针对独居老人的智能家居Persimmon?UI设计

施宇佳

摘 要：为了方便独居老人的生活起居以及消除独居老人面临的一系列潜在安全隐患，文章提出一种针对独居老人的智能家居Persimmon UI设计。Persimmon UI交互界面美观大方，对老人群体友好。系统主要有安全检测和控制智能家居设备两大功能。文章通过数据采集模块，检测房屋中的气体、温湿度、火焰指数等数据，经过分析处理后集合显示在大屏显示屏上，实时显示房屋安全情况。同时部署智能灯光、窗帘、电器控制系统，使独居老人能够智能控制家居。

关键词：Persimmon UI;独居老人;智能家居

1   需求分析以及必要性

随着年轻人纷纷外出工作，独居老人越来越多，不少老人行动迟缓，安全意识淡薄。有数据表明，我国独居老人火灾死亡比例占火灾死亡总人数的30%左右。因此十分需要一个针对独居老人的居住环境进行安全检测以及智能家居控制的设计。

同时截至2014年12月，中国网民规模已达6.49亿，但是60岁及以上的网民比例仅为2.4%，中老年人越来越被智能化时代边缘化。使用智能家居系统前期面临智能设备的配对、设置等问题，使用流程复杂、文字看不清为老人未使用智能产品的主要原因[1]。因此针对独居老人的智能家居交互设计，要求界面简洁，操作简单。Persimmon UI（柿饼UI）设计为不二选择，Persimmon UI是上海睿赛德电子科技有限公司历时5年时间精心打磨、开发的一款现代化、类Android触控效果的嵌入式人机交互界面，拥有丰富的动效支持，即拿即用。

2 基本结构

基本结构可以分成传感器设计、控制模块、通信模块、软件设计和交互界面UI设计5个部分。传感器包括气体、温湿度、火焰传感器等，控制模块包括柿饼派和STM32F103RC，交互界面UI设计包括控件、主界面设计和动画引擎。通过多个传感器将房屋内的气体指数、温湿度、火焰监测等数据采集到控制模块，进行数据处理和网络传输。若发生异常情况，系统将发出警告并且报警，处理完的数据将在显示屏终端上展示。另外老人可以对房屋内的智能设备进行智能控制。

3   系统硬件设计

硬件系统主要包括传感器检测模块、主控模块、通信模块等。在门厅处安装大屏显示屏，按照传感器功能在房屋相应位置部署传感器，同时部署智能灯光、窗帘、电器控制系统。

3.1  传感器模块

实现从气体感应到温湿度感应再到火焰感应，为独居老人全天候守护，随时探查任何细微的家居危险，无论发生任何特殊状况，系统都立即快速反应，保障独居老人的安全。

3.1.1  气体传感器

（1）二氧化碳传感器。

CO2传感器探测空气中二氧化碳的含量，当空气中二氧化碳含量超过一定范围时，可以通过控制器来控制新风系统的风量开关，向室外排风。

（2）甲醛传感器。

甲醛传感器通过扩散原理对空气中存在的甲醛进行探测，同时对醇类、苯和萘等气体也有一定的程度的响应。使用16位AD转换器，转换精度、灵敏度都较高。

3.1.2  温湿度传感器

本设计采用 DHT11 传感器作为变电站设备室的温湿度传感器，此传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，抗干扰能力强，性价比极高。

3.1.3  火焰传感器

在电路中有专门的阈值电路，当传感器检测值超过设定的阈值时，输出电路接通，输出高电平;当传感器检测值低于设定阈值时，输出低电平。通过输出电平的高低，就可以判断是否有火灾的发生[2]。

3.2  主控模块

3.2.1  柿饼派

柿饼派是基于柿饼UI开发的一款显示屏板卡，支持丰富的外设通信接口，可外接传感器或其他主控单元，支持丰富的网络协议和音视频播放。

3.2.2  STM32F103RC

集成了高性能ARM?Cortex?-M332位RISC内核。电源电压为2.0 V至3.6 V，全面的省电模式集可用于低功耗应用的设计。在本设计中STM32搭配RTOS系统使用。

3.3 通信模块

短信通信模块采用了工业级GSM/GPRS模块，性能高，可以拨打电话、发送短信，拥有通用无线分组业务数据传输功能，支持透明传输模式和域名解析，并有双音多频解码识别对方密钥，电路设计上采用开关电源，用户识别卡采用目前主流的微卡座，结构紧凑，小巧耐用[2]。

4 系统軟件设计

系统24小时不间断进行房屋检测，实现气体、温湿度、火焰等信息检测的功能，对传感器采集到的数据进行分析处理并上传，若有任何异常情况，将进行相应处理，及时地预防各种危险事故的发生。同时老人可以在显示屏终端对房屋内的智能家居设备进行远程控制，如调节空调温度、调节灯色温等。软件设计美观大方，功能流程简单，对老人群体友好，不用担心不会使用智能设备等问题。

5 交互界面UI设计

柿饼UI整体架设在RT-Thread操作系统之上，实现了一套完整的UI框架，整体风格类似安卓，支持多种动效。在本设计中，考虑到老人视力下降的普遍情况，人性化地采用    22号加粗大字体。同时页面布局简单大方，不同于现有智能家居APP功能的复杂烦琐，对老人群体友好。

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标签控件、ImageBox图片盒控件、Button按钮控件、Switch开关控件、ProgressBar进度条控件、Slider控件、Wheelstring文本滚动控件。

5.2  主要页面设计

包括功能智能设备展示页面、具体控制操作页面、数据展示页面三大界面。在界面设计中，一个界面的颜色尽量保持在3种以内，大区域的颜色采用白色色调，操作控件则使用蓝、黄色等彩度较高的颜色来表达。根据老年人的特征，对界面的结构、切换、内容进行合理化设计。将功能分组，做到简单明了。界面中使用的文字少而精，并且以精简的图形为主，引起使用者共识，保持图形的单纯性[3]。

设置智能设备展示页面为主页，主界面以Card控件为容器，搭配DotIndicator，实现手势左右滑动切换智能设备展示页面与数据展示页面。

5.2.1  智能设备展示页面

展示房屋里能进行控制的智能设备，并有简单的开关功能。Card控件中包含3个Panel控件，分别对应灯、窗帘、空调3个智能设备。每个Panel控件中从上到下用ImageBox控件显示智能设备图片，Label控件展示智能设备名称，Switch控件对智能设备进行启动/关闭操作。

5.2.2  具体控制操作页面

触控智能设备展示页面中ImageBox控件后进入相应的具体控制操作页面。在智能灯控制页面，用label控件搭配Slider控件，实现亮度与色温的改变。

在空调控制页面，通过触摸Button控件选择不同的模式，通过Button控件实现调节空调温度功能，Label+Wheelstring控件实现定时时间选择。

在窗帘控制页面，可以选择全开＼全关两种快捷模式，或者自己设定窗帘拉伸程度。

5.2.3  数据展示页面

展示房屋内传感器的采集数据。页面以5个Panel控件布局，每个Panel控件里用Label控件展示采集信息名称，ProgressBar控件显示数据量。

5.3 动画引擎

采用滑屏效果切换智能设备展示页面与数据展示页面，进入具体控制操作页面时采用高斯模糊动效，以增强图像在不同比例大小下的图像效果。

6 结语

总体上来说，独居老年人已经成为我国老年人口的主体，面对一系列潜在的安全隐患以及基于智能家居、传感器技术，Permission UI设计了这款针对独居老人的智能家居系统，不仅能保障独居老人的安全、方便他们的生活，还能提高社会对獨居老人的关注度。Persimmon UI交互界面对老人群体友好，有很好的应用前景。

[参考文献]

[1]金玮，李金龙，王蓉.智能时代的“边缘人”：中老年人如何融入智能时代[J].时代金融，2016（29）：223，228.

[2]徐启明，杨伟新.一种独居老人家庭监护系统的设计[J].无线互联科技，2020（11）：44-45.

[3]姚江，封冰.体验视角下老年人信息产品的界面交互设计研究[J].包装工程，2015（2）：67-71.

（编辑 王永超）