設計”這個詞，我們會聯想起什么？美、酷、新奇、讓人眼前一亮，這大概是對設計的普遍期待，它常常被等同于美的外觀。設計被視為塑造品牌形象的工具，是漂亮的標識、包裝、場所，或者其他一些可以被用來營銷的概念。設計也常常讓人聯想起由藝術家組成的設計團隊，設計被看成藝術天才的大腦的神奇產物。設計也常常和奢華聯系在一起，它通常意味著更高的價格……這一切是設計，又不是設計。改變產品、品牌的外在形象的確是設計的力量能立刻展現出來的地方。外形上的美是我們可以一下子發現的，產品是美的也逐漸像質量一樣變成產品成功的必要條件，但是，設計不僅僅是這些。
所有人都看到了蘋果和Google的設計，但是，把產品顏色變成蘋果的略帶透明的白色，或者把網站界面設計成類似Google那樣的簡潔樣式就可以獲得它們的設計感嗎？答案很顯然是“不”。在我看來，技術決定提供的顧客的功能，而設計決定如何把這些功能提供給顧客，它包括產品或服務的外形、產品與顧客的交互界面，包括在人們頭腦中形成的意象，包括對提供哪些功能給顧客、而不提供哪些的決策，它涵括顧客在與產品和服務交互時的所有體驗。
這正是為什么家居用品、時尚產業不是企業在試圖改善設計時能找到多少借鑒的領域。雖然它們有很多非常美的產品、被認為是設計最多的地方，也有著最多的設計界明星，但是，問題在于，它們的功能本質上都非常簡單，因而設計師把幾乎全部力量都用在外形之上。企業界過多地向它們借鑒只會誤入歧途。
交互的體驗界面
在把設計視為與用戶交互的界面這一層面上，以強調設計的易用性聞名的美國西北大學教授唐納德·諾曼(DonaldNorman)曾這樣分析道，設計必須反映產品的核心功能、工作原理、可能的操作方法和反饋產品在某一特定時刻的運轉狀態。
對功能和外形的平衡，我們可以看看處在另一極端的例子：Google。在后臺，Google的服務器收集網絡上幾乎所有的信息，以復雜的公式進行運算、排序，但對用戶而言，我們只需要在它那個簡潔的頁面中輸入一個或幾個要搜索的詞，就可以得到我們想要的。2002年飛利浦公司把公司圍繞“simplicity”(簡單)這個詞重新定位，它所采用的中文廣告語是“精于心，簡于形”。Google首頁的設計師瑪麗莎·梅耶(MarissaMayer)這樣闡釋它的成功：“在你想要的時候，給你你所要的，而不是給你所有你可能要的，甚至在你并不需要它的時候。”
當然，Google和這兩個例子所說的并不是說設計就應當是“少就是多”(LessisMore)、追求所謂極簡主義，而是說設計應當與功能匹配，為顧客創造好的用戶體驗。Google的成功與其強大的搜索性能有關，也與其簡潔的首頁界面有關，它的成功更由于它強大的功能和簡潔界面是匹配的。針對“少就是多”，著名設計師米爾頓·格拉塞(MiltonGlaser)曾說：“少不是多，恰恰夠才是多。”但不管怎樣，總的來說，對于產品界面的設計，世界知名的產品設計公司IDEO總經理湯姆·凱利(TomKelly)的一句話值得記?。何覀兤鋵嵍荚诘膶ふ腋髯缘摹昂唵蚊髁说慕缑妗?。
在設計產品或服務與用戶交互界面時，有時候還需要考慮到這樣的情形：盡管用戶根本不會用上很多繁復的功能和界面，但他們希望擁有感覺。比如很多人就用微軟的Word軟件錄入文字，但他們仍希望用有著各種用不上的復雜功能的軟件，盡管他們絕大部分時候用不上英特爾最新CPU的性能，但只要有可能他們都希望自己的計算機裝的是最快的CPU。按分類廣告網站客奇集(Kijiji)中國總經理王建碩的說法，我們仔細分辨，用戶是“喜歡有之，還是希望用之”。
如果不能滿足功能需求，再美的設計也是無效的。把設計稱為“新企業的靈魂”的管理大師湯姆·彼得斯(TomPeters)非常痛恨一些酒店的設計，雖然那些酒店有著美輪美奐的設計。彼得斯一年大部分時間都在外進行商務旅行，他往往要在酒店房間坐著工作4-6個小時，但是，盡管酒店提供了舒適的睡椅和大衣櫥，卻沒有舒適的寫字臺和椅子。很多星級酒店特別是針對商務人士的酒店沒有意識到，它們的房間實際上是“辦公室”。
功能與紐帶
設計是要滿足用戶的需求，因而很多時候對用戶需求的調查和分析被視為設計的第一步。在三星的設計中心，他們會請普通消費者將幾大袋食品裝進冰箱，設計師會記錄下各種食品所擺放的位置，從而設計出符合消費者生活方式的產品。明基公司的設計團隊有這樣四個小組進行趨勢研究：宏觀社會趨勢研究小組、研究生活和行為的微觀小組、設計調研小組以及產品進入市場后觀察消費者反應的市場調研小組。
這些用戶調查顯然是我們在改進設計時應該做的，但知名設計公司ZIBA所推崇的用戶研究方法也值得關注：它不再是觀察人們的一舉一動，而是去挖掘他們這樣做的最初動因。比如說，蘋果的iPod并不只是代表音樂，用iPod聽音樂的真正含義更接近于成為某一群人中的一個。對于中國人來說，轎車并不僅僅是交通工具，在它之上往往負載了很多別的意義。這大概是ZIBA公司總裁梭羅·凡史杰(SohrabVossoughi)在北京召開的一次會議上宣稱“設計已死”的原因，他緊接著解釋道，“我指的是那些只是美的、差異化的、讓人眼前一亮的設計?！?/p>
2毛集樞紐互通立交互通區主要技術標準
2.1主線
公路等級：全封閉、全立交、雙向四車道高速公路；設計速度：120公里/小時；路基寬27m，路面寬22.5m；設計荷載：公路—I級。
2.2相交道路
（合淮阜高速）公路等級：全封閉、全立交、雙向四車道高速公路；設計速度：120公里/小時；路基寬28m，路面寬23.5m；設計荷載：公路-I級。
3毛集樞紐互通立交轉彎交通量分析
根據交通量預測，主要交通流為永城合肥方向、祁門阜陽方向；次交通流為永城合肥、祁門合肥。
4毛集樞紐互通立交互通區控制因素影響
該互通立交布局的主要因素：合淮阜高速淮河大橋（距主線距離約1130m）、焦崗湖服務區（距主線距離約600m）、50萬伏高壓線、村莊、焦崗湖規劃大堤、100兆太陽能光伏電廠等。
5毛集樞紐互通立交互通方案布局選型
由于受上述各種因素影響，同時考慮互通區相交道路的平縱指標，主線與合淮阜高速交叉處只能位于合淮阜高速的焦崗湖服務區與淮河特大橋之間，但該區域村莊密集，同時焦崗湖服務區與淮河特大橋間的間距又較?。?700m），因此該互通的布局選型存在較大的局限性。下面就互通的遠景轉彎交通量、工程造價、安全性及社會影響等方面，擬定三個互通方案進行比較。
5.1方案設計一
采用對稱的部分苜蓿葉+定向匝道方案，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速?；ネú荚O較緊促，匝道布設符合主轉彎交通流向，安全性好；但互通與服務區之間無法設置輔助車道或集散車道相連，需改移服務區，社會影響差，工程總體規模巨大。
5.2方案設計二
采用變異苜蓿葉方案，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速。由于合肥祁門及阜陽祁門方向匝道分流點距服務區分合流點較近，互通與服務區之間需設置貫穿的集散車道做一體化設計。該方案基本滿足主交通流需求，兩條高速間的交通轉換主要通過集散車道轉換，對合淮阜的主線交通干擾??；但互通平面指標相對較低，交通組織較復雜，安全性較差，需對焦崗湖服務區匝道進行改造，拆遷量大，社會影響較差，施工期對服務區及合淮阜高速的運營有干擾，工程造價高。
5.3方案設計三
采用雙“Y”型方案，互通布設于東南象限，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速。該方案祁門阜陽及阜陽祁門方向匝道分流點距服務區的分合流點距離較長，互通與服務區之間設置輔助車道貫通。該方案互通平面指標較高，對合淮阜的主線交通流及服務區干擾小，安全性較好，拆遷量小，社會影響較小，工程造價低；但互通匝道主交通流存在一定繞行。
5.4比選結論
方案三雖然主交通流存在繞行、合淮阜主線駛入服務區車輛與縱三匯入車輛存在交織，但互通遠景各轉彎交通量較小，同時互通區的匝道平面指標較好，對合淮阜的改造里程短，工程規模及拆遷小，社會影響小，施工期對合淮阜高速及焦崗湖服務運營影響小，安全性好，因此綜合考慮方案設計三比較合適。
1.2信息交互模型應用方法。根據設計對象的不同，設計時必須采取多角度來分析問題，這是解決現代智能化安全看護服裝設計問題的關鍵所在對智能化安全看護服裝設計而言，交互式設計理念的運用在設計的前期、中期、后期都偏重相應的設計方法，本文按照時間維度對智能化安全看護服裝分成3個階段。
(1)前期設計構思——以“特殊用戶需求”為中心的設計方法。在前期的智能化安全看護服裝設計過程中，了解針對性設計的特殊用戶群體成為前期設計研究的主要工作。通過對特殊用戶環境和需求的綜合分析，得知用戶的安全需求是以看護為主要目的。因此以用戶需求為目的的智能化安全看護服裝設計前期階段的主要任務就是把目標人群、安全隱患環境以及喜好方式進行具體、系統分析研究。因此，在設計初始階段，摒棄最初款式的程式化設計，進而通過對用戶的分析、田野式咨詢，以及看護活動、交往活動來確定用戶生活環境中存在的安全隱患、需求以及期望，進一步明確所要設計的智能化看護系統。例如，老年人之間的交流、思維方式與青壯年人之間的交流、思維方式存在很大差異，這種差異主要體現在交流的非明確性和活動過程中喜怒的傾向性，由此，活動中存在的安全威脅信息和表達信息的能力與方式受到極大限制。這樣以“特殊用戶需求”為關注點，把用戶的實際需求轉移到設計重心上，多角度分析觀察用戶在環境中存在的安全隱患因素。
(2)中期設計實踐——以“用戶活動”為中心的設計方法。特殊用戶需求和安全活動環境分析是中期設計實踐階段推進的重要前提。這一階段所關注的是尋找解決設計問題的框架和全面定義完備的設計細節。現代產品的設計大多通過“活動為中心“的設計方法完成。在進行智能化安全防護服裝設計時，更多的是對穿著主體活動的考慮，從而對服裝進行局部和細節創新設計，在整個設計過程中，會更多地以人體活動為中心，而不是以服裝材料為設計中心。由此，這種設計方式對滿足特殊人群活動的功能性需求具有格外功效。為了減輕看護人員的工作壓力，促進看護人員與被看護者之間的交流，并有效地反饋看護信息。在該設計階段中，對看護對象的各個活動目標的分析研究，均以“活動為中心”的設計為前提。在智能安全看護服裝設計中，由于設計目標功能性明確，在設計時會采用現代電子技術和現代紡織材料技術等科技手段來消除對特殊人群在活動時產生的交流障礙。但是在整個設計過程中，人作為設計本體，其活動具有不可估量因素，由此針對產生各種特定的活動以及行為，其情感和樂趣可能會隨著現代智能科技的引入而逐漸褪去，所以，智能安全看護服裝更應該考慮穿著者的情感滿足。
(3)設計驗證階段——系統設計方法。結構明確，邏輯嚴密。這一階段的設計是讓用戶在測試方案上繼續完善設計。在設計中，偏重于系統設計的階段，從整體上反思和驗證設計的最終產品。需要勾畫出智能化安全系統的各個組成部分，如目標主體、感應器、傳輸裝置、控制器、終端顯示器以及客觀環境，最終達到化整為零的效果。由此整個系統設計方法為整個智能化安全看護服裝設計的最終完成可穿性驗證提供了清晰的解決步驟。以智能化安全系統來說明智能化安全看護服裝的組成部分，見圖2?；诮换ツＰ偷闹悄芑踩醋o服裝設計的不同階段雖然側重不同的設計方法，但其中的任何一種設計方法都不是孤立存在的，尤其對智能化安全服裝設計而言，人一環境一安全需求是整個服裝智能化安全設計的關鍵，畢竟智能化設計是靈活多變的，而且是用戶與系統硬件環境之間相互動態的交往。
2信息交互模型下的智能化安全看護服裝設計
2．1目標消費人群分析智能化安全看護服裝設計是基于智能元件、安全因子以及用戶需求的結合設計，對不同消費人群而言，其實現智能化方法不同。因此，在進行設計前，首先要分析目標消費人群及其所需的期望。由于智能化安全看護服裝設計的特殊性，以看護功能作為設計的主要目的，從而針對性分析消費群體。
2．1．1兒童(學齡前)群體特征分析學齡前兒童年齡在3～5歲，在生理與心理方面和正常學齡兒童存在明顯差異。(1)身體特征。學齡前兒童一般身高為93～107cm，有較好的身體平衡能力，活潑好動。日常生活中好奇心強，敢于探索活動。身體發育快，擁有較強的表現欲。(2)認知特征。與其他年齡段兒童相比，學齡前兒童認知能力強，對事物存在一定疑問，因此具有一定的“社交能力”。但這一階段的兒童，在認知思維方面存在一定的缺陷，對事物邏輯判斷能力差。(3)需求能力。3～4歲的孩子已喜歡與相仿兒童交朋友，因此戶外結伴玩耍時間增多，并常常脫離看護人員視線范圍。由于該階段兒童喜歡不斷對社會環境中事物的模仿，并形成自己的傾向性。看護人員應提供有利于兒童健康成長的活動環境5j。因此，學齡前兒童這一群體對事物具有一定的認知能力，但對事物潛在危險不能分辨，需要專人看護，防止外界環境對兒童造成危害。
2．1．2老年群體特征分析老年人年齡的界定延長至65歲以上，在身體機能的變化下，各生理器官逐步開始衰減，主要存在以下特征的變化。(1)生理變化。隨著年齡的增加，感覺器官退化，使得老年人感覺功能下降，體型縮減，行動不便；大腦皮層開始萎縮，大腦對事物的控制能力驟減，造成行動遲緩，記憶力下降，抽象思維能力低。(2)認知能力變化。老年人認知能力隨著年齡的增長而不斷減弱，同時智力下降。對外界事物敏感度不高，由此環境中潛在的安全隱患構成老年人活動的威脅。
2．2具體設計應用在交互設計理念下，智能化安全看護服裝設計不僅體現在服裝與環境的交互上，更為重要的是服裝穿著和與看護人員之間的交互。利用交互模型，在服裝設計上突破傳統“點對點”設計形式，通過服裝這種生活必需品來改善在日常生活中出現的兒童與老年人的看護問題，因此具有一定的研究價值和社會意義。
2．2．1嬰幼兒尿濕感應短褲一款嬰幼兒尿濕感應短褲(見圖3)，其涉及智能系統主要包括3個方面：一是短褲襠部尿濕感應器，應易于拆卸；二是連接襠部尿濕感應傳感器(見圖4)的終端控制器和提示器；三是手持終端控制器的口袋設計。嬰幼兒短褲襠部采用雙層開袋結構，避免了嬰幼兒長時間穿著襠部具有尿濕感應器的短褲而影響舒適性。襠部中尿濕感應器通過感應芯片的設計，在達到一定濕度便會發出相應感應的功能，以此連接的終端控制器可根據看護人員的需要以及嬰幼兒入眠程度進行聲音大小調節，必要時可以設置成震動裝置，及時掌握嬰幼兒尿濕情況，以便看護人員很好的護理，確保孩子身體健康，環境安全。此外，在智能系統終端放置口袋上設計有嬰幼兒喜歡的卡通圖案，由此分散嬰幼兒注意力，使其終端控制器在發生尿濕報警感應時，避免唐突的響聲對嬰幼兒在神智清醒狀態下造成恐嚇，另外，當孩子在哭鬧時，也可以通過卡通形象來安撫孩子，從而達到看護目的。
2．2．2防老年人走失服裝一款基于智能安全GPS定位系統的防老年人防走失的服裝將GPS定位系統嵌入服裝中，并將終端控制器設計于智能手機上，使其可視性、操作性和觸覺體驗性增強，同時充分考慮設計安全性和實效性，以便準確獲知老年人身穿智能防走失服裝的方位，避免走失。
3智能化安全看護服裝交互實現的技術路徑
智能化安全看護服裝交互智能系統的具體技術實現如下：(1)交互信息智能處理系統。交互信息處理系統由微單片機和聲光(震動)報警系統組成。信息處理作為整體的核心處理器和Processing程序建構了智能安全看護服裝的感應與顯示系統]。例如，在兒童智能化安全看護服裝設計中，系統根據兒童所處的位置，采集人體周圍環境數據和信號，并通過核心處理器對匯集信息進行處理，以此系統中的Processing程序對信息數據分析與轉化，產生信息傳遞通道的載體，最終由處理完成的數據啟動聲光(震動)報警子系統?？醋o人員可以通過終端報警系統對處理信息進行控制與反饋，從而進一步促進彼此之間的信息交互與交流。(2)交互信息顯示系統。交互信息顯示系統由發射系統和液晶顯示系統組成，滿足被看護者不同環境需要和看護者自身看護需求。整個交互顯示系統采用LCD作為顯示裝置，以便接人多種傳輸信號，使用串行接口與核心處理器通信，信息接口線少，同時滿足各種串行通信協議，其整體傳輸率可高達4X10Byte／s，且傳輸速度極快，可全速寫入顯示數據。此外，整個LCD顯示裝置通過電膠連接模塊與印制板，達到體積小、安裝方便且易拆卸更換的性能特征。在整體顯示系統中，采用低電壓，配置掉電模式設計，顯示器根據終端控制器與用戶看護環境的需要采用液晶顯示與LED設計。這些交互信息顯示系統的特點適合智能安全看護服裝設計，并可通過服裝藝術設計專業進行全面整合，以實現完美的視覺效果。(3)收發裝置系統。在智能化安全看護服裝終端上建立一個信息收發裝置，其主要功能是實現接受用戶端傳感器的相關信息，掌握看護對象所面臨的安全威脅。通過在Arduino平臺之上建立一個信息收發裝置系統，利用終端無線傳輸系統，接受設計于服裝上的應用傳感端信號以及相關環境安全信息，以便看護人員提前預防看護者潛在的安全隱患。例如，在兒童智能化交通安全服裝中，當兒童行穿馬路或在路邊玩耍時，看護人員可以通過聲音傳感器和光敏傳感器得知聲音分貝以及光照強度，并通過附著在服裝之上的無線傳輸控制服裝上的LED顯示裝置，起到提醒兒童自身交通安全以及路邊行人和車輛旦旦：墮竺堂：塑塑Vo1．42No．9，2014司機的作用，從而增強兒童交通安全性。
隨著科技的進步以及對生活質量要求的不斷提高，人們要求在消費中得到的服務更加快捷、方便、舒適；同時處于激烈競爭環境中的服務性企業也需要吸引顧客，提高企業自身的服務檔次和形象。無線呼叫系統能夠為顧客創造良好的消費環境，使其得到方便及時的服務；企業也能隨時掌握顧客需要的服務，提高服務效率。它可以廣泛應用于酒店、銀行、醫院、娛樂場所等服務性行業中。因此，研究出一種簡單可靠、高效率的無線呼叫系統，對于提高我服務行業的服務水平，改進人們的生活方式，促進社會生活的信息化，具有重要的理論、實用和商用價值。
1無線呼叫系統的結構與功能
圖1所示給出了由一臺中央服務器CSS（CentralSeverSystem）和多臺終端呼叫器MTCU（MultipleTerminalCallUnit）構成的多點對單點無線通信系統。中央服務器CSS與每一臺呼叫器CU（CallUnit）之間以雙向方式傳遞數據，傳輸數據量大，實時性要求高。同傳統的線呼叫系統相比，無線呼叫系統的使用更加靈活，無需在工作環境中鋪設有線物理網絡，極大降低了投資成本。
系統工作在ISM頻段433MHz附近，該頻段無需申請許可證。呼叫器作為數據載體通常由用戶即服務的申請方來控制，每個呼叫器有一個唯一的識別碼。當用戶按其上的發射鍵后，識別碼被發射出去，等待中央接收器的響應；中央服務器接收到服務申請后，根據識別碼鑒定出是由哪一臺呼叫器發出的申請，并給出聲音提示和顯示呼叫器的識別號。
在酬、醫院、娛樂業等經營場所中，中央服務器置于服務臺或值班室中，呼叫器安放在客戶里、病床邊或顧客身邊。顧客隨時可以發出服務申請，中央服務器接收到申請后，發出提示音和顯示識別號碼，通知服務員向提出服務申請的顧客提供服務。
2防碰撞技術
2.1防碰撞問題的提出
在服務行業的營業場所中，顧客需要服務人員能夠提供準確、及時的服務，因此要求所設計的系統有很好的實時性和可靠性。一方面，顧客提出的申請能夠很快地得到響應，使顧客感覺不到時間的浪費；另一方面，中央服務器不能由于接收到的是錯誤信息，使服務員打擾并未提出服務申請的顧客。
針對系統的要求，可以得出導致服務中出現錯誤的原因有二：一是由于無線信道的復雜性，信息在無線信道的傳輸過程極易受到干擾而產生錯誤，接收端不能接收到正確的信息；其二是由于多個呼叫器同時競爭通信信道向中央服務器發出呼叫，各個呼叫器發出的數據相互干擾，使中央服務器不能正確地辨別是哪一臺呼叫器發出的申請。這兩種錯誤可能使沒有發出呼叫申請的顧客得到了不需要的服務，而有服務要求的顧客又得不到滿足，反而降低了服務的效率和準確度，起不到服務行業中需要的無線呼叫系統的作用。對于前一種情況可以采用適當的校糾錯方式，降低中央服務器向服務員提供錯誤呼叫信息的概率，無需本文詳細討論。而對后一種情況，需要找到一種合適的反碰撞方法，這正是本文要解決的問題。
2.2無線呼叫系統的防碰撞技術
數據的碰撞問題即無線通信中的多路存取問題。我們把多個通信通路競爭一個通信信道的最大數據傳輸率以及供它使用的時間片確定的，故分配給每個用戶的通路容量必須滿足：當有多個發射器同時把數據傳輸給同一個接收器時，不能出現互相干擾（碰撞）。在無線電技術中，多路存取問題的存在由來已久。因此，出現了許多方法，可以把不同的用戶信號分開。比較典型的方法有四種：空分多路法、頻分多路法、時分多路法以及碼分多路法。這些經典的多路存取問題解決方法用于移動通信、衛星通信等系統中時，可以將不間斷的數據流傳輸給用戶，并且保證一次分配的通信容量能夠保持足夠長的時間，如同話音通信所需要的那樣（例如在一次通話的整個交談過程）。
圖3系統通信時序圖
對無線呼叫系統來說，中央服務器與呼叫器之間只存在很短的動作周期，這種周期被較長的不等非工作間歇所中斷。呼叫器發出的數據在數十ms的時間內被鑒別，讀出和寫入；接著，中央服務器在較長的時間內不會上到呼叫器發出的信號。但這并不意味我們不需要考慮多個呼叫器同時向服務器傳輸數據的可能性。我們需要的是一種高效的多路存取法，使用戶感覺不到時間的損失就完成了數據的區分、顯示及對用戶的響應。見圖2，許多呼叫器試圖“圖時”將數據傳輸給服務器。
現在比較常用的多路存取方法有頻分復用和時分復用法。頻分復用法（FDM，Frequency-DivisionMultiplexing）是在呼叫器與接收器之間建立多條不同帶的通信信道。但這種方法實現上過于復雜，硬件上需要增加濾波器組；并且由于信道的非線性會產生交調失真和高次諧波，引起信號的串路，因而不適合所設計的無線呼叫系統在本系統使用的是時分復用法（TDM，Time-DivisionMultiplexing）。TMD同FDM相比較具有電路實現簡單可靠，對系統的非線性失真要求不高。
2.3中央服務器與呼叫器之間的通信過程
時分復用的主要特點是利用不同時隙來傳送各路不同的信號，每路信號在時域上是分割開的。我們為每臺呼叫器分配的，可與中央服務器通信的時間段是不同的。因此，要求我們所設計的系統具有良好的同步機制，解決中央服務器與所有呼叫器之間時鐘的步問題。在同步信號的指揮下，每個呼叫器都能在分配給自己的時間段內發送信息。
系統由中央服務器產生的步信號作為整個系統同步的基準信號，這就為所有呼叫器建立了一個能夠計算出各自可以發出呼叫申請時間的起點。這里的同步信號是使整個系統協調工作的同步信號，而并不要求單個呼叫器與中央服務器采用同步通信方式的幀同步信號，呼叫器與央服務器之間的通信仍然可以采用異步通信的方式。呼叫器從收到系統同步信號后，開始計算可以發送信號的延遲時間。延遲時間的長度是在系統設計時就已經約定的，每臺呼叫器對應不同的延遲時間，使各個呼叫器與服務器通信的時間是錯開的，不會產生重疊，也就防止了中央服務器時收到多臺呼叫器的服務申請，避免了數據之間的碰撞。中央服務器產生的系統同步信號是周期性的，這個周期的大小與系統中呼叫器的個數、呼叫器與服務器之間完成一次通信所需要的時間有關，也與硬件設計的系統時鐘大小和數據傳輸的波特率有關。圖3給出了中央服務器與呼叫器之間通信的時序圖。
從圖3中，我們按照時分復用的原則，得出系統能夠正常工作的條件：
系統處于工作狀態后，中央服務器先發出同步信號SYN。該信號是周期信號，在兩個同步信號之間，服務器處于接收狀態。呼叫器CUi接收到同步脈沖后等待Ti時間，并在這臺呼叫器有顧客發出服務申請的情況下才能向服務器傳輸信息。呼叫器CUi與中央服務器通信一次的時間片的長度為ti，在時間片內呼叫器可向服務器重復傳送n次信息，時間片內數據的傳輸仍然采用異步通信的方式。由于所有呼叫器在兩個SYN之間均有一次機會可與中央服務器通信，所以劃分的時間片越長，同步信號的周期也截止大。但若同步信號的周期時間太長，超過顧客對服務等待時間的滿意程度，也就不能滿足系統的實時性要求。所以在保證通信質量的前提下，應提高數據傳輸的波特率，縮短通信時間片的長度，確定系統中呼叫器的適當的數量。
3系統的硬件設計
圖4給郵了無線呼叫系統的硬件結構框圖。系統的中央服務器與呼叫器的控制功能由單片機實現，射頻收發模塊主要由一塊射頻集成芯片構成。此外，中央服務器還有LED顯示電路以及發音電路。
單片機使用Atmel公司的AT89C51，其中集成了4KBFlashROM，主要用來控制射頻集成芯片的收發，數據的識別和提取，進行反碰撞處理。此外，還要控制LED顯示呼叫器的識別號碼及給出提示音。
射頻集成芯片選用Nordic公司的nRF401。NRF401j單片機集成收發芯片，可工作于433.92MHz/434.33MHz兩個頻道，最大數據傳輸率為20kbps，調制方式為FSK，功耗低，且發射功率可以調整，最大發射功率為+10dBm。當工作于等機模式，待機電流僅為8μA，因此很適合用于便攜式的無線通信設備中。連接nRF401的天線是以差分方式連接到nRF401的。在實際設計中，呼叫器的天線采用差分環型天線，這種天線可直接刻蝕在PCB板上。中央服務器的天線采用高靈每度的單端天線，但是單端天線與nRF401之間也必須通過一個差分轉換匹配網絡連接起來。圖5所示的硬件連接原理圖中的各個引腳的功能如下所列。
CS：頻道選擇，CS=0選擇工作頻道1，即433.92MHz；CS=1選擇工作頻率2，即434.33MHz。連接AT89C51的P2.5腳。
DOUT：數據輸出，連接AT89C51串口RXD。
DIN：數據輸入，連接AT89C51串口TXD。
PWR_UP：節能控制，PWR_UP=1正常工作狀態，PWR_UP=0低功耗節能狀態。連接AT89C51的P2.6腳。
TXEN：發射接收控制，TXEN=1時，nRF401為發射狀態；TXEN=0時，nRF401為接收狀態。連接AT89C51的P2.7腳。
NRF401射頻模塊硬件電路的具體設計。為了獲得最佳的RF性能，推薦使用1.6mmFR4板材的雙面PCB；nRF401的直流供電必須使用高性能的RF電容去耦；在PCB板上應該避免長的電源走線；所有的開關數字信號和控制信號都不能經過nRF401的PLL環路濾波元件和VCO電感附近。
4無線呼叫系統的軟件設計
4.1通信協議
為了保證通信成功，通信雙方必須嚴格遵循通信協議的約定。由于nRF401的最大數據傳輸率為20kbps，為獲得中央服務器和呼叫器之間大的通信速率，單片機的系統時鐘頻率為11.0582MHz時，我們將串口的波特率選定在19.2kbps。
由中央服務器向所有呼叫器發系統同步信號。根據設計要求和測試結果，我們將同步信號序列SYN定義為雙同步字符：0xAA和0xAA。所有呼叫器接收到該字符串后，開始計算各自的可以發送呼叫信息等時間Ti。
當對應呼叫器與中央服務器建立起通信關系后，在可通信時間片內采用異步通信的方式。呼叫器向服務器發出握手信號：0xBB；服務器接收到握手信號后發回應答信號：0xCC，接收到應答信號后呼叫器開始傳送數據塊。設計中的數據塊可以直接是使用VCD碼表示的呼叫器的識別號，能很方便地在服務器的LED上顯示出來，還可以傳輸對其它相應服務編碼得到數據。收、發雙方的數據校驗方式采用計算發送數據塊的“校驗和”。呼叫器對所發數據求出“校驗和”，在數據塊發完后將其發到中央服務器中；服務器計算所收數據塊的“校驗和”，并與從呼叫器發來的“校驗和”相比較。若兩者相等，收正確，服務器應答一個“0x00”；叵不等，說明接收器接收到“0x00”的答復后，結束發送。又因為呼叫器發出的服務請求只能在規定時間片段內完成，故必須的服務請求。系統直到等待時間最長的那個呼叫器的時間片過去以后，中央服務器又再次向所有呼叫器發出系統同步信號.
圖6收發程序流程
4.2收發程序設計
