在线视力检测平台的设计与开发

宋少帅 曾铮 吴克

摘要：为解决传统人工方式视力检测成本高、验光仪器设备价格昂贵，医护人员短缺等问题，该研究设计并开发了在线视力检测系统，该系统以实现自主视力检测为开发目的，采用Spring Boot+Vue开发语言进行具体模块功能的构建，测试者可根据制定的测试方案和规则进行视力检测，测试结束后自动显示视力值并进行视力评估，历史记录可查询，具有检测结果快、精度高、方便等优势，为用户的个人视力档案提供移动的参考和数据支撑。

关键词：在线视力;视力评估;Spring Boot;Vue;自主测试

中图分类号：TP302.1      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）21-0057-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

近年来，人们对视力保护的关注度日益增加，传统的视力检测由医生现场协助测试者对纸质视力表进行分辨，生成的检测结果通过手工方式录入，存在数据不精准、易丢失等问题[1]，目前医院普遍使用验光设备检测视力，但也存在着设备价格昂贵、操作专业性强、需现场检查等难题，通常人们在视力存在一定问题后才会前往医院进行检测，可能会错过最佳的矫正期，因此，如何精准、便捷地进行视力检测成为迫切的需求。

预防视力下降最好的方法是不定期地进行视力检测，了解自身的视力情况并加以调整生活习惯，保护视力健康。为实现让用户在无医生指导下即可自助进行视力检测操作，本系统通过模块功能的设计开发，模拟医生的现场操作，通过手机扫码变为遥控器，自助进行视力测试，操作简单、测试结果可记录保存，同时该系统管理后台可同步显示用户测试数据，便于管理，让人们足不出户就能检测自己和家人的视力，定期关注自身的视力情况，改变传统视力检测不及时的弊病，为视力普查和视力保护提供一定的便捷性。

2 系统设计思路

2.1 系统功能需求

本平台的开发是为用户提供自主视力检测为目的，根据视力表GB11533-2011国家标准[2-3]创建判断规则，通过软件开发结合硬件设备进行具体功能的实现，免费为用户提供测视力服务。系统具备如下功能：

1）系统的视标类型分为E视力表和招飞C视力表[4]，测试距离分为2.5米和5米，可根据不同需求进行选择，在测试视力时能够出现上下左右等不同缺口方向的视标，测试者通过手机遥控器选择对应的方向键来完成測试。E视标的设计图和尺寸分别如图1、图2所示。

2）测试者对遥控器的方向键进行选择后，系统能够与视标的原本方向进行对比并给出判断结果，每轮显示的视标大小通过5局3胜制的规则，正确率超过3次则显示小一号视标，反之则显示大一号的视标重新进行判断;

3）当判断均正确时，系统能根据判断规则显示到最小号视标直到测试结束，系统自动显示测试者的视力值并进行视力评估[5];

4）测试者可查询历史测试记录，并通过图表形式进行直观的呈现，每次完成测试后图表都会自动进行数据的分析，形成个人视力检测档案，帮助用户分析个人视力变化趋势。

2.2 系统性能需求

平台在视力检测时，视标大小要按照国家标准来显示，需对其进行校准完成后方可进入测试环节，用户手机遥控器选择对应的结果后显示屏需实时更新视标，这也对系统的精度以及时间特性有了更高的需求。同时，系统提供了自助和协助两种测试方式，在灵活性上也满足一定的要求[6-8]。

本系统后台接口采用Spring Boot开发，用户界面的框架通过Vue来构建，服务器采用nginx进行部署来实现前后端的对接。系统开发运行的硬件环境：CPU： AMD Ryzen 5 4600H with Radeon Graphics 3.00 GHz;硬盘：512G 固态;运行内存：16G ;软件环境：WebStorm、IntelliJ IDEA;操作系统： Windows10 家庭中文版;数据库： MySQL 8.0。服务器端环境：带宽：5M;硬盘：40G;内存：2GB;操作系统：Centos7。

2.3 校准流程分析

视标的显示标准按照五倍一分的原理进行设计，可以得到不同距离（5米和2.5米）对应视标的尺寸，由于不同电脑的屏幕分辨率和显示方式均不同，视力标大小的显示精度也会受到一定的影响。而视标的大小是按照固定尺寸进行设计的，为解决这一难题，则需要引入媒介来获取用户的显示器数据，通过屏幕校准来实现视标大小尺寸的标准化呈现[9]。校准流程如图3所示。

2.4 总体方案设计

系统总体设计是完成系统结构、数据、过程和界面的设计，通过对系统的功能需求以及校准流程等进行分析，在线视力检测平台主要包含屏幕校准模块，测试方案模块，测试模块，数据管理与分析等模块功能，不同的用户身份分配不同的权限。普通用户登录平台后，首先通过屏幕校准进入选择测试方案，然后进行视力测试环节，待测试结束，用户可对个人的数据进行增删改查和数据分析等操作，管理员可对地区、用户人数、最近使用次数等数据进行统计[10]。其总体框架设计如图4所示。

3 系统设计与实现

3.1 模块功能设计

本系统主要以用户的身份进行权限的划分，主要分为管理员和普通用户，采用结构化设计每个模块的具体功能。在用户模块中，用户可通过账号密码或验证码登录，同时还设有访客登录模式，但访客登录是无法查看历史记录的，测试者成功后即可进入屏幕校准页面，完成校准后选择测试方案，可选择不同的视标类型和测试距离，测试模式分为自助模式和协助模式，自助模式使用手机扫描二维码后在测试环节可作为遥控器使用，通过设定的测试规则直至测试结束，显示测试结果并进行视力评估，用户还可对历史数据进行查询和记录个人视力表[11]。用户模块流程如图5所示。

管理员模块是实现后台管理的重要角色，登录过程中除了对管理员身份进行识别外还需对管理权限进行判断，根据不同的权限进入相应的页面，管理员可对用户信息、角色管理、用户留言建议等进行操作，统计地区、用户人数、最近使用次数等信息，还具有发布文章、上传视频等功能。管理员模块流程如图6所示。

3.2 数据库设计

本系统采用MySQL数据库，涉及的数据库表较多，以下是主要两个数据库表：

3.3 系统实现

客户端使用Vue语言开发，调用后台接口获取数据并渲染，主要包含：首页、产品介绍、新闻资讯、视频介绍、获取帮助等内容。测试者以网页端的形式访问，在屏幕校准和测试方案选择后进入自助测试环节，测试者可在电脑屏幕或者手机的遥控器上选择点击认为正确所对应的按钮来判断，每轮的视标大小以5局3胜制的规则进行小一号或者大一号显示，若判断均正确则根据判断规则显示到最小号视标直到测试结束，页面直接顯示测试者的视力值，并且已登录用户可进入个人信息中心查询历史测试记录。E标测试页面及用户数据管理页面分别如图7、图8所示。

后台管理主要包含以下几个功能模块，首页是对系统用户进行的大数据统计展示;用户模块包含管理员的权限分配功能、用户信息查看和单个用户测试记录查看功能、在线咨询留言的查看和回复功能以及查看所有用户测试数据记录;文章和视频模块：管理员可以对客户端的新闻资讯和视频介绍进行添加、修改和删除操作。后台管理及用户数据汇总页面分别如图9、图10所示。

4 结束语

为实现用户自助检测视力，本研究设计并开发了在线视力检测平台，用户通过手机或者电脑以网页形式访问即可进行视力检测，具有检测结果快速、便捷、精度高等特点，历史视力数据以图表的方式直观明了地显示，平台易于操作和管理。本系统为实现便捷精准的视力检测提供技术支撑，让人们足不出户就能检测自己和家人的视力。

参考文献：

[1] 杨瑶华，甄毅，吴海涛，等.灯箱视力表与Freiburg电子视力表应用对比研究[J].眼科，2013，22（2）：117-120.

[2] 缪天荣.《标准对数视力表》中的5分记录[J].眼视光学杂志，2005，7（4）：217-219.

[3] 王勤美，王晨晓.国家视力表的标准化问题[J].中华眼视光学与视觉科学杂志，2013，15（10）：577-580.

[4] 彭鹏，李琳，武思宇.近视对使用C字视力表与E字视力表检测视力的影响[J].眼科学报，2019，34（3）：155-158.

[5] 方圆，许福运，王公堂，等.基于SPCE3200的自主视力检测系统设计[J].电子设计工程，2012，20（3）：67-70.

[6] 刘真真.智能视力检测系统的设计与实现[D].武汉：华中科技大学，2020.

[7] 尹世通，包伟华.基于ZigBee和蓝牙的无线视力测试系统设计[J].上海电力学院学报，2015，31（6）：568-574.

[8] 李昌锋，林蔚，张星，等.一种自助式视力检测仪的设计与实现[J].医疗装备，2020，33（23）：7-9.

[9] 何启莉，何家峰，郭娟.用于自动视力检测的手势识别方法研究[J].信息技术与网络安全，2021，40（3）：32-37，47.

[10] 许剑锐，何伟浩，叶铭铭.自助式视力检测仪器的设计[J].智能计算机与应用，2017，7（1）：114-116.

[11] 撖芃芃.一种动态视力检测装置[J].长春工业大学学报，2015，36（5）：503-507.

【通联编辑：谢媛媛】