西門子觸摸屏

西門子觸摸屏

從計算機問世以來，早期用戶是以計算機專業人員為主，但隨著計算機廣泛進入人們的工作生活領域，計算機用戶發生了改變，非計算機專業的普通用戶成了用戶的主體。這一重大轉變使計算機的可用性問題變得日益突出起來。人機界面應當是什么樣的？如何去建造這樣的界面？人們開始關注和研究這些問題。這些問題既涉及人也涉及計算機及一些相關的學科，如：心理學、人的因素學（Human Factors）、社會學、語言學等。隨著計算機技術的發展，應用領域的拓寬，從而帶來了不同的理論方法。八十年代以來，人機界面的研究有了發展，微型計算機的迅速普及對此起了重要的推動作用。

2.研究人機界面的各種理論和方法西門子觸摸屏

（1）分析與評價技術:

用于分析、評價用戶界面有效性的理論和經驗方法，如任務分析、話語分析、內容分析及可用性評價等。

（2）設計方

用來產生好的用戶界面設計的方法與技術，如：軟件心理學、環境因素設計法、多方參與設計法以及支持設計過程的工具和標記法。

（3）開發工具和方法:

支持用戶界面開發的工具箱、用戶界面管理系統（UIMS）、快速原型法和程序設計輔助工具等。

（4）交互方式與設備:

新的輸入/輸出設備和設備運用策略，包括視覺、聲音、觸覺、姿態等通信模態及多種模態的集成。

（5）關鍵用戶界面成分：

如用戶界面隱喻（metaphor）、用戶界面風格、智能界面技術、取消、超文本/超媒體以及聯機幫助。

（6）用戶模型：

包括用戶行為模型、關于系統的用戶內心模型、用戶個體差異等。

（7）特定應用的用戶界面設計：

滿足某類應用問題對人機交互作用的特定限制條件和要求的用戶界面設計。如：虛擬現實、智能輔導系統、信息檢索、Internet/WWW、CAD/CAM、專家系統過程控制、決策支持等。

（8）計算機輔助協同工作（CSCW）：

關于如何使用計算機系統幫助人的群體有效協同工作的研究，包括現場觀察研究、理論模型、群體用戶界面開發設計等。

（9）法律與標準：

關于用戶界面的和版權問題、用戶界面的標準化。

這些研究方向目前大多處于十分活躍的發展階段，并且有著較強的分化和相互滲透傾向，有些方向甚至有可能發展為具有相當規模的相對對立的研究領域。

并且發布一些控制信息來指導現場系統的運行。因此，他們對人機界面的直觀性和友好性要求較高，人機界面設計應該考慮以下原則。

1.以用戶為中心的基本設計原則

在系統的設計過程中，設計人員要抓住用戶的特征，發現用戶的需求。在系統整個開發過程中要不斷征求用戶的意見，向用戶咨詢。系統的 設計決策要結合用戶的工作和應用環境，必須理解用戶對系統的要求。方法就是讓真實的用戶參與開發，這樣開發人員就能正確地了解 用戶的需求和目標，系統就會更加成功。

2．順序原則

即按照處理事件順序、訪問查看順序（如由整體到單項，由大到小，由上層到下層等）與控制工藝流程等設計監控管理和人機對話主界面及 其二級界面。

3．功能原則

即按照對象應用環境及場合具體使用功能要求，各種子系統控制類型、不同管理對象的同一界面并行處理要求和多項對話交互的同時性要求 等，設計分功能區分多級菜單、分層提示信息和多項對話欄并舉的窗口等的人機交互界面，從而使用戶易于分辨和掌握交互界面的使用規律和 特點，提高其友好性和易操作性。

4．一致性原則

包括色彩的一致，操作區域一致，文字的一致。即一方面界面顏色、形狀、字體與國家、或行業通用標準相一致。另一方面界面顏色、 形狀、字體自成一體，不同設備及其相同設計狀態的顏色應保持一致。界面細節美工設計的一致性使運行人員看界面時感到舒適，從而不分散 他的注意力。對于新運行人員，或緊急情況下處理問題的運行人員來說，一致性還能減少他們的操作失誤。

5．頻率原則

即按照管理對象的對話交互頻率高低設計人機界面的層次順序和對話窗口萊單的顯示位置等，提高監控和訪問對話頻率。

6．重要性原則

即按照管理對象在控制系統中的重要性和全局性水平，設計人機界面的主次菜單和對話窗口的位置和突顯性，從而有助于管理人員把握好控 制系統的主次，實施好控制決策的順序，實現調度和管理。

7．面向對象原則

即按照操作人員的身份特征和工作性質，設計與之相適應和友好的人機界面。根據其工作需要，宜以彈出式窗口顯示提示、引導和幫助信息 ，從而提高用戶的交互水平和效率。

人機交互界面，無論是面向現場控制器還是面向上位監控管理，兩者是有密切內在聯系的，他們監控和管理的現場設各對象是相同的，因此 許多現場設備參數在他們之間是共享和相互傳遞的。人機界面的標準化設計應是未來的發展方向，因為它確實體現了易憧、簡單、實用的基木 原則，充分表達了以人為本的設計理念。各種工控組態軟件和編程工具為制作精美的人機交互界面提供了強大的支持手段，系統越大越復雜越 能體現其優越性。

人機界面的設計過程可分為以下幾個步驟：

3.1 創建系統功能的外部模型設計模型主要是考慮軟件的數據結構、總體結構和過程性描述，界面設計一般只作為附屬品，只有對用戶的情況（包括年齡、性別、心理情況、文化程度、個性、種族背景等）有所了解，才能設計出有效的用戶界面；根據終端用戶對未來系統的假想(簡稱系統假想）設計用戶模型，終使之與系統實現后得到的系統映象（系統的外部特征）相吻合，用戶才能對系統感到滿意并能有效的使用它；建立用戶模型時要充分考慮系統假想給出的信息，系統映象必須準確地反映系統的語法和語義信息?？傊?，只有了解用戶、了解任務才能設計出好的人機界面。

3.2 確定為完成此系統功能人和計算機應分別完成的任務

任務分析有兩種途徑。一種是從實際出發，通過對原有處于手工或半手工狀態下的應用系統的剖析，將其映射為在人機界面上執行的一組類似的任務；另一種是通過研究系統的需求規格說明，導出一組與用戶模型和系統假想相協調的用戶任務。

逐步求精和面向對象分析等技術同樣適用于任務分析。逐步求精技術可把任務不斷劃分為子任務，直至對每個任務的要求都十分清楚；而采用面向對象分析技術可識別出與應用有關的所有客觀的對象以及與對象關聯的動作。

3.3 考慮界面設計中的典型問題

設計任何一個機界面，一般必須考慮系統響應時間、用戶求助機制、錯誤信息處理和命令方式四個方面。系統響應時間過長是交互式系統中用戶抱怨多的問題，除了響應時間的長短外，用戶對不同命令在響應時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機制宜采用集成式，避免疊加式系統導致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準確的術語描述，同時還應盡可能提供一些有關錯誤恢復的建議。此外，顯示出錯信息時，若再輔以聽覺（鈴聲）、視覺（顏色）刺激，則效果更佳；命令方式是菜單與鍵盤命令并存，供用戶選用。

3.4 借助CASE工具構造界面原型，并真正實現設計模型軟件模型一旦確定，即可構造一個軟件原形，此時僅有用戶界面部分，此原形交用戶評審，根據反饋意見修改后再交給用戶評審，直至與用戶模型和系統假想一致為止。一般可借助于用戶界面工具箱作。

1. 人機界面產品的定義

連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等工業控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數或輸入操作命令，實現人與機器信息交互的數字設備，由硬件和軟件兩部分組成。HMI為英文Human-Machine Interface的縮寫。

2. 人機界面（HMI）產品的組成及工作原理

人機界面產品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。根據HMI的產品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運行于HMI硬件中的系統軟件和運行于PC機Windows操作系統下的畫面組態軟件（如JB－HMI畫面組態軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態軟件制作“工程文件”，再通過PC機和HMI 產品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。

3. 人機界面產品的基本功能及選型指標

基本功能：

設備工作狀態顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等；

數據、文字輸入操作，打印輸出；

生產配方存儲，設備生產數據記錄；

簡單的邏輯和數值運算；

可連接多種工業控制設備組網。