針對獨居老人的智能家居Persimmon?UI設計

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設計。Persimmon UI交互界面美觀大方，對老人群體友好。系統主要有安全檢測和控制智能家居設備兩大功能。文章通過數據采集模塊，檢測房屋中的氣體、溫濕度、火焰指數等數據，經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，使獨居老人能夠智能控制家居。

關鍵詞：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。有數據表明，我國獨居老人火災死亡比例占火災死亡總人數的30%左右。因此十分需要一個針對獨居老人的居住環境進行安全檢測以及智能家居控制的設計。

同時截至2014年12月，中國網民規模已達6.49億，但是60歲及以上的網民比例僅為2.4%，中老年人越來越被智能化時代邊緣化。使用智能家居系統前期面臨智能設備的配對、設置等問題，使用流程復雜、文字看不清為老人未使用智能產品的主要原因[1]。因此針對獨居老人的智能家居交互設計，要求界面簡潔，操作簡單。Persimmon UI（柿餅UI）設計為不二選擇，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、開發的一款現代化、類Android觸控效果的嵌入式人機交互界面，擁有豐富的動效支持，即拿即用。

2 基本結構

基本結構可以分成傳感器設計、控制模塊、通信模塊、軟件設計和交互界面UI設計5個部分。傳感器包括氣體、溫濕度、火焰傳感器等，控制模塊包括柿餅派和STM32F103RC，交互界面UI設計包括控件、主界面設計和動畫引擎。通過多個傳感器將房屋內的氣體指數、溫濕度、火焰監測等數據采集到控制模塊，進行數據處理和網絡傳輸。若發生異常情況，系統將發出警告并且報警，處理完的數據將在顯示屏終端上展示。另外老人可以對房屋內的智能設備進行智能控制。

3 ? 系統硬件設計

硬件系統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位置部署傳感器，同時部署智能燈光、窗簾、電器控制系統。

3.1? 傳感器模塊

實現從氣體感應到溫濕度感應再到火焰感應，為獨居老人全天候守護，隨時探查任何細微的家居危險，無論發生任何特殊狀況，系統都立即快速反應，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系統的風量開關，向室外排風。

（2）甲醛傳感器。

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

3.1.2? 溫濕度傳感器

本設計采用 DHT11 傳感器作為變電站設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，性價比極高。

3.1.3? 火焰傳感器

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

3.2? 主控模塊

3.2.1? 柿餅派

柿餅派是基于柿餅UI開發的一款顯示屏板卡，支持豐富的外設通信接口，可外接傳感器或其他主控單元，支持豐富的網絡協議和音視頻播放。

3.2.2? STM32F103RC

集成了高性能ARM?Cortex?-M332位RISC內核。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用的設計。在本設計中STM32搭配RTOS系統使用。

3.3 通信模塊

短信通信模塊采用了工業級GSM/GPRS模塊，性能高，可以撥打電話、發送短信，擁有通用無線分組業務數據傳輸功能，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，電路設計上采用開關電源，用戶識別卡采用目前主流的微卡座，結構緊湊，小巧耐用[2]。

4 系統軟件設計

系統24小時不間斷進行房屋檢測，實現氣體、溫濕度、火焰等信息檢測的功能，對傳感器采集到的數據進行分析處理并上傳，若有任何異常情況，將進行相應處理，及時地預防各種危險事故的發生。同時老人可以在顯示屏終端對房屋內的智能家居設備進行遠程控制，如調節空調溫度、調節燈色溫等。軟件設計美觀大方，功能流程簡單，對老人群體友好，不用擔心不會使用智能設備等問題。

5 交互界面UI設計

柿餅UI整體架設在RT-Thread操作系統之上，實現了一套完整的UI框架，整體風格類似安卓，支持多種動效。在本設計中，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，不同于現有智能家居APP功能的復雜煩瑣，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標簽控件、ImageBox圖片盒控件、Button按鈕控件、Switch開關控件、ProgressBar進度條控件、Slider控件、Wheelstring文本滾動控件。

5.2? 主要頁面設計

包括功能智能設備展示頁面、具體控制操作頁面、數據展示頁面三大界面。在界面設計中，一個界面的顏色盡量保持在3種以內，大區域的顏色采用白色色調，操作控件則使用藍、黃色等彩度較高的顏色來表達。根據老年人的特征，對界面的結構、切換、內容進行合理化設計。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]。

設置智能設備展示頁面為主頁，主界面以Card控件為容器，搭配DotIndicator，實現手勢左右滑動切換智能設備展示頁面與數據展示頁面。

5.2.1? 智能設備展示頁面

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

5.2.2? 具體控制操作頁面

觸控智能設備展示頁面中ImageBox控件后進入相應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，實現亮度與色溫的改變。

在空調控制頁面，通過觸摸Button控件選擇不同的模式，通過Button控件實現調節空調溫度功能，Label+Wheelstring控件實現定時時間選擇。

在窗簾控制頁面，可以選擇全開＼全關兩種快捷模式，或者自己設定窗簾拉伸程度。

5.2.3? 數據展示頁面

展示房屋內傳感器的采集數據。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控件顯示數據量。

5.3 動畫引擎

采用滑屏效果切換智能設備展示頁面與數據展示頁面，進入具體控制操作頁面時采用高斯模糊動效，以增強圖像在不同比例大小下的圖像效果。

6 結語

總體上來說，獨居老年人已經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，Permission UI設計了這款針對獨居老人的智能家居系統，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注度。Persimmon UI交互界面對老人群體友好，有很好的應用前景。

[參考文獻]

[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護系統的設計[J].無線互聯科技，2020（11）：44-45.

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

（編輯 王永超）