解读《交互的未来-物联网时代设计原则》

解读《交互的未来-物联网时代设计原则》,第1张

  这本书的出现是件很巧合的事情,当我们尝试在新零售这个领域做一些新的设计探索的时候,这本书被同事推荐了过来,“交互的未来”是一个很有吸引力的噱头,我也很想知道,交互的未来到底发展到何方。
  之所以说是巧合,是因为我们在探索的过程中,发现用户会在新零售的整个框架里面,开始接触一些新鲜的东西,而用户在整个过程中的交互,初步分析,可以划分为“人、物、屏、声” ① 这四类,而这本书,很清晰的告知了我们,人与机器或者屏幕,在未来的交互方式中可以遵循的原则。
  本文的目的,是期望能够通过对这本书的解读,让大家对这个概念有一定的认知和了解。

  早在1995年,“普适计算” ② 之父,马克·维泽与施乐帕克研究中心 ③ 的约翰·史立·布朗 共同了提出“平静技术”的概念。
  其实,在20世纪80年代的时候,这群研究学者就已经预见到,未来是一个充满各种小型设备的时代,当时他们称这些设备为:“垫板”“平板”“直板”,并且在这些小型设备未出现之前,就开始研究这类产品使用体验和最佳的用法。在他们看来,无论技术如何的新型,但是技术给人带来的感受应该是优雅的、人性化的,不显眼的。
  但从今天看来,我们经常讨论某些新型设备的问世,然后静静的看着它们报出一个个让人捧腹的bug,新的设备逐渐增多,但是给人以幸福感的设备却寥寥无几,技术给我们带来了新的产品,但是却并没有给我们平静的生活。
  那么平静技术到底是什么?我个人总结了一下:

  自20世纪40年代,第一台计算机问世以来,计算机的发展从未停止。在书中,作者提出了计算机发展的4个浪潮:

  我们会发现,设备数量的增长速度甚至快过人类,并且逐渐多样化,从大型机时代到移动计算时代,设备的增长呈现出以下几个特点:

  平静技术的提出者们同时提出了一个设想,当世界人口超过100亿时,世界上的设备数量至少超过了500亿。如果我们一方面在增加设备的数量,一方面又保留目前我们跟设备互动的标准,很快我们会被自己设计的各类信息所淹没。
  如何能够让设备在增长的同时,给人带来平静的体验?作者提出了平静技术设计的8大原则,来协助我们review自己的设计。

  在阐述这8项原则之前,我想先抛出一个论点: 注意力守恒 。即大多数人在某个时刻的注意力总量是恒定不变的,所以人们无法同时处理对于注意力要求很高的多个事情,一件事需要的注意力多了,另一件必然不会分配更多的注意力。就如同司机不可能一边开车一边玩游戏一样。
  个人认为, 注意力 是人与设备交互时的 最核心资源 ,尽管需要我们注意的信息已经大大增多,但是我们自身所拥有的注意力的总量始终未变。这就意味着,我们需要对注意力资源有更加合理的分配,设备对于注意力的占用需要更少且更高效。

  作者强调,这里的原则并不是每次设计都需要遵循,而是提供一些思考的方向,供大家每次设计时进行参考。
  下面结合书上的内容,对这8条原则说一下个人的一些理解:

  我们当前很多交互设计的原则或者思维还是来自于 台式机时代 ,在那个时代,人们被要求坐在电脑面前,投入大部分注意力到屏幕上,来处理自己的工作任务。我记得在《About Face 3》以及之前的版本,移动端的设计仅仅是被提及,而在《About Face 4》中则用大篇幅的文章来介绍移动端的设计方法与准则。

  当今时代,大多数人的生活处于 移动、并行、多平台 的环境。在这种环境下,我们可能会在某个瞬间接收到多个设备提供的信息,这就要求我们能够将注意力短暂转移到设备,并在获取信息后,能立刻转移到其他事情上。如果某个设备一直通过某种方式强调注意力资源的占用,而无法提供人们最关注的信息,这种就会对人们形成干扰,甚至会引发人对这个设备的厌恶。
   这种注意力资源的分配矛盾,在当人们有主要任务时,显得尤为突出 ,设备(或产品)应该在尽量不打扰人们完成主要任务的情况下,也能够传递信息。但是目前看到的很多设计过程中,注意力资源仍然不是第一考虑要素,甚至可以说,今天大部分的设备,仍然设计的像台式机,我们不得不倾注大量的注意力资源,才能从其中获取信息。
  虽然视觉是最直观的获取信息的方式,但是在设计时,除了屏幕之外,我们可以利用的还有很多。人的五感之中, 视觉、听觉和触觉都是可以利用,并且花费较低成本就可以获取信息的方式 ,而信息的表达,在某些场景下,可以放弃屏幕,通过灯、声音和震动等方式来替代。
  例如,目前市面上洗衣机的开机、关机、洗衣结束时,都会伴随有不同的声音,来提醒人们洗衣机目前的状态。所以,我们只需要在开启后洗衣功能后,就可以做其他事情直到听到结束的声音。试想如果整个过程,我们需要一直盯着洗衣机完成整个动作,那又会是一个什么场景?

  平静技术会让你明确知道某个系统运转良好并且一切正常,你之所以感到平静,是因为知道如果出现需要你关注的事情,设备会在恰当的时间提醒你。
  生活中这样的正例不胜枚举,例如正在煮饭的电饭煲、烘焙的烤箱、烧水的水壶等等,这些电器的样式千差万别,但是他们工作状态的展示却趋于一致,正是因为他们提供了平静的过程和需要关注的结果,而我们现在看不到不同于这类方式的电器,只不过是因为设计的优胜劣汰所导致的。
  当然,如果有些设备通过粗暴的方式打断你当前的任务,将你的注意力转移到其他事情身上,是因为为了保证你的生命安全,例如火警警报等。

  在《设计师要懂心理学2》这本书中,有三个章节介绍了关于视觉的内容,书中提到了周边视觉与中央视觉的概念,并且强调:

  除了视觉相关的内容,作者还在书中提到了 注意力模型 ,注意力模型分为三个等级:

  从注意力的模型可以看出,注意力不仅限于视觉,还包括触觉、听觉等,人类经过数以万年的进化,已经形成了接收注意范围边缘信息的能力,而我们在设计的过程中,可以进行反思,这些事物需要我们把所有的注意力集中到眼前么?我们能在注意范围的边缘关注它吗?

在开始这部分之前,请各位思考下,设备与人的优势分别在什么我个人对于设备与人的优势总结如下:

结合上述设备与人不同优势的区分与对比,如何能够让设备(或产品)放大自身与人的优势?

  emmm~这里的不需要说话,并不是禁止使用语音,我个人理解,这里更多强调的是对于语音交互的慎用。
  我们会发现,VUI,即以语音为基础的交互行为现在逐渐增多,我们可以在很多app的搜索栏看到麦克风的图标,提示我们可以进行语音输入,甚至一些翻译软件(彩云小译)等直接采用语音交互作为主体交互模式,但是语音是否适用,还是要根据场景来定义。
  《设计心理学3-情感化设计》这本书提到一个很有意思的观点:

人们通常会以人的标准来要求他使用的设备,如果这种情绪放在VUI场景下,如果只是能够让机器说话,而不给他注入语境和人际关系意识,那这些谈话最终还是会总结。
  机器人语音系统最吸引人的地方在于, 他们不会对我们的情感需求和生理需求抱有成见,他们会成为我们忠实的仆人,为我们提供鉴定的情感支持
  然而, 正如同需要完全占用视觉注意力的用户界面会干扰我们,让我们无法做其他事情一样,完全占用听觉注意力的方式,对我们的干扰也是一样的

我们发现,语音交互同样存在很多的限制:

当我们列举完语音交互的限制时,再回来看设备交流的本质是什么? 是为了反馈或者展示信息给到人们 ,所以:

  设计师和开发人员往往及其希望能够忽略极端用例,因为有时候,解决这些极端用例所耗费的精力,往往超过常见用例的总和,然而,每个用户都极有可能遇到极端场景, 当极端场景出现时,它们的负面影响会远远超过它们所带来的正面效果 。(想想三星的Note7电池爆炸事件吧)

  这就要求设计师在设计的时候,要考虑到多种人群,经验丰富的用户、初学者、以及遇到问题的用户,一定要保证系统在部分功能出现问题时,仍然可用, 至少能够将设备关闭或者回复到初始状态

  如同“电”在当今生活中无处不在一样,如果产品的技术含量使用的恰当好处,那么它会很快的消失于无形,人们会习惯它的存在就好像它本来就应该存在一样。
  每个设计师的目标都是精简的设计,然而实际上,为产品添加功能往往比删减功能要简单的多,这里的原因可能有很多种,比如添加功能而不用斟酌已有功能带来的思考成本要低的多,能够增加功能的人可以有很多,但是有权利(或者敢于)删减功能的人却很少。每个功能的引入,都会带来故障可能性的增加,越复杂的系统,往往越容易出现问题。 而我们对于产品功能的目标,并不是无意义的堆叠和累加,而是希望能够通过产品赋予用户能力,让他们只需要投入少量的注意力就可以实现目标
  在技术领域,往往有这样一个趋势: 技术能力往往超过技术的可靠性 ,所以我们经常发现,任何第一代产品,往往是问题最多的产品,即便是产品在面世之前,经历了严格的测试工作,当投入市场后,它将面临的是数以万计的使用场景,各种场景的组合,就会发现新的问题。
  所以这也引入了另外一个指导性原则 除非没有其他选择,否则不要引入会让用户产生依赖感的新技术 。新技术的不可靠性,很容易会使对齐产生依赖感的用户,感受到很大的挫败感和失望感。

  我们所接触到的被人们视为“正常”的技术,实际上是这个技术本身与社会规范相吻合,或者说,是被社会逐渐接受的技术。
  技术被社会所接受的速度是不一样的,有些技术可能在出现的瞬间就被社会所接受,而有些技术则需要经过很长的“代谢”过程才能被社会容纳,同样,有些技术出现了很多年,都可能不被社会所接受,从而被停止或者消亡。
  让技术被社会接受的最简单的方法,就是让人能够视之为常态,这个过程 可以是技术直接用到已经是常态的事情中,让人们逐渐接受,也可以是拓宽人们对于“常态”的定义,将新技术包含在常态的定义里
  个人认为,新技术的接受程度受到以下因素的影响:

  如果从上述8项原则中提取关键词,个人的提取是:

  设计平静技术需要我们尊重人的注意力,并认识到注意力是一种宝贵的资源,需要我们确保设计的可靠,在整个设计过程中,可以围绕人体的五感进行多样化的设计,要求我们时刻记得技术所处的使用环境和社会环境。

  个人认为,这8项原则是这本书最核心的部分,而在后续的篇幅中,作者更多的是分场景和案例来介绍如何进行设计,这部分我不做过多的阐述,有兴趣的同学可以查看资料了解下。
  但是在文末,作者提出了一个平静技术评价工具,这个可以贴出来,供大家作为后续设计时的checklist,如下:

我个人对于这篇解读的定位是知识点+个人理解的阐述,这本书出现的时间很近,所以大部分的举证在我看来都很有共鸣,虽然在本文中大量的主语是“设备”,但是在我看来, 无论是硬件设备还是软件产品,很多原则都是可以共通使用的 ,最后,感谢各位耐心看完这篇文章希望我的解读能够给各位带来一些新的思路,谢谢! _

物联网应用技术是指将物理设备、传感器、软件、网络等技术应用在实际生活中,通过数据采集、处理、传输和应用,实现智能化、自动化、可视化的管理和控制。学习物联网应用技术需要掌握以下几个方面:

传感器技术:了解各种传感器的工作原理、特点、应用场景和选择方法,掌握传感器数据采集、处理和传输的基本技术。

无线通信技术:了解各种无线通信技术的特点、应用场景和选择方法,掌握无线传感器网络、蓝牙、WiFi、LoRa等通信技术的基本原理和应用。

云计算和大数据技术:了解云计算和大数据技术的基本概念、架构和应用,掌握数据采集、存储、处理和分析的基本方法和工具。

数据安全和隐私保护技术:了解数据安全和隐私保护的基本原理和方法,掌握数据加密、身份认证、访问控制等技术的应用。

应用开发和系统集成技术:了解物联网应用开发和系统集成的基本原理和方法,掌握各种开发工具和平台的使用,能够进行物联网应用的设计、开发和调试。

总之,学习物联网应用技术需要掌握多个方面的知识和技能,需要综合运用各种技术和工具,不断地学习和实践,才能够掌握物联网应用技术的核心内容,应对日益复杂和多样化的应用场景。

随着经济和 社会 的发展,城市公共照明已经成为城市现代化水平的重要标志之一,城市照明设施规模日益增大,用电量节节攀升, 社会 各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。而目前国内城市照明的监控和管理方式相对简单、粗放,服务质量和节能水平有待提高,难以满足现代化城市照明的需要,主要表现在以下几个方面:

监控管理方式相对粗放。传统“三遥”系统只能实现回路级别的采集和控制,对单灯运行情况无法实时、准确监控,不能实现智能化监控和精细化管理;部分城市仍停留在“时控”时代,缺少基本的信息化管理手段。

运行维护效率低、成本高。现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式,工作量巨大,需要投入大量的人力物力,并且还可能留有盲区,运维效率低、成本高,难以实现主动服务、保障服务质量。

照明能耗偏大。缺少灵活有效的节能控制手段,过度照明和照明不足的矛盾难以调和,无法实现按需照明,从而在保障照明质量的前提下有效降低照明能耗设施安全难以保障。缺少实时监管措施,设施被盗时有发生,给照明管理部门造成直接的经济损失,严重影响城市照明的正常运行,同时带来安全隐患。

1 设计与实现

本系统由3大部分组成:NB-IoT通信模块、云端控制系统、手机端APP。

图1

11 NB-IoT通信模块

基于高通MDM9206平台高性能、低功耗的CAT-M1/CAT-NB1/GSM三模无线通信模块,支持全球各主流定位系统GNSS,不仅支持当前运营商的主流物联网频段,对未来可能会部署的频段也最大可能性的支持 ,其尺寸仅 为 225mm265mm27mm,能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求,

通过该模块实现路灯信息传输、调光、降功率、按需开关灯等管理方式,减少过度照明节约电能,真正实现节能、环保、安全、舒适的照明,减少对大气的污染,建设资源节约型、环境友好型 社会 。

12 云端控制中心

是根据路灯管控开发的一款远程 *** 作与监控管理平台,方便了管理人员的管理与维护。通过灯联网集中监控管理平台可以远程控制每一个回路的开、关状态,也可以实时监测每个设备的当前信息,并根据采集到的参数的情况,实时判断线路情况,给用户直观的解析。系统同时还具备短消息报警和声音报警的功能。

13 手机端APP

一种基于智能手机APP应用的城市路灯控制方法,包括将智能手机APP应用与路灯管理系统相关联,形成APP调节城市路灯的架构,构建智能手机 APP 节点,每个 APP 节点代表一个APP 注册用户;当用户登录 APP 应用时,APP 应用将包含用户地理位置、行进方式的 APP 应用信息传送到路灯管理系统;路灯管理系统根据APP应用信息,查询用户所属路段的路灯实时状态,并对路灯进行调节控制。采用NB-IoT物联网概念,通过手机 APP 应用按照用户实际需求开启路灯、调节路灯亮度,合理分配路灯照明资源,降低了路灯能耗、节约了路灯使用成本。

2 测试与分析

硬件调试:分为电源电路、通信链路、LED驱动电路调试。

21 电源电路


图2 电源电路

图 2 中,EUP3420 是一款恒定频率,采用电流模脉宽调制(PWM)架构的降压型变换器。芯片集成了主开关和同步整流开关,可以获得更高的效率。本系统采取5V适配器输入,转化给NB-IoT无线通讯模块VBAT网络33V供电。

C1000:适配器的输入端,用万用表或者示波器测试该点电压是否为5V。

L1000:开关电源 buck 电感输出端,用万用表或者示波器测试该点电压是否为33V,通过调整R1000和R1007阻值调整VBAT输出的大小。

22 通信链路

NB-IoT模块上电后sim卡状态测试。


图3 NB-IoT模块Sim卡状态查询

23 LED驱动电路


图4 LED驱动电路

上图中,三极管驱动电路由Q11、R128、D30、J26(焊接LED模组)组成,NB-IoT通信模块通过GPIO口控制三极管的基集,使三极管Q11工作在开关状态,实现对LED的开断。

3 软件测试

安卓手机端可以控制指定路灯的亮与灭以及全开全灭。


图5 手机控制端界面

PC端实现对各个端口的控制。


图6 云端控制端界面

4 控制系统特性

41 管道NB-IoT设计

一是广覆盖:NB-IoT 覆盖能力强,在同样的频段下,NB-IoT 比现有的网络增益 20dB,覆盖面积扩大 100 倍。它不仅可以满足广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。因此不只是道路照明,在室内、工业照明领域的应用前景也十分广阔。

二是强链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。这将意味着,基于 NB-IoT 通信技术的照明控制系统,将能够管控更多的终端设备,满足未来智慧城市中大量设备联网需求。

三是低功耗:低功耗特性是智慧照明应用一项重要指标,NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,终端模块的待机时间可长达10年,特别适用于智能家居的应用。

四是低成本:低速率、低功耗、低带宽同样给 NB-IoT 芯片以及模块带来低成本优势。单个接连模块预期价格不超过 5美元,最终低至 1 美元,这对降低智慧照明应用的成本起到关键性作用。

42 云端智能管理

采用单灯控制技术,构建路灯物联网,精准控制每一盏路灯,在保证照明需求的前提下,根据季节、路段、天气、特殊场合等条件设定路灯运行方案,真正实现“按需照明”,深化节能减排。因本项目范围内 LED 路灯电源不具备调光接口,单灯节能方式采用开关灯控制方式。

通过单灯“在线巡测”,及时发现路灯故障并在地图上进行精准定位,转变“人工巡检、热线报修”的传统运维方式,实现定向运维、主动服务,减轻劳动强度,提高路灯运维效率,降低运维成本。

43 客户端APP

智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能,为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段,主要体现为:实时监控:可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。同时支持多终端,支持基于 Android *** 作系统的移动终端远程控制,可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

5 应用前景分析

对于 NB-IoT 产业的发展,中国移动、中国联通、中国电信三大运营商皆就NB-IOT发布了各自的发展计划。工信部也发文要求加快 NB-IoT 在国内落地,到今年年底建成基站规模 40万个,到 2020 年建成基站规模 150 万个。中国 NB-IoT 产业加速布局,将是全球 NB-IoT 产业领跑者。目前在上海、广州、江

门、鹰潭、长沙落地了NB-IoT智慧路灯项目,实现了到处开花、处处结果。

6 结束语

城市智慧照明是智慧能源的开端,以 NB-IoT 新一代通信技术为支撑,实现整个城市一张网,对城市道路每盏灯实现全面的感知、智能的控制、广泛的交互和深度的融合,在满足市民正常照明需求的前提下,通过智能调光、降功率、按需开关灯等管理方式,减少过度照明,电能节约率可达30% 60%,真正实现节能减排,减少对大气的污染,建设资源节约型、环境友好型 社会 。同时通过对城市照明设施实现精细化管理,通过对城市道路每个灯具的运行状态进行准确分析和故障报警,并根据故障等级启动相应的处置流程,将被动巡检改为定点维护,反应更加敏捷处置效率更高,将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应,提高亮灯率,减少各种故障,合理照明,美化照明,安全照明,营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果,树立和提升城市的品牌形象。

物联网软件设计依托于信息技术。随着物联网不断发展,其技术体系逐渐丰富,物联网技术体系一般包括信息感知,传输处理以及共性支撑技术,物联网产业主要涵盖物联网感知制造业,物联网通信业和物联网服务业。


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