時間：2023-05-30 10:18:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人機交互論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.前期工作積累
筆者在德國慕尼黑大學攻讀博士學位期間，曾擔任本科、碩士專業課程的教學工作，也曾多次指導本科、碩士畢業論文，因此對人機交互方向創新人才的培養模式有一定的切身體會。另外，筆者于2013年赴英國格林多大學參加了為期4周的學術英語和雙語師資研修培訓，對歐洲高等教育的理念有了更為深入的理論認識，同時也促使筆者對本專業的教學教育改革進行思考和探索。在對國外高校軟件工程人才培養模式的研究和實踐基礎上，我們認真分析了我國軟件工程人才培養模式中存在的普遍問題，并在人機交互課程建設中進行了解決方案的探索。
2.人機交互課程特點
人機交互主要研究用戶與系統之間的交互關系，為用戶設計、實現和評估交互式計算系統，是一門涉及計算機科學、心理學、工業設計的交叉性學科。要求任課教師熟練掌握計算機圖形學、編程語言等技術，同時需要對社會學、認知心理學等方面的知識有所了解，對教師個人素質和專業知識儲備有著較高的要求。該課程覆蓋面廣，技術更新快，教學難度較大，需要學生的積極參與，良好的師生互動可以使得大量交互界面設計的教學變得直觀易懂。
引導型教學模式可以有效激發學生的主觀能動性和創造力，有利于新型交互創意的產生。因此如何在課堂教學中引入引導性教學模式以提高學生的教學參與度是筆者在人機交互課程建設中的重點研究方向。
3.引導型教學模式淺析
引導型教學模式的核心在于師生互動：從教師講授為主的單向模式轉變為教師引導學生進行主動學習的雙向互動模式。下面我們將從課堂教學內容設置、教學方式、實驗設計及評價、教師個人素質等四方面對引導型教學模式進行探索。
3.1課堂教學內容設置
人機交互的教學內容主要包括基本理論知識及案例分析兩部分。理論基礎包括交互模型及實例、設計規則、實現支持以及評估技術等。本課程還通過視頻、圖片等大量資料介紹普適計算、虛擬現實等熱門專題。這些教學內容有助于拓展學生在人機交互方面的視野，提高學生的交互式設計的能力。
作為計算機領域的新興研究方向，人機交互的理論和應用層出不窮、更新速度非?？?，這對教學工作提出了極大考驗。在教學準備上需要花費大量精力進行查新，盡量做到和國際最新成果接軌，并根據學生專業背景和反饋及時進行調整。
3.2課堂教學中的師生互動
教師應及時與學生溝通以調整教學進度和難度，并鼓勵學生積極參與課堂教學互動。教師在教學中應采用理論講授、個人陳述、分組討論等多種教學方式。
人機交互的教學需要學生對交互設計具有一定的熱情和敏感度?？紤]到學生的專業背景、興趣愛好等各不相同，在實例分析環節應將日常生活中常見的交互問題作為切入點，使得每個學生都可以聯系實際、有話可說，從而鼓勵學生融入互動教學。
3.3實驗設計及評價
實驗環節設置應避免理論和實際脫節，教師不同的交互設計題目，每個題目均圍繞一個日常交互問題且難度遞增。學生組隊完成作業，項目管理方式可以激發學生的自主學習和工程實踐能力。例如，學生首先應通過問卷調查、用戶面試等方法了解用戶實際需求，后期才有可能產生符合實際需求且有創意的交互設計理念。
3.4教師的專業素養和個人魅力
學生對設計原則、交互風格等的理解較為費時，且必須在實踐基礎上逐漸積累。如果只是被動接受大量案例，既不利于學生對理論知識的理解，還會限制學生的創造力和想象力，就很難發揮想象力和創造力產生出創新的設計方案。因此要求教師具有堅實的專業背景和豐富的項目實踐經驗，能隨時跟蹤專業動態和最新研究成果。
教師的個人魅力在人機交互的教學中起著舉足輕重的作用。良好的專業背景，豐富的教學和實踐經驗，自信、熱情的性格以及活躍的課堂氣氛能很好地吸引了學生的注意力，激發學生的創新欲望。
4.成果及展望
有效的人機交互人才培養可以提高學生的創新能力和工程實踐能力，具有重要的實踐意義。本課題對人機交互課程建設進行了系統探討，分別從課堂教學內容設置、教學方式、實驗設計及評價、教師個人素質等四方面對引導型教學模式進行了深入分析。目前，我們已在“人機交互”、“信息可視化”等相關專業課程中進行了引導型教學模式的應用研究，同時積極鼓勵學生參與各級大學生創新創業訓練計劃，在加強學生創新和實踐能力方面收效明顯。
關鍵詞：虛擬現實技術；三維虛擬環境；人機交互；三維圖形引擎；沉浸式
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-8066-03
伴隨著制造企業信息化進程的不斷發展，仿真建模在產品制造中的應用也由分散到集成，由局部到全局，并且更加注重可視化技術的應用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現實技術為相關裝置構造虛擬環境可以擺脫傳統仿真培訓系統中所存在的一些不足，例如在軟件仿真中，主要以圖、圖表、照片和現場錄像等傳統多媒體方式為表現手段，真實感和臨場感都較為欠缺；而在物理仿真中，系統復雜、龐大難于實現，虛擬現實技術可以在很大程度上提高場景的沉浸感和真實感。
1 三維虛擬環境框架
虛擬環境的開發涉及了網絡技術、并行處理技術、人工智能、高性能計算技術、模式識別、傳感技術、計算機圖形學、圖像處理等技術，還涉及社會學、美學、氣象、通信、物理、數學等學科，復雜程度可想而知。虛擬現實要達到實現自然實時交互和逼真的多種感覺的要求，其組成主要應包括幾方面：虛擬環境生成系統，產生實時的圖像；用以確定參與者位置和動作的定位跟蹤系統；提供虛擬空間多用戶協同交互功能的網絡接口；含有CAVE、PowerWall、立體顯示設備的沉浸式顯示系統；提供立體聲源和判定空間位置的音效系統；提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺和力反饋系統。
虛擬環境[2]框架的功能主要體現在：首先支持對象的屬性和交互的訂購，同時提供回調和事件的通知機制，支持HLA的各種時間管理策略，從而達到在全部聯邦范圍內的對象可以根據已給定的時序和消息傳遞關系來工作；其次是提供與各種對象定位、創建、刪除等相關的服務，并且分類、統一組織管理不同功能和不同性質的仿真實體，即是對虛擬場景的結構和組織管理；最后還可以通過事件驅動和回調函數機制和場景對象組織、仿真對象管理功能集成，沉浸式人機交互設備和接口的集成。
根據軟件模塊[3]的分層結構，我們把系統分為三個層次，如圖2所示，即用戶界面層、交互層和數據服務，虛擬環境和仿真管理層。
界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對數據的訪問請求，然后經環境和仿真層的相關轉換成為對數據服務層的訪問請求，然后數據服務層將其處理后通過中間層傳送給界面層進行最終的輸出。
實現虛擬場景的基礎是三維圖形引擎?，F在，開發者較多使用可以提供功能強大模塊的較為流行的繪制引擎，例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等，但是它們也存在很多不足：商業引擎開發缺乏靈活性，因為其一般都不提供底層開發接口，從而限制功能的擴展；商業引擎無法渲染出較為逼真的場景效果，浪費GPU的處理能力從而影響系統實時性；由于其功能繁多，產生冗余代碼也多，影響其運行效率。
介于以上圖形引擎的諸多不足，OpenSceneGraph（OSG）作為虛擬場景圖形引擎，是一個跨平臺的、開放源碼的、高效的三維圖形引擎，目前應用于高性能圖形設計領域中，例如虛擬現實、游戲、仿真、科學可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向對象的框架，還有加快圖形應用開發的附加功能模塊和可擴展接口庫。
2 基于情景上下文的虛擬交互
隨著虛擬現實技術的不斷發展以及人機交互在其中所占有的重要地位，虛擬環境和其參與者的人機交互作用賦予了新的內涵。沉浸式虛擬環境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺，這也正是用戶與對象之間進行交互的過程，其歸根結底要解決如何操作和改造虛擬環境中的對象。
2.1 語義對象與交互行為
“信息透鏡”概念指的是界面對象通過視圖的不同縮放比例來顯示相對應的外觀信息，這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語義對象的概念；再如“按需提供細節（the mantra of detail.on.demand）”的技術[6]是Ben Shneiderman在信息可視化系統中提出的。
語義對象的定義可以從實現面向語義的高層交互隱喻的目標這個角度來詮釋，一個語義對象由交互構件（interaction component）、圖形構件（graphics component）、規則構件（rule component）、和應用構件（application component） 行為構件（behavior componen0構成.在虛擬環境中的虛擬對象，它的語義一般包括一系列行為狀態和規則事件。換句話說，存在于虛擬環境中為用戶所感知的對象或者物體（包含其交互上下文的語義信息和外觀幾何信息）按照相應的規則反饋和相應所發生的交互事件，繼而完成相應任務。
通過我們分析觀察的上文所提及的事件， 在人機交互中多由用戶所觸發，一般分為虛擬場景中用戶化身的位置變化即化身位置感應（PositionRps）和用戶在虛擬對象[7]上進行各種交互操作的用戶手勢操作（GestOpt）。語義模型可以很好的解決場景圖處理不好交互語義的問題，它是具有特定應用含義和組織形式的場景構成模式，達到易于操作處理用戶界面的目的。
在實際操作中，我們一般會遇到的例如對象在化身可操作范圍內時處于“可操作”狀態，離開操作范圍后變為“不可操作”狀態，或者鼠標的各項操作和三維手勢等。
1）規則構件[8]：在我們的現實世界里，有很多操作都會有特定的先后順序，比如先倒水再喝水，在虛擬世界中我們把它看作是是否響應事件和如何響應事件，規則構件則表達了虛擬對象的交互規則和約束。另外，在現實世界里某些對象具有特定的供給屬性，比方說人可以在水里游泳卻不可以在陸地上，這就說明了水具有可以游泳的供給，而陸地不具備，所以規則構件還含有某些特定的供給屬性，這也同時決定了某些對象的交互特性。
2）圖形構件：在某些情況下，當我們需要對圖形構件進行更進一步的抽象來實現高層交互語義時，接收的輸入內容含有復雜的交互行為指令，這時圖形構件就發揮了作用。它包含了虛擬對象的諸如紋理、顏色、材質、形狀等屬性、語音信息以及動態特征等，方便同一層次中的交互行為。
3）應用構件：當用戶和虛擬環境發生交互時，當圖形構件提供相應的視聽覺方面的線索于反饋時，應用構件表達與之相關的應用任務，并由交互構件觸發執行。
4）交互構件：交互構件可以處理基本的交互事件如點擊和拖拽等，還可以處理完成給復雜的例如三維手勢的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發的工作，處理接收轉化用戶的交互操作以及語義對象能夠相應的交互事件，將其發送給行為構件來執行。為實現復雜的交互操作，分析和推理交互事件通過調用規則構件來進行。
5）行為構件：行為構件反應了虛擬環境中相應對象的各種行為，在人機交互的過程當中，通過調用圖形構件的功能來實現執行對象的行為。這些行為描述了語義對象對對象狀態變化和語義對象對用戶交互動作的響應。行為構件接收交互構件所發來的查詢命令，將反饋狀態的信息發送給交互構件，交互構件因此來分析判斷最終決定執行何種交互行為。
語義對象體系結構[9]中的各個構件之間通過查詢規則狀態、反饋對象的行為規則及狀態或者功能調用來實現它們之間的通信，實現從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環境中，通過加入交互語義IS=來識別虛擬對象需要執行的交互任務。交互對象為Object，用謂詞邏輯演算表達式來描述的觸發交互行為的規則為rule，參與者和相應的交互對象所產生的動作為action，交互結果即所執行的交互任務為task，交互產后后的多感知通道級視聽覺和觸覺等的反饋為feedback。
綜上所述，我們通過一張圖來說明語義對象解析和響應交互事件的過程：首先，經過系統的分析整合，用戶的實際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對象；其次，語義動作的生成，通過查詢該虛擬對象的語義規則然后將交互事件附上特定的語義屬性；最后，系統判斷做動作反饋還是進行導航，還是選擇、操作或者控制任務，如果是反饋，則包括紋理、材質或顏色等可視化表達信息和旋轉平移等幾何變換。
如何讓用戶根據實際感知來和虛擬環境進行交互？通過人機接口系統將虛擬環境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個封閉回路系統中的重要角色用戶的感官，并及時的將用戶的行為反應通過傳感器進行測試來調整生成的序列。
所以，隨著技術的日益完善，人已不再是被動的接受者于虛擬現實系統相對立，而是一個不可或缺的關鍵角色，這種觀念引導著更加和諧的人與虛擬環境的關系，也讓人機交互更加的人性化、真實化。
3 結束語
虛擬現實主要通過使用計算機及其外部設備生成虛擬環境，并且能夠實現對其中的實體進行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環境中，達到一種身臨其境的感覺。
它是集傳感器技術、計算機圖形學、計算機仿真、人工智能、人機接口等多種高科技為一體的人機交互技術。作為一種高級的人機交互技術，虛擬現實的研究主要圍繞著提高系統的構想性、沉浸感、交互性來進行。隨著對人類感知系統的不斷深入研究，三維圖形技術和多傳感器技術的不斷發展，虛擬現實作為一項實用技術，廣泛的應用于很多領域，例如娛樂、訓練、產品原型設計、教育、醫療、遙控操作等。
虛擬現實研究的熱點也是重要的研究領域為虛擬環境，它是通過計算機生成聽、視、觸覺等感覺作用于用戶，使用戶產生“身臨其境”感覺的交互式視景仿真系統。該文所構建的仿真虛擬環境的沉浸感還不足，可以通過結合虛擬現實技術中的傳感器技術、人工智能等技術來加強，考慮逐步增加其它交互通道。
參考文獻：
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實施教學管理是高校為了提高學校整體水平而采取的一系列活動。高質量的教學管理有利于高校的可持續發展，對其教學水平、科研水平都有重要影響，因此大力提高教學管理質量已成為每所高校必不可缺的建設任務。
2 高校教學管理教師的現狀分析
作為高校建設工作的重點，教學管理工作備受各高校的充分重視并予以大力投入進行建設，且已初見成效。目前形成了集中化、規范化的模式，并將進一步向全面信息化邁進[1]。高校屬于事業單位，進行人事調配時受到諸多因素的制約，自由度降低，不能很好地貫徹“以人為本”原則致使教學管理隊伍素質參差不齊，間接拉低了總體水平。
同時，部分高校忽視促進管理人員個人水平的繼續提高，沒能為他們提供有效的再培訓機制;而管理人員自身限于工作之余時間不足、難以承擔培訓費用等因素，更無可能自我進修，從而導致教務管理人員素質難以得到提高。隨著社會的發展和高?？傮w實力的不斷提升，對高校教學管理提出了更高的要求，教學管理人員面臨越來越嚴峻的挑戰。因此，不經過系統的培訓來提高能力是無法跟上時展的。教學管理隊伍作為教學管理的中堅力量，其整體素質決定了教學管理的質量。因此，如何著力提高教學管理人員的素質，成了高校管理工作中的重點問題[2]。
2.1 高校教學管理教師教學管理層總體素質不高
就目前教學管理層中教師師資學歷、年齡出現不均衡現象，碩士學歷以上的人數較少，缺乏管理經驗;年長的教學管理雖固有豐富的經驗，但對于發展中的高校而言學歷提升也是勢在必行的。年輕的教學管理者需要更具工作經驗的、教學管理經驗、社會閱歷豐富的前輩扶持去完成整個教學管理工作。
2.2 高校教學管理教師專業化的主要內涵
具有優良的綜合素質、文化素質：掌握一定的人文社會科學與相關自然科學的基礎理論、基礎知識;具有比較開闊的文化視野和文化選擇與批制的能力;具有一定的審美眼光和文體知識。具有與所從事的教務管理相關的學科專業基本知識;規范管理，使教學管理流程科學、高效。加強教務管理的實踐與研究;以參與本科教學工作水平評估為契機，迅速提高教務管理專業水平。具有與所從事的教務管理相關的學科專業基本知識。
3 高校教學管理教師成長因素分析
教學管理教師在教學管理過程中隨時與知識水平、業務水平、專業技能和職業素養提升有著密不可分的關聯度。在從事管理的職業生涯中，不僅是完成高校教學管理的工作中常規工作例如：制定人才培養計劃、開課計劃、安排教師的授課、選課工作問題的反饋、課堂教學信息及時反饋和處理并分析教學存在問題給將來帶來的諸多問題和解決的方案、項目申報工作、核算教學超工作量、考試等畢業論文及材料歸理等。對教學管理教師而言需要熟悉教學改革、教學建設、教學管理三大領域的相關業務工作，使綜合性與專業性相統一、事務性與思想性相統一、經常性與突擊性相統一。只有規范管理，才能使教學管理流程科學高效進行。
3.1 教學管理教師職業素養的提升
高校教學管理教師在正常的教學管理中，不應局限于工作中曾經獲得過的經驗和豐富的社會閱歷。而是要不斷的加強自身的學習，除如學歷提升也是知識結構提升的有效方式外，還有就是積極爭取外出學習和同行其他高校教學管理者進行教學管理經驗交流和學習、教學管理領域的培訓學習。這些都有助于教學管理者職業素養的提升和自我能力的再現和完善。
拓展知識面、能力培養、管理水平的科學性和工作效率是在長期的教學管理工作中，嘗試分析問題和解決的方法的中隨時間的沉淀增加的。
3.2 教學管理教師成長途徑
使教學管理者具備以上的條件，凸顯出教學管理教師在工作中將越來越成熟，在時間的進程中教學管理者更具水平，整個學院教學管理工作的推進將無疑更上一個層次。高校教學管理者更應具備相應的管理水平和教師素質，通過這些素質的提高形成教學管理教師成長的重要途徑。
教學管理不僅是完成常規工作，還要將問題轉為分析，學會關注教學管理中的各種問題，需要教學管理者不斷學會觀察、跟蹤問題、收集問題中的各種數據、進行實地研究、定量研究，進行數據抽樣和分析，從而解決問題。
3.3 教學管理教師應加強實踐與研究
將教學管理過程中存在的問題通過以論文或是課題立項的不同方式，來形成自己實證研究，在項目研究的過程中獲得更多的問題的求解途徑和方法。同時，解決教學管理中不能解釋的問題有利于提升自己教學管理水平和科研水平。其次通過對課題的研究以解決教學管理中的實際問題和獲得工作效率上升趨勢和科學的管理水平。如《基于填補時段法的人機交互式排課進程》、關于實踐教學資源利用的探討等，的確解決了高校二級學院在大規模排課過程中遇到而又無法解決的現實問題。該項目的研究將排課填補時段法應用于人機交互式排課中，以排課流程圖的方式避開了排課中的諸多因素干擾，讓人機交互式排課工作更為簡捷、合理。該方法經過多次在排課實踐過程中的檢驗，基本實現了減輕排課者排課難度和重復性工作的目的，同時提高了教師對排課的滿意度。人機交互式排課中填補時段法的應用，對于教務工作規范化和教學工作常規化，都有著積極的影響，值得在本校其他二級學院和同類本科院校中推廣和借鑒[3]。
4 結語
美國著名教育心理學家波斯納曾指出一個人成長的公式“：經驗 + 反思 = 成長”。教學管理中也可以應用此成長公式在教學管理過程中不斷地學習、積累、反思、提升，才能使自己有創新的思維。從事教學管理工作的教師應具有專業的職業素養、不斷的提高自身的業務能力。學習、能力、思維能力、創新能力的再現是作為教學管理者永恒的主題。教學管理者應對教學管理中存在的問題善于去求解，通過知識的積累和科研的嘗試去獲得更大的提高和發展的空間。
參考文獻：
[1]解瓊.淺析我國教學管理的現狀[J].中國校外教育：下旬刊，2009(5)：14.
論文摘要：文章在介紹虛擬現實技術等相關概念的基礎上，探討虛擬技術的在產品概念設計中的應用，這項技術的使用讓設計思路和設計表達更上一個全新的臺階，在產品的開發過程中，保證產品開發的一次性成功。
目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，虛擬現實技術的應用，使設計思路和設計表達如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發設計的產品與傳統相比，大大減少了投放市場的風險性，也為 企業 決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產，提供更好的依據。
一、虛擬現實與虛擬現實技術
（一）虛擬現實（virtual reality，vr）及虛擬設計（virtual design，vd）
虛擬現實（virtual reality，vr）是利用 計算 機省城一種模擬環境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環境中，實現用戶與該環境直接進 自然 交互的技術。這里所謂模擬環境就是計算機生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現實世界的真實體現，也可以是純粹構想的世界。傳感設備包括立體頭盔、數據手套、數據衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設置現實環境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環境內的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現實是一種全新的人機交互系統，它能對介入者產生各種感官刺激，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺，給人身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計算機生成的環境進行交互操作。
虛擬設計是以“虛擬現實技術為基礎，以機械產品為對象的設計手段”，借助這樣的設計手段，設計人員可以通過多種傳感器與多維的信息環境進行自然地交互，實現從定性和定量綜合集成環境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發新意。
（二）虛擬現實技術
虛擬現實技術是人的想象力和 電子 學等相結合而產生的一項綜合技術，它利用多媒體計算機仿真技術構成一種特殊環境，用戶可以通過各種傳感系統與這種環境進行自然的交互，從而體驗比現實世界更加豐富的感受。
二、概念設計的定義及內涵
pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設計”這一名詞以來，人們對概念設計進行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當的作用原理極其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設計工作叫做概念設計。
國內的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家褆在《產品概念設計》一書中將“產品概念設計”定義為“由分析用戶需求到生成概念產品的一系列有序的，可組織的，有目標的設計活動，它表現為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進化的過程。”
在幾十年的時間里，人們對概念設計的研究日益增加、不斷深入，使概念設計的內涵更加廣泛和深刻。主要體現在:根據產品生命周期各個階段的要求進行市場需求分析、功能分析、功能的工作原理、動作行為的構思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見，確定方案是概念設計的最終結果，產品生命周期全過程的滿足才是概念設計的關鍵。設計方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優方案，同時使設計更具創造性。
概念設計是對產品或部件的構思，目的是捕捉產品的基本形狀。這個階段，產品的形狀和精確尺寸尚未確定，設計人員有一定變更自由，所以盡可能考察設計方案，以便選出生產成本最低、創意良好的方案。利用傳統的計算機輔助設計，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產品卻是三維的部件，這樣必然導致人機交互效率低?，F行的計算機輔助設計系統要求定義零件的尺寸，而在產品的概念設計階段這樣的尺寸可能無法精確得到或者根本沒必要精確定義，這樣必然影響設計效率和周期。傳統的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產品的設計人員和電腦繪圖員，產品設計人員有關產品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達給電腦人員，這樣導致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設計者本人直接參與電腦輔助設計建模的話，由于現行的電腦輔助設計系統的操作復雜和交互能力若，大大分散了設計者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發揮設計人員的創造性，人們開始把虛擬現實技術引入計算機輔助設計系統進行概念設計，將虛擬現實技術和概念設計有效結合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環境中進行概念設計，從而節省產品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現實技術的計算機輔助概念設計，即虛擬概念設計。
三、虛擬概念設計的研究方向和應用前景
（一）概念設計中應注意的兩個問題
1. 虛擬現實環境下的概念可視化。概念可視化是指設計師透過畫面或者模型，將市場的需求轉換成可視化的具體形態。概念設計是否能符合目標用戶的要求，“眼見為實”的圖面或者模型是最具有說服力的。
2. 虛擬現實環境下的人機交互界面。想實現人機互動，必須解決一系列技術問題，形成和諧的人機環境。虛擬現實就是一種基于可 計算 信息的沉浸式交互環境，具體地說，就是采用計算機技術為核心的 現代 高科技省城逼真的視聽觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以 自然 的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產生“沉浸”于等同真環境的感受和體驗。
（二）虛擬現實技術在概念設計中的前景
在虛擬現實環境下，進行產品的概念設計是虛擬現實技術的基本內容。在電腦虛擬現實提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設計建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進行交互性的修改，利用虛擬現實給用戶提供諸如視聽觸覺等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負擔、提高整個系統的工作效率。相關人員可以對原型的各方面包括視覺效果、部件間比率進行評價。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環境中，親自體驗修改模型；選擇產品的可選部件，觀察設計和修改過程。
概念設計是設計過程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關產品式樣和形狀的信息，同時它又是設計過程中的重要階段，因為產品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產品市場競爭的挑戰，可以預見，基于虛擬現實技術的計算機輔助概念設計必有長足 發展 ，最終將與現有計算機輔助設計系統實現無縫集成。激烈的全球市場競爭，各國投入大量的資金對虛擬現實技術及其在 工業 設計領域中的應用進行深入研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。
參考 文獻
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過去的1年里，顧嘉唯每個月都要與中國科技大學和美國斯坦福大學的10個同學通過Skype溝通課題方向。作為斯坦福大學一個產品創新設計課程在微軟的企業導師，他要在1年里帶領這個聯合創新團隊進行產品開發。
顧嘉唯是微軟亞洲研究院首席設計師、人機交互組研究員，目前在微軟亞洲研究院主管用戶體驗設計研究，為微軟研發5到10年后可能使用的技術。在研究院工作的3年中，他主要的研究方向是跟可觸摸到的、有形化的東西做交互，以及近兩年流行的可穿戴設備，讓人們能夠用更自然、更多元的方式和機器“交談”。除了手頭項目之外，顧嘉唯還需要第一時間接觸全球領先的研究成果，以及與國內外不同高校和研究機構進行合作。
對于微軟研究院來說，來自全球高校的實習生是最寶貴的資源之一。所以通常每3至6個月就會有一名新學生進入顧嘉唯的人機交互組來進行課題研究，因此，顧嘉唯的工作中還有很大一部分時間是作為企業中的導師去指導這些實習生。
“我的工作環境很特殊，就像一個高科技企業里面的象牙塔?！蔽④浹芯吭褐?5%以上的工作人員是博士，他們的很多工作和高校老師是一樣的，搞科研、發論文、申請專利。顧嘉唯說他與自己的團隊成員之間更多的是師生關系，而不是老板和下屬的關系。他甚至會跟新加入的實習生排練小組會上20分鐘的英文介紹，糾正其每一個語法和發音錯誤。
在清華讀研究生期間，顧嘉唯也曾在聯想設計中心、諾基亞研究院做過實習生，他深知一個企業導師對于實習生的重要性，因為在短則3個月、長則1年的實習時間里，導師要幫實習生找到他們感興趣的研究方向，并利用自己的資源幫他們把學術成果轉化成可對外發表的作品。
“研究院的工作就像是拍攝科幻電影，科幻電影鼓勵人們做夢，而研究院不但鼓勵我們做奇怪的夢，還要把夢變成現實?！北热纾鸵晃粚嵙暽l現用普通的電容筆在平板電腦上寫字只有一種觸覺反饋，于是他想到將大量直徑為0.03毫米的形變材料塑膠球作為筆觸使用在筆頭上，外面再用一個導電橡膠包裹，當微電腦控制的氣泵抽氣時，筆頭上的筆觸就會變形，再配合上不同的視覺效果，用戶在使用電容筆的時候就能產生如毛筆、油畫筆等不同筆鋒的觸感反饋。
互聯網公司的產品部門大多都有用戶量、點擊率這樣的工作指標。但顧嘉唯的研究院工作則少了很多業績壓力，工作時間也比較自由。而且他的工作是很難量化的，評價體系更多是建立在他發表的國際學術論文、美國專利局的專利申請數量，以及產品技術轉化的影響力等方面。
顧嘉唯曾擔心過這種輕松的環境和研究院扁平的組織結構，讓他以后很難承受其他崗位的高壓和復雜的人際關系。不過現在相對輕松的工作環境激發他產生了更多的創意，而年輕、有活力的實習生的不斷加入，也促使他不斷完善自己以扮演好導師的角色。“他們的熱情和勤奮給我們帶來創業公司的氛圍，我們就像是一個孵化器，每個實習生都在孵化自己的產品?！鳖櫦挝ㄕf。
中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：1007-9416（2012）04-0000-00
1、論文研究背景及意義
近多年來，由于計算機及網絡相關技術的迅猛發展，世界經濟發展的必然趨勢就是數字化，數字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應用計算機技術來構建數字城市，近而實現城市的數字化已經引起城市規劃及管理人員和城市居民的共同關注。城市仿真技術在構造數字城市過程中發揮著非常重要的作用，因此成為當前一個新的研究熱點。仿真(Simulation)技術是利用計算機軟件模擬實際環境進行科學實驗的技術，以模擬的方式為使用者創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗中獲得直接參與和探索仿真技術對象在所處環境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術就是仿真技術在城市規劃、建筑設計等領域中的應用，表現為人機交互、真實建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實時三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現實技術構造出來的城市視景仿真系統是數字地球的重要組成部分和支撐手段，已經被廣泛應用在城市的規劃、建設以及管理當中，對于城市發展規劃的各個方面都具有相當重要的意義。
2、國內、外的視景仿真工具
MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實時三維數據庫生成系統的軟件環境，在仿真系統中得到廣泛的應用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應用于實時視景仿真、聲音仿真和虛擬現實等領域的世界領先的軟件環境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構基礎上的虛擬現實和視景仿真系統。我國在視景仿真系統開發的同時，也在進行仿真系統軟件平臺的開發。TrueSim v2.0 三維實時仿真軟件平臺是深圳市創想科技發展有限公司在綜合了國內外多項最新三維仿真技術的研究成果以及多年來從事三維仿真研究所積累的多種經驗的基礎之上推出的具有自主知識產權的仿真平臺。神州視景信息技術有限公司自主研發了“基于普通PC和Internet的大規模場景實時漫游引擎系統――SCVR”。 Virtools是一個實時三維虛擬現實編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產品。
3、本文的研究目的及重要內容
本文通過研究虛擬現實視景仿真技術的相關知識，實現以我們學院校園為虛擬環境的視景漫游系統。通過對虛擬場景的構建，能夠實現視景漫游中的自動漫游和交互漫游等效果。本系統應用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來構建虛擬場景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺和工具集對校園虛擬場景進行仿真，在VC++開發平臺下實現三維景觀及模型的交互式（以鼠標、鍵盤等交互方式）控制，實現了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統。
本文主要研究內容和所做工作總結如下：
(1)了解視景漫游技術以及虛擬現實的發展，對國內外虛擬現實技術應用現狀進行調研。
(2)對黑龍江農墾科技職業學院的視景環境數據進行搜集和整理，包括地形數據的獲取、建筑物數據的獲取、紋理數據的獲取等等。
(3)研究用虛擬現實建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術、模型真實感技術以及模型優化技術等對地形、道路、教學樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進行建模，構建出虛擬場景模型庫，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對虛擬場景進行漫游和交互控制。
(4)研究模型數據庫建模和優化技術問題，模型數據庫的建構、調整和優化對提高實時仿真系統中運行的速度和流暢性起著至關重要的作用，成為目前重要的研究課題。
(5)碰撞檢測技術。開發虛擬現實仿真系統有一個主要目標就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構建的虛擬場景中的物體直接進行交互。要實現自然的、精確的人機交互功能首先要解決的是碰撞檢測的問題。碰撞檢測是虛擬場景中動態物體與靜態物體之間或動態物體與動態物體之間進行交互的基礎。在碰撞檢測中有兩個問題需要解決，一是檢測到碰撞的發生和碰撞的位置，二是計算碰撞后的反應。而碰撞檢測是計算碰撞反應的先決條件，因此，碰撞檢測是虛擬環境中一個必不可少的部分。
(6)為保證虛擬場景的真實性、生動性及其對用戶的感染力，對基于粒子系統的虛擬場景環境特效技術進行研究。
校園視景仿真就是在計算機環境中對真實校園的景觀進行虛擬再現，采用虛擬現實相關技術，生成一個實時的、能給用戶各種真實感受的三維虛擬環境。利用計算機軟硬件及其相關輸入輸出設備，使用戶可以在虛擬的校園場景中進行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風景。利用這種方法可以讓更多的人來了解我們的學校，對本校園的環境及交通現狀等方面有更深刻的認識。
參考文獻
工程教學和實踐環節是工業工程人才培養極其重要的必修環節。通過實驗室建設為加強教學實驗和項目訓練提供基本條件，通過大量的實踐訓練，使工業工程專業的學生能夠加深對基礎理論和工程基礎知識的理解提高綜合運用多種工業工程手段（工程的或管理的）解決實際問題的能力，以適應培養高層次應用型、復合型人才的要求。
1.工業工程專業實驗室的規劃
為了建設高水平的工業工程專業教學實驗室，我們進行了精心的規劃和反復論證。我們對國內外多所名校的工業工程系實驗室進行了調查和網上查詢，此外還重點請教了多位國際知名的工業工程專家。目前，各學校工業工程系由于各自的研究側重點不同，實驗室建設側重情況都有所不同?？紤]到我系學生的培養需求以及今后的學科發展方向，以及我們現有的情況，發揮工科背景的后發優勢，取其它學校之長，制定了比較符合時展要求和我校特點的建設方案。
我們決定重點建設3個專業實驗室：先進制造及數字化企業實驗室，人因工程實驗室，物流工程實驗室。此外，我們不可能將工業工程面臨的各種系統都在實驗室建立物理模型，因此利用信息技術和現代展示技術彌補這一不足是一個重要解決方法。因此，我們建設一個全面支持系統仿真與展示的綜合體驗演示中心。利用信息技術將仿真結果更加逼真地展示出來，便于學生理解復雜企業大系統的運行情況，同時可支持各類系統的遠程體驗和演示，演示中心與三個分實驗室用內部高速網絡連接起來。
這些專業實驗室總面積約600m2，特點在于：一是著重于企業生產服務活動的整體；二是立足于教學，每個實驗室都考慮教學實驗和案例的建設；三是可為全校學生進行工業工程方面知識的教學和實踐培訓；四是可為工業工程系學科的發展提供基本平臺，服務于長遠科研基本需求。
2.工業工程專業實驗室的建設情況
2.1 先進制造及數字化企業實驗室
“先進制造及數字化企業實驗室”在國家211和清華大學985有關經費資助下已經具備相當規模。設有先進制造實驗分室和數字化企業實驗分室，面積約30cm2。目的在于全面培養學生對工廠、企業車間層的有關工程知識和實踐技能。為工業工程系學生開設制造、生產系統方面的專業課以及為全校學生開設制造系統方面選修課，并支持有關課題研究。
實驗室目前擁有一套教學用微型CIMS系統（包括車中心、銑中心、立體倉庫、自動導引小車、三坐標測量機、機器人、物料傳輸線）7臺教學型數控機床以及40臺微機。擁有CAD/CAM軟件和數字化企業建模與仿真軟件，如Pro/E、I-DEAS、AutoCAD、FACTO-RY、Flexsim等。全部計算機、設備聯網，并與校園網相連，實現資源共享，形成協同學習的環境。
利用實驗室條件，學生可以進行CAD/CAM技術、CNC技術、NC編程、物流系統控制、FMS技術、CIMS技術、仿真技術、虛擬產品開發技術等內容的學習，可以進行實際操作的訓練，實現理論與實踐的統一，教與學一體化。
2.2 人因工程實驗室
人因工程是工業工程主要的專業方向之一。建設人因工程實驗室的目的在于綜合運用人因工程方面的設備和技術，教學上支持人因工程、虛擬現實應用。協同設計與制造等方面的工業工程和制造工程課程實驗，提供學生創新能力培養的基本環境和設備技術實施手段，同時支持在虛擬設計制造、產品快速開發、勞動作業安全、人機系統設計與仿真等方面的研究。
人因工程實驗室面積約156m2，分為4部分：人因工程基礎教學實驗室、人體測量與生物力學實驗室、可用性評測與人機交互實驗室和虛擬現實與人機界面技術實驗室。
1）人因工程基礎實驗室建設
此實驗室主要應用是人體和環境基本測量與分析，工作地設計等。
主要滿足人因工程基礎實驗教學要求。主要實驗內容包括人體基本測量（形體尺寸、生理參數、認知特性等）、環境基本測量（溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等）以及工作地基本測量（幾何、物理測量等）等。目的是讓學生掌握基本的人因學測量手段和測量概念，強化人因工程的概念，并且能在今后的實際工作中自覺地考慮“人-機-環境”的互動關系，提高工程設計的人性化水平。結合這些實驗，本實驗室建設內容主要包括人體生理計測儀器、環境計測儀器等儀器的購置以及設計基礎實驗。
2）人體測量與生物力學實驗室建設
此實驗室主要應用是三維人體測量、建模、應用與分析等。
主要針對現代三維無接觸人體測量技術及應用，滿足人因工程高等專題實驗教學項目要求。建設內容主要包括三維無接觸人體測量設備的購置、配套硬件建設和數據處理及應用軟件的研究與開發等。目的是讓學生掌握先進的人體測量手段，了解三維人體數據的應用，結合專題設計實驗或項目充分領會人因工程在工程設計中的重要性。
3）可用性評測與人機交互實驗室建設
此實驗室主要應用是用戶研究、心理測試、計算機人機交互評測等。
主要針對以下3個方面的內容，產品的可用性（易用性）、用戶需求分析及用戶研究以及計算機人機交互測評等實驗內容。重點針對現代信息產品的可用性測評；如何運用工程手段把握用戶的特征和需求（顯性需求和隱性需求）以保證產品開發的成功率；針對軟件的界面設計以及移動商務、移動設備進行實驗研究。通過這3個方面的實驗，希望能培養學生運用技術手段把握客戶需求，特別是針對當前流行的電子商務、軟件和移動設備進行人性化設計的綜合能力。建設內容包括：用戶測試室和研究觀察室的監控設備集成、人機交互設備、移動電子產品評測樣本以及相應的記錄和分析軟硬件。
4）虛擬現實與人機界面技術實驗室建設
此實驗室主要應用是多通道復雜人機交互系統仿真與分析、虛擬體驗教學實驗、操作行為測評與分析、人體運動跟蹤與仿真等。
主要針對以虛擬現實技術為基礎的復雜“人-機-環境”交互系統進行模擬、仿真、測評和研究，立足于構建各種人機界面進行近似真實場景的測評，并運用多通道人機界面技術開展部分虛擬體驗教學研究，通過“視覺、聽覺、觸覺”的集成體驗來加深理論知識的學習并“感知”復雜的系統或理論。本實驗將作為高等人因工程專題實驗和一系列研究類專題實驗的重要部分，培養學生運用新技術解決復雜問題的思路和基本能力，特別是自己動手進行研究類實驗的設計、運行、總結、提高的能力。同時本實驗室還作為工業工程系其他專業方向教學和研究用實驗平臺，開展體驗類教學實驗和成果展示。主要建設內容包括三通道虛擬現實立體投影系統、觸覺人機交互裝置研制、虛擬現實軟件平臺購置、駕駛行為仿真測試系統研究以及專題實驗設計。
2.3 物流工程實驗室
物流（廣義包括企業內部物資流動和企業外部供應鏈管理）在現代企業生產和服務活動中占據日益重要的地位，并已經引起政府和工業界的高度重視。物流實驗室建設的目的在于培養學生對復雜的物流系統進行設施規劃、設計、過程優化以及流程管理的實際能力。滿足相關的教學和科研的需求。利用計算機網絡技術，虛擬現實技術、仿真技術、信息管理與決策技術等多種技術手段，使實驗室充分體現和展示現代物流技術。物流實驗室面積約9cm2，硬件設備主要是二個方面：混流裝配生產線（企業內部物流）物流實驗室商業物流。
1）混流裝配生產線（企業內部物流）
該生產線是裝配生產線，有8個工位，傳送帶可以連續移動或節拍移動。在生產實驗過程中教師可以生產指令、監控生產狀態、控制裝配線的運轉，讓學生直觀地看到企業實際加工的裝配生產線，讓學生了解和熟悉企業內物流。同時可以進行產品的功能結構分析與裝配流程規劃、裝配線配置與布局、裝配線平衡、裝配作業動作分析時間研究、在線庫存管理與生產現場物流、MRP與JIT生產模式對比、JIT方式下停線實驗、裝配質量控制、基于MES實時計劃調度等實驗。
2）物流實驗室商業物流部分
物流實驗室商業物流部分主要由40個貨位的自動倉庫、貨柜、電子標簽系統、電動傳輸帶、條形碼系統組成。學生根據老師提出的物流系統的需求，自行設計、分析、建立一個配送中心（倉儲、分揀、搬運、進出庫等）規劃物流系統。提高其運用理論解決實際問題能力，同時，對于現代物流配送有基本認識，了解和熟悉庫存管理。對于可以進行實驗室實驗、設計、實施的配送中心部分，在實驗室進行，對于不便進行實驗室分析、實施的送貨線路部分，采用規劃及仿真軟件進行。
3.工業工程專業實驗室的建設成果
目前，先進制造及數字化企業實驗室中的先進制造實驗分室在原有的基礎上繼續完善，開發實驗網絡教學課件，増加新的實驗內容，擴大效益。學生可在實驗室里進行數控編程及加工，CAD/CAPP/CAM、FMS、機器人、CIMS、生產調度及仿真優化等反映先進制造技術的單元或系統的學習和實踐訓練。除為我校學生提供教學實踐服務外，每年都有其他院校（北京農業大學、北京林業大學、北方交通大學等）來我系實驗室做實驗和實習。數字化企業實驗分室已經實現從零件設計、工藝分析、工廠設計、企業管理到企業運作仿真的系統集成。學生可以在實驗室學習數字化時代與企業生產經營有關的幾乎所有軟件系統，進行企業知識的全方位訓練。
已經建成的人因工程實驗室，是國內高校中建設比較完備的一個人因工程教學實驗室，而且建設內容突出反映了國際上人因工程專業方向的發展趨勢，融入了較多的新技術和新思路，如信息產品的可用性及用戶研究、虛擬現實技術在復雜人機界面方面的應用、虛擬現實體驗與展示等。實驗室建設規劃內容被許多國內兄弟院校的工業工程系索取和參考，為國內工業工程系人因工程方向的教學改革提供了先例。
物流工程實驗室各個部分設備已基本建成。物流實驗室的軟件建設正在進行，軟件建設主要以科研成果為基礎進行開發，形成與實驗設備配套的軟件，如倉儲管理系統、運輸管理系統、供應鏈管理系統等。這些軟件補充物流實驗室的教學功能，通過該系統的應用不僅能夠使學生了解先進的物流管理信息技術，而且通過模擬操作，能夠培養學生的實際操作能力。同時把實驗內容同企業的實際需要相結合，能夠大大提高學生參與實驗的積極性。
通過實驗室建設，培養和鍛煉了一批研究生和有關實驗技術人員。實驗技術人員結合實踐教學基地建設，包括軟硬件建設和教學實驗建設，熟悉了工業工程新的學科方向，主動參與了所有實驗教學內容的準備。研究生通過參與開發教學實驗，特別是研制實驗系統，不僅為學校節省了巨額的資金，而且也培養了獨立從事科學研究的能力。同時，實驗室的建設也推動了國際交流與合作，目前承擔了六項大型國際合作項目，總經費約300多萬元。
4.工業工程專業實驗室的運行和管理
目前，年輕教師和實驗技術人員共同參與管理專業實驗室，以教學與研究互動的原則運行和發展實驗室。在教學實驗的設計階段是教師、研究生和實驗技術人員共同策劃開發，一旦成熟就完全交給實驗技術人員負責運行。
利用現有的專業實驗室，以教學計劃為依據，對學生進行實踐動手能力、協同合作能力、分析和解決問題的能力、創新能力等全面素質的培養。針對不同的實驗對象，我們精心設計實驗內容，包括基礎實驗和提高實驗，單元實驗和系統實驗，以及研究類專題實驗和新技術含量的專題實驗。采用多種實驗教學方式，比如看錄相、現場操作演示、學生動手實踐、計算機仿真等。與此同時，也將新研究成果引入教學，不斷更新和豐富教學實驗內容，使實驗教學始終能夠緊跟學科的發展，具有一定的先進性和代表性。針對19門課程，我們已新開設實驗40多個，年接納學生人數1000多人次。
配合專業課程和教學實驗，實驗室還開發制作了豐富的多媒體課件和網絡課件，供學生自學。同時實驗室接納本科生的生產認識實習，畢業設計（綜合論文訓練）SRT項目和研究專業技術的研究生論文工作。此外，還對工廠企業工程技術人員、大學、大中專教師進行工業工程專業相關技術的繼續教育培訓。
【關鍵詞】MSP430F149；電力參數；諧波
引言
隨著現代科學技術的迅猛發展，一方面，造成電能質量問題的因素不斷增加，另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質量敏感的用電設備不斷普及，人們對電能質量及可靠性要求越來越高，這樣的矛盾越來越突出[1]。
另外，隨著電力工業的快速發展以及電網的不斷擴大，電力運行對電力調度自動化水平和安全性的要求越來越高，為給電網安全和經濟運行提供參考依據，需要電力監控儀表來對電壓、電流、功率、功率因數、諧波、頻率等電力參數進行實時檢測。為此，本文提出了基于MSP430F149的三相多功能綜合測試儀的總體方案，該方案具有功能全面、成本低、人機交互性好等特點。下面重點介紹一下三相多功能測控儀的軟硬件設計。
1.采集器硬件設計
1.1 硬件總體設計
整個硬件電路以MSP430F149為核心，由數據采集模塊、時鐘模塊、數據存儲模塊、人機對話模塊、通訊模塊和電源管理模塊構成，硬件總體設計如圖1所示。
MSP430系列的單片機是TI公司生產的一種超低功耗的混合控制器，性能優越，具有超低功耗、強大的處理能力、系統穩定、方便高效的開發環境等特點，結合本測控儀的功能要求，硬件設計中主要應用了MSP430F149的如下性能：（1）ADC12模數轉換模塊；（2）硬件乘法器；（3）多種定時器；（4）雙路的USART
口；（5）有48個I/O口。
系統的硬件模塊較多，我們以數據采集模塊為例，說明它的工作過程。
1.2 數據采集模塊
被測三相電流和電壓經電流電壓互感器電路轉化交流小電壓，經低通濾波將系統高次諧波濾掉，后分兩路處理：一路是將濾波后的信號經電平抬升送于MSP430F149模數轉換模塊處理；另一路是將信號通過過零比較電路轉換為與信號同頻率的方波信號，再通過鎖相電路得到頻率為信號頻率64倍的方波信號，用于同步采集瞬時電壓電流信號。其硬件框圖見圖2。
2.測控儀軟件設計
軟件系統采用了模塊化設計思想，這樣使得軟件結構簡單清晰，便于修改、調試和擴充。本軟件將系統功能分成初始化模塊、主循環模塊、數據處理模塊、通訊模塊、人機對話模塊等。系統上電復位后，主函數對系統初始化，然后定時對任務輪巡，當查詢到某一任務條件滿足，該任務標志位置位，則調用相關程序模塊，執行該任務并在該任務完成后返回。軟件總體框架見圖3。
結束語
基于MSP430F149的三相多功能測控儀對電流、電壓、頻率、功率、功率因數、諧波、電度等電力參數進行了測量，在現實中可以廣泛應用于城市居民小區、工廠、農村等場合，同時，功能全面、成本低、人機交互性好等特點使其具有很廣的應用前景。
參考文獻
[1]郭先概.電能質量參數檢測系統的研究[D].哈爾濱工業大學碩士論文.2006,6.
[2]劉玉宏.MSP430單片機C語言和匯編語言混合編程[J].微計算機信息,2003,19.
論文摘要：計算機輔助語言教學隨著社會科學技術的發展，方式更加多樣化，同時在語言教學中也發揮著越來越重要的作用。交互式理論所倡導的人機教學模式強調網絡多媒體技術與學生之間的交互。對外漢語教學作為一門正在發展中的新興學科，也不斷地吸收新的技術和經驗應用于漢語教學中。
對外漢語教學自1950年創始以來已經走過了五十多年的歷程，在這期間，經歷了初創，癱瘓，恢復以及蓬勃等階段，對外漢語教學一直在持續的發展中。近年來，隨著中國經濟的迅速崛起，綜合國力日益增強，漢語在國際交往中的地位，作用和應用價值越來越重要，學習漢語的外國人越來越多，漢語學習也越來越興盛。據了解，目前英國、泰國、印度尼西亞等許多國家都把漢語納入本國正規教育體系；美國希望開設漢語課程的中學超過2400所；韓國有142所大學開設了中文課程，學習漢語的人數超過100萬；拉美、中東和非洲國家學習漢語的人數也在迅猛增長。據統計，近年每年來中國留學學習漢語的外國人有8萬左右，國外有漢語學習需求的約有3000萬人。隨著漢語學習持續升溫，關于對外漢語教學各個方面的研究也越來越多。面對越來越多的漢語學習者，怎么樣才能幫助他們更好地掌握漢語這門語言一直是大家研究的焦點和重點。
近年來關于教學理論和教學方法的討論雖然多種多樣，但是大家在一個方面卻保持了相似的觀點，那就是拋棄傳統地以老師為中心的課堂教學方式轉移到以學生為中心的學習方式中來，強調要充分調動學生學習的積極性，讓其參與其中，以學生為主體，以老師為指導。
1.交互式教學法介紹
起源于20世紀70年代的美國的交互式教學法正是這種教學思想的代表。交互式語言教學（Interactive Language Teaching）是在當今越來越被廣泛應用的一種教學方法之一。宮力在《淺談《新時代交互英語》的交互理念與實踐》一文中寫到“對教學當中使用的“交互”一詞的基本理解是：參與活動的對象，通過相互交流和互動而進行的活動?！?/p>
哈佛大學語言學教授Wilga M. River是課堂交互式教學的主要倡導者，在她的“交互式語言教學的原則”一文中的第一條原則即是“學生是語言的主體?！彼J為，學生是知識的吸收者，是知識的主體，只有建立以學生為中心的學習模式，讓學生主動參與知識的建構才能獲得最佳的教學效果。舊金山大學語言學院院長H.Douglas Brown也是這一教學理論的倡導者。這一理論的出現打破了過去以老師講授為主的教學方式，讓我們開始更多地思考如何實現互動。交互式三種教學模式主要是師生互動，即老師和學生之間的互動；生生互動，即學生與學生之間的互動；人機互動，即網絡多媒體技術等和學生之間的互動。但是前兩種互動模式在很大程度上都是基于課堂的互動方式。課堂時間畢竟十分有限，學生能夠在課堂中實現與老師或者同學之間的互動效果也是十分有限的，如何讓這種互動的效果更加顯著？如何讓學生更充分地通過互動實現語言的學習呢？學生是不是可以更好地利用充足的課外時間通過互動實現語言學習呢？在充足的課堂之外有沒有更好地互動方式幫助學生學習語言？在這些問題之下，我們可能更多地借助于第三種互動模式——人機互動，即實現網絡多媒體技術和學生之間的互動。
1.1計算機技術在語言教學中應用的階段
計算機技術應用于語言教學可以追溯到二十世紀五十年代，計算機輔助語言教學（Computer Assisted Language Learning， 簡稱CALL）就是利用計算機作為媒介和工具，更好地完成語言教學和學習的任務。隨著計算機技術的發展和現代社會的不斷進步，計算機輔助語言教學（CALL）從最初的基于大型機的語言教學程序，到70年代個人電腦普及后，視頻光盤技術的出現以及九十年代多媒體和因特網的發展和普及，經歷了由簡單到復雜、由初級到高級的過程。輔助語言教學的方式也在不斷地更新和發展變化中。
1.2計算機技術在對外漢語教學中的應用
計算機技術應用于語言教學，給我們提供了人機互動的機會，給我們創建了一個基于網絡的虛擬學習環境。對外漢語作為一個新興的領域，也在積極地使用多媒體和互聯網強化教學內容，實現教學目標。多媒體技術可以對音頻、視頻、圖形等多媒體信息進行綜合處理。所以在課堂上，為了使學生全面正確地把握課堂的教學內容，用輕松、愉快的方式學習、鞏固課上所學的內容，對外漢語的老師通常會使用多媒體課件或者視頻，音頻等電視錄音等短節目來激發學生的興趣，提高課堂的活躍性。但這些計算機技術的運用主要是服務于課堂教學。隨著中國社會的不斷發展，“漢語熱”的興起，學習漢語的外國人的數目與日俱增，但是真正能來到中國學習的學生畢竟只是一小部分，還有很多對中文感興趣的學習者分布在世界各地，受到時間和空間的限制。在這種情況下，計算機輔助語言技術出現了新的發展，即以網絡為基礎的網絡輔助語言教學（Web Assisted Language Learning 簡稱WALL），出現了很多的漢語學習網站和漢語學習平臺比如中國孔子學院總部主辦的網上孔子學院、中央電大漢語中心研發的MyEchinese等。在這些漢語學習網站上可以找到各種可供漢語學習的音頻、視頻材料等，還可以在網站的論壇上進行群組討論。
2.總結
交互式語言教學理論作為在當今備受關注的一種有效的教學法之一，倡導了以學生為中心的教學理論。而在此指導思想下的計算機輔助語言教學也為學生的語言學習創造了更好的語言環境，這種相互交互的方式調動了學生的積極性，使其更廣泛地參與到知識的學習和建構中，幫助他們更好地掌握語言。而將這種人機交互的教學模式帶入對外漢語的教學中來也豐富了我們的教學經驗，使得對外漢語教學的手段和途徑也更加多樣化，更加有效。
參考文獻：
[1]Brown H D. 1994. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language Pedagogy[M]. Prentice Hall: Regents.
[2]宮力.《淺談《新時代交互英語》的交互理念和實踐》 清華大學出版社.
關鍵詞：師生交互；網絡學習；學習績效
信息化浪潮洶涌而來，課堂學習時間遠遠不夠，越來越多的高校都搭建了自己的教學管理平臺，開設了網絡課程，然而網絡學習的現狀不容樂觀，尋求有效的解決途徑是教育工作者的責任，也是學生的期望。網絡技術與多媒體的迅速發展，為教育注入了新的活力，不僅教育信息全球傳播，而且最大限度地實現了全球資源共享。學習者通過網絡進行學習已成為一種全新的學習方式，目前人們對網絡學習績效的關注，主要集中在對網絡學習績效影響影響因素方面，但是由于網絡學習具有時空分離的特性，這種特性帶來的師生交互的缺失，師生交互和大學生網絡學習績效存在什么關系以及如何從師生交互角度提高大學生網絡學習績效，本文試圖對國內外關于師生交互和網絡學習資料進行梳理，來找出兩者之間關系。
一、 國外相關研究概述
1. 對交互理論的研究
國外從20世紀80年代就開始研究“交互"的問題?！敖换ァ币辉~最早用在計算機領域中，一般是指人機交互。現在，交互被廣泛理解為交流與溝通，包括人機交互和人人交互。目前得到普遍認同的是穆爾（Moore）的交互分類方法，Moore認為交互分為三種類型：第一種是學習者與學習內容的交互，第二種是學習者與教師的交互，第三種是學習者與學習者之間的交互。
2.在線交互和學習成績的研究
Anderson和Garrison在Moore的基礎上又增加了三種交互類型：“教師之間的交互、教師與學習資源的交互、學習資源與學習資源的交互。”在網絡學習中學習者的交互水平已經得到國內外學者的普遍關注，Karayan 和Crowe（1997）、Smith和Hardaker（2000）認為在線交互能更好地支持以學生為中心的學習，激勵學生的參與，并且能比傳統面對面的教學20方法產生更多的深層次的和理性的討論。
3.師生交互中某特征與學習效果的影響研究
G1enda Cox等人也對網絡學習中的交互情況進行了研究，他們認為應用交換結構分析（Exchange Structure Analysis）和會話活動理論（Communicative Action Theory）兩種理論方法能夠較好評價異步討論組中的交互水平。C.Candace Chou研究了目前網絡學習中經常使用的同步、異步討論兩種交互對學習的貢獻，并將兩種交互進行了對比。通過對國外相關文獻的研究分析發現：首先，國外對交互理論的研究已經有很長一段時間，對交互的概念、類型、方式有了明確的闡述。其次，國外交互的研究大多是從學生參與的角度出發，從師生之間交互研究角度較少。
二、國內相關研究概述
1.對網絡學習績效影響因素的研究
董興國（2003）的研究顯示網頁內容豐富度、學習環境的情境威脅、自評學習、參與程度、可模擬環境、個人因素、互動程度是影響網上學習績效的因素；網站內容豐富度、學習者的參與度、互動程度、數字化學習環境等與網絡學習績效有顯著正相關性，且數字化學習環境對其他因素均有影響。應小平（2008）則認為課程特性、學生特性、教學互動、學習平臺影響著網絡學習績效。扈靜靜、魏忠（2012）則認為網絡課的課程內容、對課程管理平臺的認知性是影響網絡課程學習績效的因素。
2.網絡學習中交互的研究
鐘志賢教授在《遠程教育導論――學與教的原理和方法》一書中闡述了在線學習的交互類型、方法與工具。書中指出“協作學習有利于促進學生高級認知能力的發展，有利于學生健康情感的培育”。書中還指出在線學習的交互類型有四種：“自主交互、一對一交互、一對多交互、多對多交互。翟菁研究分析了網絡學習環境中學生的交互行為，并討論了學習風格、學習策略、學習環境、學習動機等因素對交互行為的影響。
3.網絡交互與網絡學習績效的關系
應小平（2008）的研究結果表明：課程內容及其呈現方式、學習平臺認知有用性對學習滿意度和學習成績都有顯著性影響，課程彈性只對學習滿意度有顯著性影響，而學生網絡自我效能感、網絡平臺易用性、平臺的穩定性、網絡學習中的教學交互對學習績效都沒有顯著性影響。胡勇（2007）通過用社會網絡分析方法對師生網上論壇上的490個貼子進行了編碼，以分析師生網絡互動特征發現網絡論壇部分成功的促成了網上學習共同體的形成和發展。劉麗娟（2009）通過實驗研究證實了通過問題引導、任務驅動和協作學習教學策略方面促進網絡學習中師生交互水平進而提高大學生網絡學習績效。
三、總結
分析綜合以上對國內相關文獻的調研，可以發現：1.國內外對于影響網絡學習績效因素研究較多，對于交互理論的研究也比較深入2.國內外對于師生交互理論是否促進網絡學習績效仍存爭議3.關于師生交互對網絡學習績效影響的研究較多，但關于師生交互過程中具體特征對網絡學習績效影響的進一步研究較為缺乏。世界各地的各國高校都非常重視網絡對于教育的影響，很多學校都在傳統面授教學的基礎上，提供某種形式的網絡交互方式，作為師生面對面教學的補充，或者開設完全基于網絡環境的課程。因此如何利用師生交互來提高大學生網絡學習績效是當下主要發展趨勢。學習和績效本來是兩個不同的概念，但是如果能把學習和績效結合起來，會產生更好的價值。從教育技術領域角度來說，我們所做的就是要讓大學生在學習和績效之間搭建一個橋梁，這樣才能更好的促進大學生的長遠發展。
參考文獻：
[1]董興國.從學習理論探討影響網絡學習績效因素之研究[D].臺灣：傳大學，碩士論文，2003.
[2]應小平.淺析遠程學歷教育模式下影響電子化學習績效的關鍵因子[D].上海：復旦大學，2008.
[3]胡勇.網絡學習共同體中的師生交互行為個案研究[D].北京：首都師范大學，2007.
[4]劉麗娟.網絡教學中促進師生交互的策略研究[D].上海：上海師范大學，2009.
圖形用戶界面（Graphical User Interface，簡稱 GUI，）是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。它是一種結合了計算機科學、心理學、美學、行為學，以及各商業領域需求分析的人機系統工程，強調人、機和環境三者作為一個系統而進行的總體設計。
這種面向客戶的系統工程設計主要依靠視覺以及手動控制，實現以圖形用戶界面為載體的人機交互過程，其操作過程簡潔直觀，易于掌握[1]。如比較成熟的圖形界面有Apple的Mac系統、Microsoft的Windows系統和HTC的Android等。
二、游戲界面設計的基本原則
游戲界面設計的核心理念就是使用戶在游戲過程中能夠充分體驗人機交流和人性化操作所帶來的愉悅感。一個成功的操作界面的布局、色彩的搭配及圖像的使用等要遵循一定的基本原則。根據調研結果與游戲用戶的評價，以及對國內外觸屏游戲的分析與參考，簡單概括有以下幾點：
（一）可操作性強，易于使用
根據游戲的內容和適用人群的定位，確定游戲的主要功能和界面的布局。游戲的相關功能和操作圖標，要做到簡潔明了，讓用戶一目了然的知道如何操作，充分享受游戲的樂趣。
（二）界面設計風格要統一
優秀的游戲界面設計的前提是美觀、整體感強。界面的色彩搭配、背景選取和圖標的擺放位置要盡量統一，以便加強游戲的整體性，有利于用戶加深對產品的印象。
（三）習慣性原則
《人本界面》一書闡明[2]：要特別留意利用人們習慣形成的特性來設計界面，以使得用戶養成順利進行的工作習慣。鍵盤上的26個字母的排列是無序的，它是按照人們的使用習慣來設計的。包括各種網絡游戲和單機游戲的基本操作，雖然風格和內容上各有不同，但基本的操作按鍵都大體相同。
（四）注重可視性
《設計心理學》一書提到[3]：注重可視性、給用戶提供正確的操作線索、讓用戶得到操作動作的反饋。這就要求圖標的設計要貼近生活，做到所見即所得。比如音量按鈕的設計，其外形可借鑒生活中的旋鈕來暗示用戶通過轉動來進行調節。
三、App游戲設計及實例分析
用戶在進行游戲時，大部分都是些零碎的時間片段，因此不會有太多的精力和耐心去閱讀游戲中大量的文字。這樣的特點注定了游戲界面中圖多字少的設計。所以，圖文的合理搭配是游戲界面成功的前提。
當用戶欣賞完游戲中的CG片頭之后，接觸到的第一個畫面就是游戲的GUI主菜單界面。用戶首先接觸的應該是具有可操作功能的圖標，當點擊相應圖標后，游戲便執行相關的命令。此時，合理的布局和形象的圖標設計決定了用戶接受信息的效率。所以，優秀的GUI設計會以最簡單的元素、最適宜的色彩風格來傳達信息，讓用戶在操作之前，就已經明白該如何使用。
App游戲的類別大致可分為動作游戲、街機游戲、策略游戲、養成游戲、教育游戲、和探險類游戲等。其中動作游戲和智力游戲受歡迎度較高。它成功的秘訣除了自身的AppStore商店的便捷性運營模式之外，游戲的設計也有其不可復制的特點。
（一）App游戲設計的特點
1.界面美觀，趣味感強
漂亮的事物總會受到關注與好感，游戲的操作界面和整體風格要足夠漂亮。作為一款App游戲，最大的重點就在于人性化的操控界面。同時，有趣的內容、搞笑的畫面都會讓玩家充分享受游戲過程。
2.由淺入深，不斷樹立新的目標
游戲的設定要從簡單開始，隨著玩家的深入，在游戲過程中不斷被激勵，從而逐步去挑戰更高的難度。這就需要不斷的為玩家設立新目標，完成一個后，再去做下一個。而缺乏目標感的游戲會讓人感覺索然無味。
3.分享與競爭
玩家在每關結束后所得的分數，可以通過社交工具分享給好友。獨樂樂不如眾樂樂，玩家受到關注后，會有一定的認同感與存在感。同時，通過排行榜排名的方式，更能激發玩家的斗志，從而獲得一定競技樂趣。
4.完善的后臺服務
游戲在進行過程中都會遇到一些問題，玩家會將問題及時反饋到客服，即問即答、細心周到的服務，是提高游戲認可度的關鍵。
（二）觸屏游戲的市場現狀
目前生產主流觸屏設備廠商主要有Apple、Samsung、Android等。在其中幾款觸屏游戲中，最受歡迎的是切水果、憤怒的小鳥和跑酷等。經調查分析獲知，玩家之所以喜歡這些游戲，在于游戲操作容易上手，畫面美觀，具有趣味性和競爭性。
但隨著各類公司爭相推出新的觸屏游戲，制作成本大幅的降低，更新周期的不斷縮短，導致一些游戲在內容上同質化嚴重，在玩法上沒有任何的創新，游戲的界面設計不夠美觀，按鈕的比例和擺放位置缺乏人性化以及整體音效的協調性一般，都會讓玩家在游戲過程中產生乏味感。因此，針對這些問題，除了完善以往游戲設計的缺陷，還需考慮不同用戶的審美需求和使用習慣等因素，充分調動聽覺、視覺、觸覺及整體的交互性，帶給用戶多感官的體驗。
四、App游戲《國民教育委員會》的概念設計和需求說明
本游戲是一款基于App應用的2D版觸屏游戲，游戲將運行在iPad、iPhone或者IPod Touch平臺上。該游戲類型屬于經典的智力問答，即在有限的時間內，通過回答從卡通動漫到天文地理的各類問題，采取逐關升級的方式，從幼兒園開始到大學直到畢業，問題全部答對后會自動解鎖下一等級，讓玩家在充滿趣味性的游戲過程中獲取相關的專業知識。
（一）游戲的概念設計
每一款游戲都有自己的設計風格和相應主題，在游戲整體風格的要求下，設計者的創作就必須符合整體游戲的需要。
本游戲的設計概念來源于1993年臺灣街機版的《民國教育委員會》，以經典的智力問答為框架，通過優化畫面質量、增加題目難度、增添游戲互動性和趣味性，以適配當今游戲環境的各種需要，同時喚起人們的懷舊情結，滿足人們對時尚、趣味和審美的不斷追求，讓玩家在娛樂中增長知識。
（二）目標設定人群
本游戲目前只在年輕人中最受追捧的蘋果設備上運行，根據用戶反饋以后會在多種平臺上運行和推廣。目標的受眾人群主要以大學生和一、二線城市中的白領，因他們的生活規律比較緊湊，在較快的工作和學習節奏中，往往沒有完整的時間去做自己的事情。游戲通過利用此類用戶的碎片時間，使玩家能夠通過游戲來放松心情。
（三）用戶的體驗設計
游戲界面是否美觀、是否無障礙操作、能否適應目標人群，這些都需要經過一定的測試和在用戶評論中得知。游戲GUI界面的主要功能就是能夠讓用戶在第一時間快速開始游戲，而不是像普通軟件那樣一頁頁的翻看操作說明。
本游戲集合了現有App軟件的各種特性，在實現畫面和聲音以及操控的和諧統一之外，對游戲菜單的簡潔化處理和圖標的直觀化做了相應的設計。通過投擲骰子的方式選擇相應問題，解答關卡的問題后通過投擲骰子的方式繼續向前直到終點。全部操作過程只需手指觸摸屏幕，游戲過程中玩家可以在了解各種文化知識的同時，結合詼諧搞笑的畫面讓知識的獲取過程不再枯燥乏味，充分調動娛樂性與文化性，激發用戶的學習能力以及游戲的創造性，為人與機器之間搭建情感的橋梁。
結語
游戲界面的可操作性，包括手眼協調、條件反射和難度遞增等，是游戲可玩性的一個基本要素，對于操作復雜的游戲，還應具備供玩家解讀和操作的相關資料，幫助玩家快速上手。通過對各要素之間的分析與研究，運用設計心理學、人機工程學、設計藝術等多方面學科的理論知識，探索出GUI界面設計的內在規律和核心理念。
可以預見，在未來很長一段時間內，觸屏類游戲仍處于主流。界面的設計應該追求更佳的可用互效果，作為設計者還要有敏銳的時尚洞察力才能跟得上時展的腳步。同時，游戲圖形界面的合理性和交互性無疑將是其發展的重要方向之一。
注釋
[1] 劉金曉：《人機交互界面定制及生成工具的研究與開發》，9頁，華北電力大學（北京）碩士學位論文，2007。
[2] 拉斯基：《人本界面》，18～19頁，北京，機械工業出版社，2004。
[3] 唐納德.A.諾曼：《設計心理學》，10頁，北京，中信出版社，2003。
參考文獻
1 Alan Cooper：《交互設計之路》，北京，電子工業出版社，2006。
2 拉斯基：《人本界面》，北京，機械工業出版社，2004。
關鍵詞：微型加速度計 手勢小車 AT指令
中圖分類號：TP334.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0164-01
加速度計是一種應用十分廣泛的慣性傳感器，大多采用微機電技術（MEMS）進行設計和制造，具有體積小、重量輕、能耗低等優點。對加速度值求二次積分可以得到位移，同時也可以利用MEMS加速度計計算傾角，從而判斷在二維平面中的位置。
手勢控制作為一種正在蓬勃發展的現代控制方式，具有操作簡單直觀、靈活性高、科技感強等特點，它建立起了人機交互，使控制過程更加安全、生動有趣，改善了傳統控制方式的缺陷。
1 系統方案設計
基于MEMS的藍牙手勢小車由兩部分組成：發送部分和接收部分。發送部分由MEMS加速度計ADXL345、STC89C52、5V直流電源、藍牙主從一體機模塊HC-05組成；接收部分由2WD小車、直流電機、電機驅動模塊L298N、兩節3.7V可充電鋰電池、STC89C52、藍牙從機HC-06組成，系統框圖如圖1所示。
2 系統硬件設計與實現
2.1 主控器與ADXL345加速度傳感器
本設計采用STC89C52作為主控芯片，STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。ADXL345是一款3軸、低功耗、具有C和SPI接口的數字輸出MEMS加速度計，分辨率高達13位，測量范圍達± 16g。
2.2 藍牙傳輸系統
藍牙傳輸系統由主機HC-05與從機HC-06組成，其中HC-05是藍牙主從一體機，由于它的默認模式是從機模式，因此需要通過AT指令將其設置成主機模式。藍牙被設置為主機模式后可主動搜索附近的藍牙設備并建立連接，藍牙主機與從機之間未連接成功時，主機上的LED不停地閃爍，連接成功后長亮。然后主機將來自手勢控制端的指令發送給從機，從機將接收到的數據傳給單片機處理。
2.3 小車部分
小車部分通過藍牙從機接收來自控制端的指令，根據指令來改變自身的運動狀態，小車跟隨手勢運動，達到了與手勢同步的效果。小車速度的調整由PWM波控制，在本設計中是通過控制L298N的EN引腳電平高低實現的，EN引腳高低電平持續的時間不同，就輸出不同占空比的PWM波，不同的占空比的PWM波對應著不同的輸出功率，不同的功率下小車速度也就不同。
3 系統軟件設計
控制端主程序包括初始化串口、ADXL345初始化、讀出姿態數據、數據處理、判斷當前姿態并轉化為控制指令。單片機根據ADXL345檢測到的當前手勢傾角發送控制指令，總共有9種控制指令，每種控制指令對應著一種手勢姿態。利用活動和非活動檢測功能，為每種姿態設定一個閾值來表征該姿態是否達到，然后發送與其對應的控制指令。
接收端主程序包括初始化串口和接收數據，根據控制端的手勢來調整小車的運動狀態。控制端的3個向前指令分別控制小車勻速向前、以加速度a1向前、以加速度a2向前運動，a1 >a2，這樣達到手越向前傾小車速度越快的效果，向后的3個指令也是同理。向左指令控制小車左轉，向右指令控制小車右轉，為了使小車轉彎更加緩慢平滑，采用PWM控制速度?？刂瓢宓钠椒攀謩輰≤嚨耐Ｖ範顟B。
4 結語
介紹了一種MEMS微加速度計的藍牙手勢小車的設計方案，通過ADXL345加速度傳感器檢測手勢，然后將手勢控制指令通過藍牙發送給小車，改變其運動狀態。經過實際制作測試能達到手勢控制的效果，并且準確性好、控制靈敏、直觀、操作簡單，有利于實現人機交互。
參考文獻
[1]張家田，許凱，嚴正國.基于空中運動/手勢控制接口的空中鼠標設計[J].現代電子技術，2016，39（6）：143-146.
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[3]陳建新，卜翔，王榮等.基于MEMS加速度的三維無線鼠標設計與實現[J].無線互聯科技，2011（8）：22-25.
[4]周獲.基于MEMS技術的無線空中鼠標的研究[C].華僑大學，碩士論文，2013.
