人机界面的发展及特点
人机界面HMI市场分析报告
人机界面HMI市场分析报告1.引言1.1 概述人机界面HMI（Human-Machine Interface）是一种通过人机交互技术实现人与机器之间信息交流和控制的界面设备。
它包括了人机交互的硬件、软件和通信技术，旨在提高操作效率、降低用户成本、改善用户体验。
本报告旨在对人机界面HMI市场进行全面的分析，深入了解当前市场现状以及发展趋势，为相关企业和投资者提供参考和决策依据。
通过对市场情况的详细梳理，为行业发展提供客观的数据支撑和发展方向指引。
在引言部分，首先会对人机界面HMI的概念进行介绍，以便读者能够对本报告的主题有一个清晰的认识。
随后将介绍本文的结构，以及目的和意义，最后对整个报告进行总结。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下：本报告分为引言、正文和结论三部分。
引言部分包括对人机界面HMI 概念的概述，对本报告的结构和目的进行介绍，最后对报告内容进行总结。
正文部分包括对人机界面HMI市场现状和发展趋势的分析。
结论部分总结市场分析结果，展望未来发展趋势，并对整个报告进行结论。
"1.3 目的":本报告的目的是对人机界面HMI市场进行全面分析，包括市场现状和发展趋势。
通过对市场数据和趋势的深入研究，我们旨在为企业和机构提供有益的市场信息，帮助他们制定有效的市场策略和决策。
同时，本报告还旨在为行业相关人士提供深入了解人机界面HMI行业的机会和挑战，促进行业的健康发展和创新。
通过本报告的发布，我们希望能够为人机界面HMI市场的参与者提供参考和指导，促进行业的可持续发展。
1.4 总结在本文中，我们对人机界面HMI市场进行了深入的分析和研究。
通过对HMI概念、市场现状和发展趋势的探讨，我们可以得出以下结论：首先，人机界面HMI市场正处于快速发展阶段，受到数字化和智能化技术的推动，各行业对HMI的需求不断增加。
其次，人机界面HMI市场的竞争激烈，市场份额被全球范围内的厂商竞相争夺，技术更新换代速度快，产品差异化趋势明显。
人机界面的基本功能.PPT-
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人机界面产品的分类
1、根据其输入方式的不同，可以将人机界面产品分为四类，分别是 薄膜键盘输入的HMI 、触摸屏输入的HMI 、触摸屏+薄膜键盘输入 的HMI与基于PC计算机的HMI。
处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。 根据HMI的产品等级不同，处理器分为8位、16位、32位的处理器。 HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行 于计算机Windows操作系统下的画面组态软件。
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1.1.1 人机界面的发展
随着计算机技术的发展和应用领域的拓宽，从而带来了不同的理 论方法。20世纪80年代以来，人机界面的研究有了前所未有的发 展，微型计算机的迅速普及对此起了重要的推动作用。由于用户 界面能更好地反映出设备和流程的状态，并通过视角和触摸的效 果，带给用户更直观的感受，因此国内的自动化产业，一些原本 不用人机界面的行业，现在也开始使用人机界面了，这说明人机 界面已经成为人们生活中不可缺少的一部分。某些人机界面产品 已经具备了工控机的功能，甚至比工控机更强，它综合了从软件 到硬件，从显示到CPU核心部件，以及工控机的操作系统，包括 工业以及太网的接口。因此，我们所说的人机界面是工控机的另 一种体现形式，而不仅限于显示和控制，也能更好地为客户提供 综合的解决方案。
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人机界面的基本功能
• 过程可视化：将工业生产控制过程动态的显示在HMI设备上。 设备工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等； 可连接多种工业控制设备组网。
工业自动化中的HMI界面设计
05
HMI界面设计最佳实践与案例分析
优秀HMI界面设计的特点
直观性
设计应简单明了，用户能够快速理解界面内 容和操作方式。
可靠性
界面应稳定、可靠，确保实时数据和操作的 准确性。
一致性
界面风格、布局和操作方式应保持一致，降 低用户学习成本。
定制性
根据不同行业和Байду номын сангаас户需求，提供一定程度的 定制化设计。
常见HMI界面设计问题与解决方案
问题一
界面复杂度过高
解决方案
采用简洁的布局和图标，减少不必要的元素 。
问题二
操作不够直观
常见HMI界面设计问题与解决方案
优化数据处理和传输，确 保实时性和准确性。
响应速度慢
提供操作提示和引导，减 少用户误操作。
解决方案
问题三
解决方案
常见HMI界面设计问题与解决方案
问题四
缺乏个性化设置
解决方案
提供一定程度的个性化选项，满足不同用户需求。
工业自动化中的HMI界面设计
目录
• HMI界面设计概述 • HMI界面设计要素 • HMI界面交互设计 • HMI界面设计与工业自动化系统的集成 • HMI界面设计最佳实践与案例分析
01
HMI界面设计概述
HMI的定义与特点
定义
HMI（人机界面）是一种用于实现人 与机器交互的界面，通过图形化界面 展示机器状态、操作控制等信息。
特点
HMI界面设计具有直观、易用、可操 作性强等优点，能够提供丰富的视觉 信息，使用户快速获取机器状态和操 作控制。
HMI在工业自动化中的作用
监控与控制
HMI能够实时显示工业自动化设 备的运行状态、参数等信息，方 便用户进行监控和控制。
简述人机工程学的三个历史发展阶段及其主要特点
简述人机工程学的三个历史发展阶段及其主要特点人机工程学是研究人机交互的学科，主要关注人类在使用技术系统中的行为和需求，以改进和优化人机界面设计，以提高用户体验和工作效率。
人机工程学的发展可以分为三个历史阶段。
本文将逐一介绍这三个阶段及其主要特点。
第一个阶段：早期工程人机工程学（20世纪20年代-60年代）在这个阶段，人们开始关注人与机器之间的交互，并开始研究如何改善人机界面设计。
这个阶段的主要特点如下：1.物理人机界面：早期的机器主要是机械设备，因此，人们主要关注物理上的接口设计，例如按钮、手柄和开关等。
2.误操作和人为错误：此时的用户界面设计并不十分科学，往往存在误操作和人为错误的问题。
因此，这个阶段的研究重点是如何减少误操作和人为错误，以提高用户的效率和满意度。
3.实验方法：为了研究和改进人机界面设计，研究者们采用了实验的方法，通过让用户使用不同的界面设计来测试其效果，并对其进行评估和改进。
4.人机工程学的基础概念出现：在这个阶段，一些人机工程学的基础概念开始出现，例如工作负荷、反应时间和用户满意度等。
这些概念为后续的研究奠定了基础。
第二个阶段：认知人机工程学（70年代-90年代）认知人机工程学是对人类认知过程和心理模型的研究，并将其应用于人机界面设计中。
这个阶段的主要特点如下：1.用户中心的设计：在这个阶段，人们开始将用户纳入设计过程的核心，关注用户的需求和认知过程，以便更好地设计和改进人机界面。
2.认知模型：为了理解用户认知过程，研究者引入了认知模型，例如信息处理模型和工作记忆模型等。
通过研究这些认知模型，人们能够更好地理解用户在使用技术系统时的认知特点和需求。
3.用户测试方法：为了评估界面设计的效果，研究者开始采用更加科学的用户测试方法，并引入了心理学的实验设计原则，例如随机分组、双盲测试和实验对照组等。
4.可用性工程：为了提高技术系统的可用性，人们开始关注用户界面的易学性和易用性。
同时，人们也开始使用可用性测试和评估来验证界面设计的质量。
什么是计算机人机界面
什么是计算机人机界面计算机人机界面（Computer Human Interface, CHI）是指人与计算机之间进行信息交互的界面，是计算机系统中重要的组成部分。
计算机人机界面的设计质量直接影响到用户对计算机系统的使用体验和效率。
通过合理的界面设计，能够提高计算机系统的易用性，降低使用者的操作难度，从而提高工作效率。
一、计算机人机界面的作用计算机人机界面的作用是建立和维持人与计算机之间的沟通桥梁，使得使用者能够方便、高效地与计算机进行交互。
计算机人机界面是用户体验的一个关键方面，它能够影响使用者对计算机系统的满意度和使用效率。
二、计算机人机界面的特点1. 可视化：计算机人机界面以图形化、可视化的形式呈现给用户，使得用户可以直观地理解和操作计算机系统。
2. 交互性：计算机人机界面要求用户与计算机系统进行双向的信息交互，用户可以通过输入指令、点击按钮等方式与计算机进行交互。
3. 易用性：计算机人机界面应该简单易懂，不仅要求用户能够快速上手，还要减少用户的操作错误和困扰。
4. 及时反馈：计算机人机界面需要及时地向用户提供反馈信息，使得用户可以清楚地了解自己的操作结果。
三、计算机人机界面的设计原则1. 简洁明了：计算机人机界面应该尽量简单明了，避免过多的复杂操作和冗余信息，提高用户的操作效率和易用性。
2. 一致性：计算机人机界面应该保持一致性，统一的界面设计可以降低用户的学习成本，提高用户使用的便捷性。
3. 直观易懂：计算机人机界面应该向用户提供直观易懂的界面元素和操作指引，减少用户的思维负担。
4. 可定制性：计算机人机界面应该具有一定的可定制性，让用户能够根据自己的需求和习惯来设置界面风格和个性化操作。
四、计算机人机界面的发展趋势1. 多模态交互：未来的计算机人机界面将结合语音、手势、触摸等多种交互方式，使得用户与计算机之间更加自然和便捷。
2. 智能化：随着人工智能的发展，计算机人机界面将更加智能化，能够理解用户的意图，并根据用户的需求提供个性化的服务。
人机界面的发展及特点
未来的人机界面将支持更多种模态的交互方式， 包括语音、手势、眼动等，使得用户与机器的交 互更加自然和便捷。
虚拟现实与增强现实技术的融合
虚拟现实和增强现实技术的发展将为人机界面带 来全新的交互体验，使得用户能够更加沉浸在与 机器的交互中。
技术挑战与解决方案
技术挑战
如何实现更加智能化和自然化的人机 交互，提高交互的准确性和效率。
人机界面的发展及特点
contents
目录
• 引言 • 人机界面技术基础 • 人机界面设计原则与方法 • 人机界面在不同领域的应用 • 人机界面发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 引言
人机界面的定义与重要性
人机界面（Human-Machine Interface, HMI）是指人与计算机之 间进行交互和信息交换的媒介，是计 算机系统的重要组成部分。
解决方案
通过引入更先进的算法和技术，如深度学 习、自然语言处理等，来提高人机界面的 智能化水平；同时，优化交互设计，使得 用户能够更加轻松地与机器进行交互。
行业规范与标准建设
行Hale Waihona Puke 规范为了推动人机界面的健康发展，需要建立相应的行业规范，包括交互设计、功能实现、安全性能等方 面的标准。
标准建设
制定统一的标准和接口规范，促进不同厂商和产品之间的互操作性和兼容性，降低用户的学习成本和 使用难度。同时，建立人机界面评估体系，对产品的易用性、可访问性、用户体验等方面进行评估和 认证。
创新点的探索包括但不限于：新型交互技术的研 发、用户体验评估方法的改进、人机协同机制的 优化等。
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句法分析
移动终端人机交互技术发展趋势
移动终端人机交互技术发展趋势摘 要：㊀随着移动信息时代的到来，移动终端正从一个仅具备特定功能的终端工具升级为一个综合信息处理平台，这为移动终端提供了更加宽广的发展空间㊂移动终端的人机交互方式也从单一的字符命令形式到图形用户界面，再到智能化人机交互，历经了从人适应计算机到计算机不断适应人的发展过程㊂而在人工智能㊁大数据㊁云计算㊁ＶＲ／ＡＲ等新一代信息技术群的集中推动下，自然交互㊁移动增强现实㊁多模态融合㊁情感计算的研究与发展，必将使得移动终端的人机交互逐步走向更人性化㊁更智能化㊁更容易被用户接受的自然体验层面㊂关键词：㊀移动终端㊀自然人机交互㊀智能化一 移动革命时代与移动终端对于计算和互联网来说，今天已经是一个移动的世界㊂在Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ：ＴｈｅＮｅｗＳｏｃｉａｌＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ一书中，李㊃雷恩尼（ＬｅｅＲａｉｎｉｅ）和巴瑞㊃威曼（ＢａｒｒｙＷｅｌｌｍａｎ）将移动革命（ｍｏｂｉｌｅｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）与互联网革命（ｉｎｔｅｒｎｅｔｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）㊁社会网络革命（ｓｏｃｉａｌｎｅｔｗｏｒｋｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）并列为新时期影响人类社会的三大革命，其中的移动革命指移动终端与无线网络的发展给人们的社会生活带来的巨大变化㊂移动终端，是指能提供数字化信息服务或者通过网络进行数据信息交互的消费类电子产品，是可以在移动中使用的计算机设备，包括智能手机㊁笔记本㊁平板电脑以及其他智能终端设备等㊂在４Ｇ和即将开启的５Ｇ时代，移动通信正朝着越来越宽带化的方向发展，而随着集成电路技术的飞速发展，现今的移动终端设备大多拥有了强大的计算能力，从原来的移动网络末梢迅速转变为互联网业务的关键入口，成为移动互联网时代主要的创新平台㊂在移动终端设备中，智能手机具有独立的操作系统和内存空间，除了具备基本的通话功能，还可以由用户自行安装各类型软件，如阅读㊁游戏㊁地图导航㊁购物等第三方服务商提供的程序，并通过移动通信网络接入互联网㊂另外，智能手机日益大屏化，为用户提供了足够的屏幕尺寸，为软件运行和内容服务提供了支持，手机上的应用，如新闻㊁交通㊁天气㊁商品购物㊁视听娱乐㊁支付等成为用户日常 必需品 ㊂有关统计数据显示，睡觉前每三个人中就会有两个将智能手机放在床头柜上，手机也是他们睁开眼之后查看的第一件物品，可见人们对智能手机的强烈依赖，智能手机成为人们对自身的一种新的扩展与延伸，移动终端应用俨然成为一种 贴身科技 ①，①Ｓ Ｃ 莫蒂：‘触动心灵：移动产品成功法则“，袁中菊译，电子工业出版社，２０１８㊂我们的生活正在被 移动化 ㊂中国互联网络信息中心第４１次‘中国互联网络发展状况统计报告“①表明，２０１７年我国手机网民规模高达７ ５３亿，使用手机上网的人群占比已提升至９７ ５％；手机不断挤占其他个人上网设备的使用，以手机为中心的智能设备，成为 万物互联 的基础㊂移动互联网服务场景在不断丰富㊁移动终端规模在加速增长㊁移动数据量也正在持续扩大，以手机为首的移动终端超越ＰＣ成为第一屏幕，移动终端的人机交互技术也进入快速发展阶段㊂二 人机交互技术发展人机交互（Ｈｕｍａｎ⁃ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ＨＣＩ）②是一门综合学科，主要是研究人与计算机之间的信息交换，研究人类与计算机进行交互的技术㊂它与认知心理学㊁人机工程学㊁多媒体技术㊁虚拟现实技术等密切相关，涉及计算机科学㊁行为科学㊁工业设计和媒体研究等诸多学科㊂人机交互的研究内容十分广泛，涵盖建模㊁设计㊁评估等理论和方法㊂在人机交互方式上，研究人的视觉㊁听觉㊁触觉和力觉等多通道信息的融合，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，旨在设计开发出友好的人机界面，使人机交互和人人交互一样自然与方便㊂人机交互技术作为计算机系统的一个重要组成部分，随着计算机的发展而发展，历经了从人适应计算机到计算机不断适应人的发展过程㊂此外，在当今ＰＣ互联网日趋饱和，移动互联网井喷式发展，移动终端已然成为第一屏幕的场景之下，面向移动应用的人机界面成为人机交互技术研究的一个重要内容㊂移动界面的设计方法㊁移动界面可用性与评估原则㊁移动界面导航技术以及移动界面的实现技术与开发工具，都是当前人机交互技术研究的热点之一㊂①②第４１次‘中国互联网络发展状况统计报告“，中国互联网络信息中心，ｈｔｔｐ：／／ｃｎｎｉｃ ｃｎ／ｇｙｗｍ／ｘｗｚｘ／ｒｄｘｗ／２０１８０１／ｔ２０１８０１３１＿７０１８８ ｈｔｍ㊂孟祥旭等：‘人机交互基础教程“，清华大学出版社，２０１６㊂三 移动终端人机界面人机界面是人与机器㊁环境之间沟通交流的媒介，界面设计是人机交互的重要设计对象㊂良好的界面设计便于用户操作和使用产品，从而提高用户使用产品的交互体验满意度㊂移动终端的人机界面设计遵循人机交互设计的基本规律，但由于其便携性㊁环境多变性㊁计算能力有限性以及网络带宽的限制等，又具有自己的特点㊂下面以手机界面的演化过程为例，分析移动终端人机交互的发展历程与发展趋势㊂1 字符形式的手机界面摩托罗拉是最早研发出手机的公司，也是最早进入中国市场的手机品牌㊂１９９３年摩托罗拉在中国市场推出了第一部 大哥大 Ｍｏｔｏｒｏｌａ３２００㊂当时，手机作为新生事物，技术研发还未成熟，受限于当时的技术水平，人们想要的只是一部能打电话的手机 有接收信号的天线㊁听筒㊁话筒㊁物理键盘以及单行显示的屏幕，能够实现通话和发短信功能㊂人机交互主要采用字符形式，虽具有占用资源相对较低㊁准确㊁高效的特点，但操作很不方便㊂由于市场上手机供小于需的关系，也使得手机成为稀缺的资源，人对手机的通信功能需要远远大于其他需求，因而对手机的大小㊁重量㊁美观㊁交互㊁体验等没有进一步的要求，手机生产厂商更多的是将目光放在相关功能和技术研发上，造成手机外观设计不美观，在交互上不流畅，仅能实现基本的人机交互行为，用户操作体验较差㊂2 图形用户界面的手机界面随着通信技术的发展，第二代移动通信技术实现了由模拟向数字化的转换，依托于第二代移动通信技术的２Ｇ手机的硬件新增了很多功能，屏幕尺寸增大，分辨率提高，手机功能的改进㊁性能的提高，也让手机的操作变得复杂，手机界面随之复杂起来，此时，图形界面相比字符界面更利于用户的操作和理解，成为手机界面的主流㊂这一阶段的手机界面更注重外形美观，人机交互上主要关注的是如何提供操作界面让用户能使用手机各项功能，此阶段的用户界面以满足功能实现为主要目的，按照手机的物理逻辑来组织界面，是一种功能型用户界面，用户在交互过程中更多的是适应手机，而用户体验未真正受到关注㊂随着通信技术的突破，２００８年３Ｇ网络正式开通，智能手机也得到进一步的发展，为适应３Ｇ网络而推出的３Ｇ手机将无线通信与互联网等多媒体通信结合㊂与２Ｇ相比，３Ｇ手机能高效地处理音乐㊁图像㊁视频流等多媒体形式，在手机上即可实现网页浏览㊁电话会议及网上购物等㊂３Ｇ手机界面随着功能的演进也发生了变化，为了增大屏幕的可适性，传统的物理数字键盘消失，取而代之的是触屏界面，通过手指或笔与屏幕的直接触控输入指令和信息，新的触屏交互方式极大地方便了用户快速地进行人机交互，一种新的人机交互方式就此产生㊂随着智能手机的发展和普及，人们对手机界面的需求不再局限于对界面美学形式的创新，以及覆盖所有功能节点的功能型用户界面，人机交互设计也从以物为设计对象，转变为研究用户行为逻辑㊁强调用户体验，构建行为型用户界面㊂２００７年苹果手机ｉＰｈｏｎｅ的问世就是一个跨时代的革命性产品㊂ｉＰｈｏｎｅ简洁明了的外观形式，视觉上完美又和谐，充分符合了当时人们对手机的审美标准㊂４英寸可多点触控的屏幕，分辨率可达６４０ˑ９６０ｐｘ，宽大的屏幕不仅方便用户进行操作，也利于用户上网冲浪和看视频等㊂图标设计上，采用了拟物化的设计风格，方便人们对图标的理解，在交互方式上也进行了创新，采用手势进行人机交互，画面与画面间的过渡采用动画进行转场，视觉感受流畅自然㊂此外，ｉＰｈｏｎｅ手机还加入了重力感应，使得界面不管是横还是竖都能够完美地适配自适应，操作起来也显得更加人性化，关注用户体验成为主要的手机界面设计理念，自此，以用户为中心的人机交互设计成为主流㊂3 多通道手机界面多通道交互（Ｍｕｌｔｉ⁃ＭｏｄａｌＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）是一种使用多种通道与计算机通信的人机交互方式，一般涵盖用户表达㊁执行动作或感知信息的各种感觉通道和动作通道，用户以并行的㊁非精准的方式与计算机进行交互，可使人们从传统的非自然的交互方式中解脱出来，进入自然和谐的人机交互时期㊂由于手机具备随身携带的特点，人们更迫切地需要通过多个交互渠道，如视觉㊁听觉㊁触觉等改善人机信息沟通的方式，进一步提高使用手机的流畅度㊂目前运用在手机上较为成熟的功能主要有：手势交互㊁语音交互和表情交互等㊂手势交互主要指通过人的手势来进行交互㊂手势一般包括人体各部位的运动，但通常指脸部和手的运动㊂通过手指直接在屏幕上点摁来设置手机主屏壁纸；抑或在手机屏幕上通过滑动来解锁手机等㊂手势所含的信息量非常丰富，运用手势能进行很多高效的交互，因为它不仅能够实现快速的通信，而且也能够迅速地传输大量的信息，目前手势交互广泛地运用在手机的人机交互上㊂语音交互技术是在用户语音输入后，手机对语音信息加以识别，获取语义以达到人机交互沟通的一个重要方法㊂如ｉＰｈｏｎｅ手机的Ｓｉｒｉ，只要按ｈｏｍｅ键两秒就可以和手机进行语音交流，手机可直接按用户要求进行操作，代替了过去必须通过手指与屏幕的接触来进行沟通的方式，提升了人机交互的流畅度㊂表情交互技术是通过识别人的面部表情进行交互的方式㊂如手机支付宝应用可通过对面部表情的识别进行付款，ｉＰｈｏｎｅＸ使用３Ｄ面部识别（ＦａｃｅＩＤ）传感器解锁手机㊂多通道交互技术成为近年来迅速发展的一种人机交互技术，目前，多通道用户界面综合采用语音㊁手势㊁视线等多个交互通道，便于用户以自然㊁并行㊁协作的方式进行人机对话，但目前各个通道的信息识别和处理大多还是分离的，只有通过将多个通道的㊁精确的和非精确的输入进行有效整合，获取用户的真实意图，以此提高人机交互的自然性，人机交互界面才能真正实现智能化㊂四 移动终端人机交互发展趋势1 自然人机交互自然人机交互，是指在人与计算机交互时，用户仅使用已有的认知习惯及熟悉的行为方式与计算机进行交互，是以一种非精确的自然行为与计算机进行交互的过程㊂比尔㊃盖茨于２００８年提出了 自然用户界面 （ＮａｔｕｒａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ，ＮＵＩ）的概念㊂现今移动终端的人机界面主要采用图形用户界面（ＧＵＩ），这种用户界面使用键盘或鼠标输入用户指令，用户需要先学习软件开发者已设置好的操作方法，在操作过程中依照预设的操作流程完成交互过程，这对于用户来说，具有一定的学习成本，是一种非自然的人机交互㊂而ＮＵＩ则允许人们使用最自然的交流方式，如通过自然语言㊁手势动作，视线等与机器互动，传统的键盘与鼠标输入将被更为自然的触摸式㊁视觉型以及语音控制界面所代替，人机交互呈现出更加自由的互动模式㊂移动终端因其便携性及移动性，使得用户可以用最简单方便的交互手段去操作，如用手去触摸，用视觉㊁听觉等多种感官进行交互和反馈，以此改进用户体验㊂移动终端的自然交互也成为一个必然的发展方向㊂自然人机交互的目标是摆脱鼠标和键盘的束缚，允许用户综合运用自身的各种感官和已有的生活经验进行操作，最大程度地降低用户的学习成本和负担㊂一方面要求系统能提供可支持语言㊁手势㊁动作㊁表情等多种感觉通道的输入方式，输出上能支持听觉㊁视觉㊁触觉甚至嗅觉等多感官界面表现方式㊂另一方面也要求计算机不再只是一个接收指令㊁执行指令的 笨 系统，而是一个具备学习能力和认知能力甚至是有情感的智能机器人㊂就未来发展趋势而言，自然交互界面将朝着多感官㊁多通道㊁多维度㊁智能化的交互模式方向发展㊂目前，最常见的自然交互技术包括多点触控技术㊁手势识别技术㊁表情识别技术㊁语音交互技术及眼动跟踪技术等㊂随着自然交互技术的进步，自然用户界面已逐步形成㊂然而，自然用户界面在使用的过程中也存在一些可用性问题㊂一是使用场景有限㊂当处在需要精确输入的场景时，自然交互存在明显的不足㊂二是缺乏功能可见性㊂由于操作的非精确性，细节把握能力差，手势交互时，用户往往只能记住几种较常用的手势交互动作；当交互动作层次较深时，用户则不易掌握㊂三是认知的差异性㊂在不同文化背景下往往会因手势所隐喻的交互内容不同而造成认知的偏差㊂这些可用性问题反过来会增加用户的学习成本，使自然交互变得 不自然 ㊂由此可见，自然交互技术应用于计算机与人的交互过程中，也未必是最自然的交互方式㊂从另一层含义上讲，自然交互必须注重用户体验，以用户为中心，综合研究用户心理㊁用户习惯㊁用户类型及使用场景等，设计出用户体验最佳的交互方式，使用户通过其习惯的方式最自然地与计算机交互，真正做到 隐形 的用户界面㊂最好的交互是自然的，最好的界面是没有界面㊂①一个理想的自然人机交互应当能让用户的注意力完全集中在所要进行的操作上而忘记人机界面本身的存在，自然的人机交互将从有形的界面向无形的界面发展㊂移动终端的人机交互必将逐步走向更人性化㊁更智能化㊁更容易被用户接受的自然体验层面㊂2 移动增强现实技术在虚拟现实（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ，ＶＲ）的基础上发展起来的增强现实（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ，ＡＲ）是近年来为用户所认可的高新技术㊂②与虚拟现实不同，增强现实更强调 虚实结合 ，它将现实世界的真实环境和计算机生成的虚拟环境实时地融合在一起，从而给用户在听觉㊁视觉㊁触觉等方面带来相对逼真的综合感受，实现人与环境的自然交融㊂随着移动终端设备的飞速发展，以高性能的智能手机㊁穿戴式设备（智能眼镜等）等为代表的产品为增强现实在移动端的现实应用提供了载体㊂如可将ＡＲ系统整合到一部手机上，摄像头负责采集图像，处理单元对其进行分析和重构，实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算，处理后的图像就会显示在手机屏幕上，从而达到增强现实的效果㊂相对于依赖笨重头盔的ＶＲ，ＡＲ更加便捷灵活，可与智能手机完美融合，更适合目前智能手机的形态㊂用户不需要单独购买ＡＲ设①②ＧｏｌｄｅｎＫｒｉｓｈｎａ：‘无界面交互：潜移默化的ＵＸ设计方略“，杨名译，人民邮电出版社，２０１７㊂王剑：‘增强现实眼控交互技术的研究及应用“，西北工业大学硕士学位论文，２０１５㊂备，仅通过智能手机就能获得ＡＲ所带来的优质体验㊂苹果公司于２００９年９月首次在ｉＯＳ版本中实现对增强现实技术的支持㊂随后，高通等芯片厂商也加大了对移动增强现实技术的硬件支持㊂在ＷＷＤＣ２０１７大会上，苹果宣布在ｉＯＳ１１中配备了全新的增强现实组件ＡＲＫｉｔ，目前通过ｉＰｈｏｎｅ的ＡＲ功能仅用单个摄像头就可以测量距离，而且数据相当精确㊂谷歌的ＰｒｏｊｅｃｔＴａｎｇｏ也是一个针对智能手机的增强现实项目㊂通过手机摄像头㊁传感器和芯片，能实时对用户周围的环境进行３Ｄ建模，通过手机屏幕，将虚拟物品呈现在真实环境中㊂华硕智能手机ＺｅｎＦｏｎｅＡＲ就搭载了对Ｔａｎｇｏ进行了技术优化的高通骁龙８２１移动平台，拥有专门为增强现实而设计的三重镜头系统，包含了能够追踪用户动态的追踪镜头㊁测量自身周围环境的深度感应镜头，再加上捕捉现实环境的２３００万像素主摄像头，能够精准地记录㊁绘制三维空间信息，让虚拟和现实完美结合㊂ＡＲ向用户提供了全新的交互方式，实现更有沉浸感的交互体验㊂集成ＡＲ功能也将会促进手机硬件的进一步发展，如ＩＭＵ惯性测量单元等传感器将成为标配，双摄像头的作用不只有虚化，还能进行环境识别和深度感知㊂ＡＲ手机并不需要在硬件设计上有太大的改变，却能实现更好玩的ＡＲ体验㊂面向增强现实的人机交互具有虚实叠加性㊁三维性㊁交互实时性的特点，面向ＡＲ的人机交互方式也成为一个研究热点㊂ＡＲ／ＶＲ交互方式包括动作捕捉㊁触觉反馈㊁眼球追踪㊁肌电模拟等，其中将眼控交互技术的研究引入增强现实，用户只通过眼睛和界面产生交互，利用图像处理技术，使用能跟踪拍摄人眼睛的摄像机，通过摄入红外线光源，拍摄人的眼角膜和晶状体表面产生的普金野象变化，从而记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹㊂①计算机通过眼动记录准确理解用户的真实意图，用户通过视线操作，来替代鼠标和键盘的输入，这种交互方式也尤其适合移动终端ＡＲ的人机交互，达到了增强①王剑：‘增强现实眼控交互技术的研究及应用“，西北工业大学硕士学位论文，２０１５㊂现实的最高境界，即 所见即所想，所想即所能 ㊂3 移动人工智能与多模态交互在大数据㊁移动互联网㊁云计算等新一代信息技术群的推动下，人工智能迎来了第三次发展浪潮，呈现出深度学习㊁跨界融合㊁人机协同㊁群智开放㊁自主操控等新特征，这将深刻改变人类的社会生活㊁改变世界㊂未来５ １０年，人工智能可能会像水和电一样成为我们生活的必需品㊂①在 万物互联 和人工智能快速发展的当今，人工智能和移动终端的结合，使得移动终端成为重要的创新平台，将为我们带来更加便捷和智能化的移动生活服务㊂人机交互界面的智能化，需要将多种感官信息进行融合，即多模态融合㊂如看到某张图片生成文字或看到文字生成图片和视频，智能体需完成在视觉和语义之间的模态转换，可见多模态人机交互实际上是人与人之间自然交互的模拟，它将人与人之间的交互方式移植到人与计算机的交互中，旨在促进自然便捷的人机交互，减少人机隔阂，营造和谐的人机环境㊂多模态用户界面是采用视线追踪㊁语音识别㊁手势输入等新技术，用户运用多个感觉通道以自然㊁并行和协作的方式进行人机交互的界面㊂系统通过融合多通道精确和非精确信息，快速捕捉用户的意图，这依赖于 多模态深度学习 技术，让智能体本身能够理解多模态信号，从算法本身就需要容纳听觉㊁视觉㊁传感信号进行统一思考，让机器进行多模态协同学习，真正地 聪明 起来㊂如阿里巴巴语音团队提出的多模态智能语音交互技术的解决方案中，通过唇读识别机器视角内人的嘴部动作以识别说话人，并判断说话人与机器的距离以及确定拾音角度，将计算机视觉技术融合到语音识别技术中，解决了嘈杂环境下的远讲降噪问题㊂目前人工智能在感知层有较大的突破，比较成熟的技术是对话式人工智能，人可以运用自然语言控制软件的运行，人和计算机能够直接对话，这是现阶段最现实的一种人工智能应用，包括苹果Ｓｉｒｉ㊁微软①刘庆峰：‘人工智能＋未来已来“，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｓｏｈｕ ｃｏｍ／ａ／１１９８８０７６５＿４８１６４６㊂Ｃｏｒｔａｎａ㊁谷歌ＧｏｏｇｌｅＡｓｓｉｓｔａｎｔ㊁亚马逊Ａｌｅｘａ㊁三星Ｂｉｘｂｙ等在内的多款智能语音助手都在探索这种对话式的人工智能应用㊂智能语音交互作为人工智能发展的核心方向之一，在 万物互联 时代，极有可能成为下一代核心交互模式㊂基于人工智能技术的移动终端，如未来的智慧手机在某种意义上也是一个机器人，具有视觉㊁听觉㊁嗅觉㊁味觉等各种传感器，手机上的移动应用除了拥有感知智能外，还可以通过网络连接云端大脑，拥有认知智能㊂目前有很多利用人工智能技术的移动应用，如语音助手㊁人脸支付㊁名片识别㊁实时翻译等㊂①然而，人工智能在移动终端的应用仍存在计算能力不足的问题㊂人工智能的算法实现需要系统具有较强的计算能力，造成芯片成本过高㊁体积和重量较大，目前仅依靠移动端来实现人工智能应用有较大的难度，这使得人工智能在移动终端的表现力大大降低㊂当前大部分移动人工智能的解决方案是依靠云计算来实现的，但是在需要高度实时响应的应用场景中，移动终端的计算却必不可少，除此之外，安全性㊁隐私性也都是需要利用终端计算的优势，随着移动端ＡＩ芯片升级和算法的优化，人工智能有待将一部分计算处理功能从云端迁移到移动终端，这也是未来移动人工智能的一大趋势㊂4 情感计算被赋予了多种智能的计算机，目前仍然无法理解和适应人的情绪或心境，缺乏人类情绪识别功能，也无法表达情感㊂很难指望计算机拥有类似人一样的智慧，也很难期望人机交互能够真正和谐与自然㊂１９９７年ＭＩＴ媒体实验室Ｐｉｃａｒｄ教授提出了情感计算的概念，她指出， 情感计算是与情感相关，来源于情感或能够对情感施加影响的计算㊂情感计算包括情感识别㊁情感表示㊁情感建模㊁情感交互等四个方面 ㊂②情感计算就是要赋予计算机类似于人的观察㊁理解和生成各种情感的能力，最终①②刘升平：‘移动端人工智能最看好会话交互应用“，ｈｔｔｐ：／／ｇｅｅｋ ｃｓｄｎ ｎｅｔ／ｎｅｗｓ／ｄｅｔａｉｌ／９９４９７㊂ＲｏｓａｌｉｎｄＷ Ｐｉｃａｒｄ，ＡｆｆｅｃｔｉｖｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：ＴｈｅＭＩＴＰｒｅｓｓ，１９９７．使人机交互与人人交互一样自然㊂情感计算是一个高度综合化的研究领域㊂通过计算科学与心理科学㊁认知科学的结合，将情感计算用于人机交互过程，通过研究人与人交互和人与计算机交互时的情绪特点，设计出具有情感反馈的人机交互环境，使得人机交互不仅具有高的感知和认知智力，同时具备高的情绪智力，让计算机也具有高情商，从而有效地解决人机交互中的情境感知㊁情绪理解与情感表达问题，并做出合乎情理的应对㊂当前，情感计算仍处于起步阶段，研究热点及成果大多体现在情感识别层面㊂众所周知，人类的情感非常复杂㊂情感信息还受到环境㊁生理㊁心理㊁文化背景㊁语境㊁语义等因素的影响㊂情感特征的准确提取是情感识别中的难点之一㊂人类在面对面交流时，情感性的信息往往是从语音语调㊁面部表情㊁肢体动作等维度表达出来的，在人机交互过程中，情感特征识别也需要从多个维度来计算，如通过文本情感分析㊁面部表情识别㊁语音情感识别㊁姿态识别，甚至通过生理模式识别，如皮肤电反应㊁呼吸㊁心率㊁体温㊁脑电波等多模态的角度进行情感信息融合，结合当时所处情境的上下文信息，准确地识别并理解人的情感㊂基于情感计算的人机交互如图１所示㊂图１ 基于情感计算的人机交互示意。
经典：人机交互技术-第5章----界面设计
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5.3.2 设计
对用户的观察和分析为设计提供了丰富的 背景素材，应对这些素材进行系统分析 • 常用的素材分析方法是对象模型化，即 将用户分析的结果按照讨论的对象进行 分类整理，并且以各种图示的方法描述 其属性、行为和关系。
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5.3.2 设计
对象抽象模型可以逐步转化为不同具体程 度的用户视图。 • 比较抽象的视图有利于进行逻辑分析， 称为低真视图（Low-fidelity Prototype）； • 比较具体的视图更接近于人机界面的最 终表达，称为高真视图（High-fidelity Prototype）。
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5.3.2 设计
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5.2.3 用户的区别 1. 用户的分类
偶然型用户：没有计算机应用领域的专业 知识，也缺少计算机系统基本知识的用户。
生疏型用户：他们更常使用计算机系统， 因而对计算机的性能及操作使用，已经有 一定程度的理解和经验。但他们往往对新 使用的计算机系统缺乏了解，不太熟悉， 因此对新系统而言，他们仍旧是生疏用户。
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5.2.2 用户体验
影响用户体验的因素很多，包括： 现有技术上的限制，设计人员必须优先在
相对固定的UI框架内进行设计 设计的创新，用户的接受程度上有风险 开发进度表 设计人员容易认为他们了解用户需要，其
实不然
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5.2.2 用户体验
要达到良好的用户体验，理解用户是第一步 要做的：
用户本身不同 用户知识不同 这在系统设计之初进行充分了解
图形用户界面和人机交互过程极大地依赖 于视觉和手动控制的参与，因此具有强烈 的直接操作特点
直接操纵用户界面更多地借助物理的、空 间的或形象的表示，而不是单纯的文字或 数字的表示。有利于解决问题和进行学习
鹭岛LEODO嵌入式人机界面的特点
LEODO嵌入式人机界面的特点LEODO嵌入式人机界面融合了工业控制计算机、WinCE实时操作系统和组态软件技术，是嵌入式系统的最终产品。
作为工业设备与传统人机界面相比，具有以下特点：一.可扩充的硬件系统LEODO人机界面采用基于PC/104总线结构的工业控制计算机系统，能够满足工业环境的要求；在内部可安装I/O控制、现场总线通信扩展板和硬盘等。
有利于功能的扩充。
二.丰富的外部接口LEODO人机界面将RS232/422/485串口、打印机并口，USB、以太网、音频、键盘和鼠标等外部接口作为基本配置提供给用户，方便用户的选用。
三.开放式的软件平台LEODO人机界面采用的实时操作系统，在工业控制领域得到广泛应用，具有可配置及灵活的二次开发能力的特点。
工程技术人员可采用随机提供的ET组态软件，安装硬盘后也可在Windows 98/2000/NT操作系统下运行其它通用组态软件，对有一定编程基础的技术开发人员还可以使用eVC++自行开发和移植应用程序。
四.可连接设备的多样化支持与所有主流PLC、智能仪表、智能模块、变频器等工控设备的连接，对于非主流的新型智能设备的连接，还提供专门的软件定制服务。
五.强大的网络通信功能1.支持多样的串行通讯连接支持1:1连接:通过RS232接口连接一个外部I/O设备支持1:N连接:通过RS485接口连接多个外部I/O设备支持N:1连接:人机界面通过局域网组网，再通过COM口连接I/O设备支持N:N连接：人机界面通过局域网组网，再通过RS485接口连接多个外部I/O设备2.支持以太网通讯PC机与多台LEODO人机界面通过局域网组网，人机界面通过RS232或RS485接口连接多个外部设备，人机界面和PC机都可以远程监视和控制多个I/O设备。
3.现场总线通过总线连接模块，可以把LEODO人机界面连接到PROFIBUS-DP网络里。
六.强大的组态软件数据处理功能1.方便的在线调试方法2. ET组态软件提供丰富的图形库3. 支持历史数据查询、简易报表、趋势曲线的查询、保存、打印等功能。
人机界面的设计原则和实现方法
人机界面的设计原则和实现方法人机界面设计是指人与机器之间交互的界面设计，主要目的是使用户能够方便、高效、愉悦地与机器进行交流和操作。
良好的人机界面设计是提升用户体验的关键因素之一、下面将介绍人机界面设计的原则和实现方法。
一、人机界面设计的原则：1.易学性：人机界面应该易于学习和理解，新用户可以迅速上手。
设计师应该尽量减少用户的认知负担，降低学习的难度。
2.可理解性：人机界面应该能够清晰地传达信息和功能，用户能够理解界面上的各种元素和功能，并且能够准确地解读其含义。
3.易操作性：人机界面应该易于操作和控制，用户能够通过简单的操作实现复杂的功能。
设计师应该尽量减少用户的操作步骤和复杂度，提供直观、简洁的界面。
4.一致性：人机界面中的各个元素和交互方式应该保持一致，遵循统一的设计规范和交互模式。
一致性可以提高用户习惯性和记忆性，降低用户的学习成本。
5.反馈性：人机界面应该能够及时地给用户反馈，告知用户其操作的结果和状态。
设计师可以通过提示文本、图标、动画等方式提供反馈信息，帮助用户理解界面的变化和响应。
6.容错性：人机界面应该具备容错性，能够自动纠正用户的错误操作或者提示用户正确的操作方法。
设计师可以通过合理的交互设计来减少用户的错误操作，提高用户体验。
7.可访问性：人机界面应该具备可访问性，使得不同能力、不同背景的用户都能够方便地与机器进行交互。
设计师应该考虑到用户的视觉、听觉、运动等方面的特殊需求，提供适合的交互方式和界面设计。
二、人机界面设计的实现方法：1.用户研究：在设计人机界面之前，首先需要进行用户研究，了解用户的需求、习惯、能力等特点。
通过用户调研、访谈、问卷调查等方法来获取用户的反馈和意见。
3.交互设计：交互设计是人机界面设计的核心部分。
设计师应该根据用户的需求和特点，设计合适的交互方式和交互流程。
例如，使用简单明了的按钮、链接、表单等元素来引导用户的操作。
4.视觉设计：视觉设计是人机界面设计中的重要组成部分。
西门子HMI人机界面简介及特点
西门子HMI人机界面简介及特点目前，在售的西门子SIMATIC触摸屏系列产品主要有三种Comfort panels(精智面板)、Basic panels(精简面板)以及Smart panels(精彩面板)。
其中Comfort panels属于高端屏，功能较为丰富，而Smart panels则适用于最简洁的应用。
1、Comfort panels(精智面板)的特点，如图1所示。
◆ 宽屏幕显示尺寸从4in到22in(1in =0.0254m)，可进行触摸操作或按键操作；◆ 有效的节能管理；◆ 万一发生电源故障，可确保100%的数据平安；◆ 使用系统卡来简化项目传输；◆ 可在危急区域中使用；◆ 同时支持PROFIBUS/MPI接口和PROFINET(LAN)接口；◆ 支持多种通信协议，例如：PROFIBUS、PROFINET以及第三方协议。
图1 精智面板2、Basic panels(精简面板)的特点。
◆ 适用于不太简单的可视化应用；◆ 全部显示屏尺寸具有统一的功能；◆ 显示屏具有触摸功能，可实现直观的操作员掌握；◆ 按键可任意配置，并具有触觉反馈；◆ 只有一种通信接口，PROFIBUS或PROFINET(LAN)接口；◆ 支持多种通信协议，PROFIBUS或PROFINET以及第三发协议。
3、Smart panels(精彩面板)的特点：◆ 集成的工业以太网接口，可以和S7-200 Smart以及LOGO!OBA7建立连接；◆ 通过以太网可以同时连接3台掌握器；◆ 通过串口可以连接西门子S7-200以及S7-200 Smart plc；◆ 集成的串口(支持Modbus,RS422/RS485自适应切换)，可以和市场主流的小型PLC建立稳定牢靠的通信连接(三菱FX系列、欧姆龙CP1系列、台达DVP-SV/ES2系列)。
人机工程学考试重点
（一）填空题10分肤觉分为触觉、温度觉和痛觉三种。
人的思维类型有动作思维、形象思维、逻辑思维、直觉思维四类。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。
创造力五要素是知识、经验、才能、心理要素以及机遇。
与脊柱腰曲弧线相对应，在设计座椅的时候要考虑腰靠。
把手设计因素包括：直径、长度、形状、弯角等。
作业岗位按人作业时的姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐立姿交替岗位三类。
影响热环境的要素：气温、气湿、气流和热辐射。
事故的主要根源在于人为差错，而人为差错的产生则是由人的不可靠性引起的。
工作中造成人的压力的外部原因主要有工作负荷、工作的变动、工作中的挫折、不良的环境。
视觉警示信息的基本元素（四个）；视觉警示信息的重要因素。
警示标志的一些重要因素（5个）。
设计不良和操作不当是往往是引发人的失误的主要原因。
安全标志是由安全色、几何图形和图形符号构成，用以表达特定的安全信息。
安全标志分为禁止标志、警告标志、指令标志、提示标志4类。
（二）判断题10分（三）名词解释4个，共计20（1）百分位数人机工程学视野与视距明适应与暗适应掩蔽效应形象思维形状编码近身作业空间听阈（四）问答题五个，共计50分（1）为什么“开窗形”仪表比较好而“垂直直线形”最差（2）控制器有哪些编码？（3）简述数字式显示和指针式模拟显示各有什么优缺点？（3）简述影响人的可靠性的外部因素。
（4）音响和报警装置的设计原则是什么？（5）在设计语言传输装置时，应注意哪些问题？（5）作业空间包含哪三种不同的空间范围？（6）如何避免静态肌肉施力？（7）简述作业场所布置总体原则和考虑顺序？（8）简述现代人机工程学发展的三个阶段及其特点。
（9）简述视觉特征。
（10）简述人的信息处理系统工作过程。
（11）简述感觉的基本特性。
（12）简述知觉的基本特性。
（13）记忆的三种形式及其特点（14）设计合理的操作手把主要考虑哪些方面？（15）手握式工具设计一般原则？（16）作业面高度确定原则？（17）振动作业对人体的影响？（18）为了避免事故，在考虑人机工程学原理时，重点放在哪些方面？教材175页（1-3）。
hmi触摸屏
HMI触摸屏1. 简介HMI（Human-Machine Interface，人机界面）触摸屏是一种通过触摸操作来实现与机器人、自动化设备或其他设备通讯的设备。
它通过显示屏和触摸屏的组合，使用户能够直观地与设备进行交互和控制。
HMI触摸屏广泛应用于工业自动化领域，例如工厂生产线控制、机器人操作、智能家居等。
2. HMI触摸屏的功能HMI触摸屏具备多种功能，包括但不限于：•监控和显示：HMI触摸屏可以实时监控设备的各种参数和状态，并将其通过直观的图形界面展示给用户。
用户可以通过触摸屏上的图形按钮、滑动条等进行交互，以实现对设备的监控和显示控制。
•操作和控制：HMI触摸屏可以通过触摸操作来实现对设备的操作和控制。
用户可以通过触摸屏上的按钮、滑动条等进行设备的启动、停止、调整参数等操作。
同时，HMI触摸屏还支持复杂的操作逻辑和自定义功能，以满足不同用户的需求。
•数据记录和报警：HMI触摸屏可以记录设备的运行数据，并提供报警功能。
当设备发生异常或超出设定的阈值时，HMI触摸屏可以及时提醒用户，并记录相关的数据以供分析和处理。
•远程访问和控制：一些HMI触摸屏支持远程访问和控制，用户可以通过网络连接来实现对设备的远程监控和控制。
这使得用户可以在任何地点对设备进行操作和控制，提高了工作的便利性和效率。
3. HMI触摸屏的特点HMI触摸屏具有以下几个特点：•可视化界面：HMI触摸屏通过图形化界面展示设备的参数和状态，使用户能够直观地了解设备的运行情况。
这有助于减少操作错误和提高工作效率。
•易于操作：HMI触摸屏采用触摸操作，用户只需通过手指在屏幕上进行点击、滑动等简单的动作，就能完成对设备的操作和控制。
操作界面通常设计得简洁明了，容易上手。
•灵活性和可定制性：HMI触摸屏支持自定义界面和功能，用户可以根据自己的需求进行界面布局和操作逻辑的设计。
这使得HMI触摸屏能满足不同设备和应用场景的需求。
•实时性：HMI触摸屏能够实时监控设备的状态，并及时更新界面显示。
HMI总结
HMI总结1. 什么是HMI？HMI，即人机界面（Human-Machine Interface），是指人与机器之间进行交互的界面。
它通常以图形化的形式呈现，使用户能够直观地与系统进行沟通和操作。
HMI可以是触摸屏、键盘、鼠标等设备，也可以通过声音、手势等方式进行交互。
2. HMI的应用领域HMI广泛应用于各种设备和系统中，包括但不限于以下领域：•工业自动化：HMI在工业自动化中起着至关重要的作用。
它可以用于监控和控制各种设备和生产过程，使得操作员能够更方便地监测和调整生产线的状态。
•汽车行业：现代汽车中普遍采用了HMI技术，通过触摸屏、车载系统等方式，驾驶员可以方便地控制音响、导航、空调等功能，实现更安全、便捷的驾驶体验。
•医疗设备：HMI在医疗设备中起到关键作用，它可以使医生和护士以直观、高效的方式监控患者的状况，同时也能提供简单易懂的控制界面，方便操作和调整各种设备。
•家电产品：越来越多的家电产品采用了HMI技术，如智能手机、智能电视等。
通过触摸屏、语音控制等方式，用户可以轻松地操作和控制各种设备，实现智能化的家居体验。
3. HMI的特点HMI作为人与机器之间的界面，具有以下几个特点：•直观易用：HMI通过图形化界面呈现信息，使用户能够一目了然地理解系统的状态和操作方式。
同时，它也提供简单易懂的操作界面，让用户能够轻松地进行交互。
•功能丰富：HMI可以提供多种功能，包括数据显示、操作控制、报警提示等。
它可以满足不同应用场景下的需求，提供全面的功能支持。
•可定制化：HMI可以根据用户的需求进行定制。
用户可以根据自己的喜好和工作习惯，自定义界面的布局、颜色、字体等，以实现更好的使用体验。
•跨平台兼容：HMI可以在不同的设备和操作系统上运行。
无论是在工业控制系统中的人机界面，还是在智能手机、电视等消费电子产品中的界面，HMI都能够提供良好的兼容性和跨平台支持。
4. HMI的发展趋势随着科技的不断进步和人们对交互体验的不断追求，HMI也在不断发展。
AI智能交互人机互动新时代
AI智能交互人机互动新时代随着科技的不断进步，人工智能（AI）已经成为我们生活中的常态。
在这个AI智能的时代，人机互动变得越来越便捷和智能化，为人们的生活提供了更多便利和可能性。
本文将探讨AI智能交互人机互动新时代的发展和影响。
一、AI智能交互的概念和特点AI智能交互是指通过人工智能技术使机器能够模拟人类的思维和行为，并与人类进行自然且智能化的交互。
它可以通过声音、图像、手势等方式感知和理解人类的需求，进而以人类能够理解和接受的方式进行反馈和回应。
AI智能交互的特点包括以下几个方面：1. 自然语言处理：AI智能交互可以通过语音识别技术将人类语言转化为机器可以理解的指令和内容。
2. 情感识别和表达：AI智能交互可以通过情感识别技术了解人类的情绪和状态，并以合适的方式进行回应和交流。
3. 个性化交互：AI智能交互可以根据个人的需求和喜好进行个性化的服务和推荐，提供更加精准和贴心的用户体验。
4. 多模态交互：AI智能交互可以综合利用语音、图像、手势等多种交互方式，使人与机器之间的交流更加灵活多样。
二、AI智能交互在不同领域的应用AI智能交互已经在各个领域得到广泛应用并取得了显著的效果。
以下是几个领域的案例：1. 智能助理：AI智能助理如Siri、小爱同学等可以通过声控智能操作手机设备、查询天气、打电话等，帮助人们解决日常生活中的问题。
2. 智能家居：AI智能家居系统能够通过语音识别与居民进行对话，实现智能化的家居控制和设备管理。
3. 智能医疗：AI智能交互在医疗领域可以辅助医生进行医学诊断，提供智能化的健康管理和医疗服务。
4. 智能教育：AI智能交互在教育领域可以提供个性化的学习推荐和辅助教学，帮助学生更好地学习和成长。
三、AI智能交互的优势与挑战AI智能交互的发展为人们的生活带来了很多便利和改变，但同时也面临一些挑战。
1. 优势：- 提供便捷性和高效性：AI智能交互可以提供更为方便和高效的服务，节省人们的时间和精力。
人机协同系统的设计和发展趋势
人机协同系统的设计和发展趋势随着科技的发展，我们进入了一个高度数字化和智能化的时代，尤其是随着人工智能和物联网技术的快速发展，各类智能设备和智慧城市的建设不断涌现，人机协同系统已经逐步成为了一个主流的发展趋势。
本文将围绕人机协同系统的设计和发展趋势展开论述。
一、人机协同系统的概念和特点人机协同系统，简称HMI （Human-Machine Interface），指人和机器之间的交互和协作关系，通常是通过人机界面（HMI应用程序或设备）来实现两者之间的通信。
人机协同系统的特点是数据交互，人机协同，实时响应，模块化组合，可靠稳定等。
二、人机协同系统的设计原则1.人性化设计人机协同系统的设计应遵循人性化设计原则，即充分考虑用户的需求和使用习惯，为用户提供友好的界面和操作流程，使其易于理解和使用。
2. 功能性和易用性人机协同系统的设计应该适应使用场景，并以功能性、易用性和实用性为设计原则，考虑用户的需求，从而提升用户的使用体验。
3. 稳定性和可靠性人机协同系统的设计应该注重系统的稳定性和可靠性，确保系统在长时间和频繁使用的情况下不断稳定运行，同时保证数据的完整性和安全性，防止出现错误和故障。
三、人机协同系统的发展趋势1. 可穿戴设备与人机协同随着智能手表、智能眼镜等可穿戴设备的普及，人机协同正在逐步地从控制器与计算机的联通向人体穿戴设备扩展，通过“眼睛”、“手腕”等设备对人体身体感知的能力，实现对身体指令的捕捉与执行。
2. 超连接技术与人机协同在超连接网络的基础上，人机协同也将向更广阔范围扩展，在社交、生活、工作等各领域不断发展。
例如，智能驾驶将人与车的传统交互方式转换成了对车内智能设备的语音、手势识别等方式，大大提升了汽车智能化的程度，更加适应高速公路、堵车等情况。
3. 人机协同的机械化与自动化人机协同的机械化和自动化越来越成为智能制造的发展趋势。
由于它能够取代人力的操作，提高了工作效率和质量。
在生产流程中，智能机器还能够与人进行“交互合作”，即通过自身的感应器等智能设备，在与人交互时感知人性质与动作，并作出正确的响应。
什么是人机界面
什么是人机界面（HMI）技术？
人机界面（HMI）技术是指用于人与机器之间进行交互的技术和设备，旨在使人类能够直观、高效地与机器、设备或系统进行通信、控制和监视。
HMI技术通常涉及软件、硬件和人机交互设计等方面，以提供用户友好的界面和交互体验。
HMI技术的主要目标是使用户能够方便地理解和操作机器或系统，以实现各种任务和目标。
以下是HMI技术的一些主要特点和应用：
图形用户界面（GUI）：HMI技术通常采用图形用户界面设计，
通过图形、图标、文字等元素来展示信息和操作选项，使用户能够直观地理解和操作系统。
多媒体交互：HMI技术不仅限于文本和图形显示，还可以包括声音、视频、触摸屏、手势识别等多种交互方式，以满足用户不同的交互需求。
实时监视和控制：HMI技术可以实时监视和控制各种系统和设备，如工业自动化系统、智能家居系统、交通管理系统等，帮助用户实现远程监控和操作。
数据可视化和分析：HMI技术可以对系统数据进行实时可视化展示和分析，帮助用户更好地理解系统运行状态和趋势，并做出相应的决策和调整。
用户定制和个性化：HMI技术可以根据用户的需求和偏好进行定制和个性化设计，提供个性化的界面和功能，以提高用户体验和满意度。
人机交互设计：HMI技术注重人机交互设计，包括界面布局、操作流程、反馈机制等方面，以确保用户能够方便、高效地完成任务和操作。
HMI技术广泛应用于各个领域，包括工业自动化、智能家居、交通运输、医疗健康、娱乐等，为用户提供了便捷、高效的交互体验，推动了人机交互技术的发展和应用。
理想汽车的人机交互界面设计
理想汽车的人机交互界面设计随着智能科技的不断发展，汽车的人机交互界面设计也成为了汽车行业的热门话题之一。
一个优秀的人机交互界面设计既要满足用户的需求，又要提供便捷的操作方式，增强驾驶者与汽车之间的互动体验。
本文将从可视化设计、语音交互以及手势控制等方面探讨理想汽车的人机交互界面设计。
I. 可视化设计可视化设计是人机交互界面设计中至关重要的一环。
一款理想的汽车人机交互界面设计应该具备以下几个特点：1. 界面简洁直观：汽车上的界面应该尽量简洁，减少冗余信息，突出主要功能。
大而简单的图标和明亮的色彩应该被运用到界面设计中，以方便驾驶者的快速识别和操作。
2. 自适应性设计：界面应该具备自适应性的设计，以适应不同车型以及不同尺寸的触摸屏。
尺寸和布局的自适应能够提供更好的用户体验，使得用户无论是在操控小型车还是SUV时，都能够方便地操作界面。
3. 一致性界面：汽车上的不同功能模块的界面应该保持一致性，尽量避免让驾驶者在不同的模块之间需要重新适应不同的界面设计。
一致性的界面设计可以提高用户的使用效率，提供更好的使用体验。
II. 语音交互语音交互是现代汽车人机交互设计中越来越重要的一部分。
通过语音交互，驾驶者可以用自然的语言与汽车进行沟通，实现更加便捷和安全的操作。
1. 智能语音识别：汽车的人机交互界面设计应该具备智能语音识别功能，以识别并理解驾驶者的口语指令。
智能语音识别技术的先进性和准确性是衡量一款理想汽车人机界面设计的重要标准之一。
2. 自然语言交互：界面设计应尽可能模仿人类的自然语言，使得驾驶者可以通过正常的口语表达来与汽车进行交流。
自然语言交互的设计有助于提高用户对汽车功能的控制，减少学习和记忆的负担。
III. 手势控制随着智能移动设备的普及，手势控制也逐渐成为了人机交互界面设计的重要一环。
通过手势控制，驾驶者可以通过手势的动作来进行汽车功能的控制。
1. 直观易用：手势控制应该尽可能直观易用，用户可以通过简单的手势完成一系列操作。
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2、根据其显示方式的不同，可以将人机界面产品分为文本显示的 HMI与图形显示的HMI两类。
3、根据其安装固定方式的不同，可以将人机界面产品分为固定安装 的HMI与移动的HMI两类。
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1.1 人机界面的发展及特点
一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，在 工业控制系统中，连接的主要设备是PLC。通用的组态软件支持 的设备种类非常多，如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块 等设备，而且由于PC的硬件平台性能强大，通用组态软件的功能 也很多，适用于大型的监控系统中。
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人机界面的基本概念
3、人机界面的软件 软件一般分为两部分，即运行HMI硬件中的系统软件和运行于计 算机Windows操作系统下的画面组态软件。
4、工控领域 人机界面产品包括触摸屏和组态软件。
• 触摸屏又称图形操作终端（Graph Operation Terminal,GOT）, 是一种代替鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输入设 备。
2、人机界面的组成及工作原理 人机界面产品一般由HMI硬件设备和HMI操作软件两部分组成。 HMI硬件设备包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数 据存储单元等，其中处理器的性能决定了人机界面产品的性能 高低，是人机界面的核心单元。图1-1提供了自动化监控系统的 基本结构总览。
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处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根 据HMI的产品等级不同，处理器分为8位、16位、32位的处理器。 HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行 于计算机Windows操作系统下的画面组态软件。
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1.1.1 人机界面的发展
随着计算机技术的发展和应用领域的拓宽，从而带来了不同的理 论方法。20世纪80年代以来，人机界面的研究有了前所未有的发 展，微型计算机的迅速普及对此起了重要的推动作用。由于用户 界面能更好地反映出设备和流程的状态，并通过视角和触摸的效 果，带给用户更直观的感受，因此国内的自动化产业，一些原本 不用人机界面的行业，现在也开始使用人机界面了，这说明人机 界面已经成为人们生活中不可缺少的一部分。某些人机界面产品 已经具备了工控机的功能，甚至比工控机更强，它综合了从软件 到硬件，从显示到CPU核心部件，以及工控机的操作系统，包括 工业以及太网的接口。因此，我们所说的人机界面是工控机的另 一种体现形式，而不仅限于显示和控制，也能更好地为客户提供 综合的解决方案。
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1.1.1 人机界面的发展
随着数字电路和计算机技术的发展，未来的人机界面产品在 功能上的高、中、低划分将越来越不明显，HMI的功能将越来越 丰富；5.7in以上的HMI产品将全部是彩色显示屏，屏的寿命也将 更长。由于计算硬件成本的降低，HMI产品将以平板计算为HMI 硬件的高端产品为主，因为这种高端的产品在处理器速度、储存 容量、通信接口种类和数量、组网能力、软件资源共享上都有较 大的优势，是未来HMI产品的发展方向。人机界面的改变，将在 形状上、观念上、应用场合等方面都有所改变。
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人机界面的基本概念
1、人机界面的定义 人机界面（Human-Machine Interface）又称人机接口，简称为 HMI。人机界面可以连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直 流调速器、温控仪表、数采模块等工业控制设备，利用显示屏 显示，通过触摸屏、按键、鼠标等输入单元写入参数或输入操 作命令，进而实现用户与机器进行信息交互。
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人机界面的基本功能
• 过程可视化：将工业生产控制过程动态的显示在HMI设备上。 设备工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等； 可连接多种工业控制设备组网。
• 操作员对过程的控制：操作员可以通过图形用户界面来控制工 业生产过程。数据、文字输入操作。
• 显示报警：对工业生产过程的临界状态会自动触发报警。 • 归档过程值和报警：根据需求，可以记录报警和过程值，检索
第一讲 人机界面概述
1.1 人机界面的发展及特点 1.1.1 人机界面的发展 1.1.2 人机界面的功能及特点
1.2 组态软件的功能及特点 1.2.1组态软件的功能 1.2.2组态软件的特点 1.2.3 常用的组态软件
1.3 触摸屏的功能及特点 1.3.1 触摸屏的功能 1.3.2 触摸屏的特点 1.3.3 威伦&三菱触摸屏的规格与型号
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1.1.2 人机界面的功能及其特点
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应 用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和 过程监控装置在领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满 足客户的各种要求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控 对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发 周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使 其重复使用频率低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的 源修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为 解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好 地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的 控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
• 组态软件又称组态监控系统软件，是指一些数据采集与过程控 制的专用软件，是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发 环境，用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制 系统监控功能的、通用层次的软件工具。
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人机界面产品的分类
1、根据其输入方式的不同，可以将人机界面产品分为四类，分别是 薄膜键盘输入的HMI 、触摸屏输入的HMI 、触摸屏+薄膜键盘输入 的HMI与基于PC计算机的HMI。