基于人机交互的公共空间健康监测装置设计.pdf
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1、鞋类工艺与设计SHOES TECHNOLOGY AND DESIGN2024 年 1 月第 4 卷 第 1 期Jan.2024Vol.4 No.1197基于人机交互的公共空间健康监测装置设计栾 旭,黄恺琳,王志俊(江南大学,江苏 无锡 214122)摘要:随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对自身健康状况和公共空间环境安全越来越重视,在公共场所提供健康监测具有广泛的社会需求。本文利用智能交互设计平台将艺术与科技相结合,设计了一款以“Starry Sky”为主题的健康监测装置,装置能测量体温、心率、血氧等生命体征参数,提醒有发烧等状况的人及时就医,通过数据可视化使不同使用者之间的数据产生联动
2、和相互影响,拉近人与人之间的心理距离。本装置可以配置到医院、社区、商场等公共场所,为人们提供自助健康监测,保障公共空间的环境安全。关键词:Arduino;Processing;公共空间;健康监测;人机交互中图分类号TP242文献标识码A DOI:10.3969/j.issn.2096-3793.2024-01-064Design of Public Space Health Monitoring Device based on Human-Computer InteractionLUAN Xu,HUANG Kailin,WANG Zhijun(Jiangnan University,Wuxi
3、214122,China)Abstract:With the development of society and the improvement of peoples living standards,people pay more and more attention to their own health conditions and the environmental safety of public space,and health monitoring in public places has a wide range of social needs.Using the intel
4、ligent interactive design platform,combining art and technology,this paper has designed a health monitoring device with the theme of“Starry Sky”.The device can measure vital signs parameters such as body temperature,heart rate,blood oxygen,and remind people with health conditions such as fever to se
5、ek medical attention in time.Through data visualization,the data between different users can produce linkage and mutual influence,and narrow the psychological distance between people.The device can be configured in hospitals,communities,shopping malls and other public places to provide self-service
6、health monitoring for people and ensure the environmental safety of public space.Key words:arduino;processing;public space;health monitoring;interaction design引 言公共空间环境是否安全是人们外出就医、购物等考虑的重要问题,老年人、有基础疾病的患者更加重视。如何为公共空间环境安全提供保障,为忙于工作的职场人士、学校中的学生、医院就医的病人、老年人提供便捷的健康监测服务,是社会发展提出的新需求。本文利用 Arduino 电子原型开发平台和
7、Processing 视觉交互编程语言将艺术与科技进行有机结合,设计了以“Starry Sky”星空为主题的人机交互健康监测装置。与目前市场上各具特色的艺术性交互装置不同的是,本装置除了具有各种多媒体艺术效果,为使用者提供良好的听觉视觉体验外,还兼具了实用性功能,具有医用级体温、心率、血氧等生命体征参数监测功能,使装置具有了更广泛的应用场景和更大的应用价值。1 交互装置总体设计健康监测装置由信息采集和数据可视化两部分组成。信息采集部分以 Arduino 主板为控制核心,管理超声波测距模块、红外测温模块、血氧心率监测模块用于检测人机间距,生命体征参数监测,并进行相应功能操作。数据可视化软件由上位
8、机运行,大尺寸液晶或 LED 屏幕显基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目基于云端的老年人医院智慧就医陪护系统(项目编号:202310295071Z)作者简介:栾旭(2003-),男,本科在读,研究方向:交互设计、产品与服务设计,.第 4 卷设计论坛鞋 类 工 艺 与 设 计198示,通过星空动画提供健康信息的可视化显示,语音播报,健康知识个性化播放等。监测装置总体结构,见图 1。图 1 监测装置总体结构框图2 信息采集软硬件设计2.1 Arduino 主控板传感器信息采集由 Arduino 主板实现。Arduino 是全球流行的开源电子原型开发平台,能通过传感器感知环境,控制开关、步进电
9、机等设备的工作,实现人机交互和智能控制。Arduino 简便易用的开发方式吸引了计算机、电子、艺术设计等专业的技术和设计人员利用 Arduino 平台开发产品原型和艺术装置。本装置采用 Arduino Nano 作为主控板。Nano 是比UNO 板尺寸更小的开发板,该板基于 ATMega328P 微处理 器,具 有 32KB 闪 存、2KB SRAM、1KB EEPROM,14 个数字 I/O、6 个 PWM 通道、8 个模拟输入通道、1 个UART、1 个 SPI 接口、1 个 I2C 接口1,可以满足装置功能需求。2.2 超声波测距模块监测装置通过超声波测距检测有没有人以及人与装置的距离,
10、并执行相应的交互功能。超声波是指超出人耳听觉范围,频率大于 20KHz 的机械波。超声波测距与雷达原理相似,超声波发射器发射超声波并开始计时,如果前方有障碍物,会将超声波反射回来,超声波接收器接收到后停止计时,利用超声波传输时间和声波传输速度就可以计算出距离2。本装置测距选用 HC-SR04 超声波模块,该模块集成了超声波发射器、超声波接收器和信号放大处理电路。模块测量角度 15,探测范围 2400cm,测距精度 3mm。模块回响信号 ECHO 和触发信号 TRIG 分别与Nano 板的 D8、D9 引脚连接。测量距离时,D8 脚向超声波模块 TRIG 发送 10us 高电平触发脉冲,模块连续
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