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響應式WEB交互設計的目的是一個網站能夠兼容多個終端,頁面能夠自動配適顯示設備。具體的實現方式由多方面組成,包括彈性布局、CSS、網站框架等。下面我們來介紹幾個常用的響應式頁面常用技術。
1.1MediaQueryMediaQuery用于根據不同分辨率尺寸調整相應樣式。現在市面上基于IOS系統平臺和Android系統平臺的移動設備占大多數,同時他們的自帶瀏覽器內核都為webkit內核,所以我們可以使用viewport屬性和MediaQuery技術實現網站的響應式交互。這種方法能夠非常方便的實現基準字號font-size在不同分辨率下顯示完全,不會出現閱讀困難。
1.2FluidgridFluidgrid即流體布局。其作用在于將網頁上一些元素的框格由固定模式調整為相對模式(如百分百或比例等)。使用Fluidgrid能夠使網頁根據屏幕的寬度自動調整頁面寬度,進而保證頁面內容顯示完整,原有功能繼續可用。
1.3FlexboxFlexbox是css規則總新添加的一種模型屬性。它類似于APP結構,展示方式是固定頭部與底部,中間部分內容的高度實現自動適應。Flexbox的出現打破了常常使用的原有的浮動布局方式,實現了垂直等高、水平均分、按比例劃分。如果希望目前的網站能夠以正常的網頁方式編寫,并且以WabApp的外觀顯示方式出現在用戶面前,那么Flexbox是非常適合的一種方式。
2響應式交互建設流程
2.1確定內容架構根據網站定位以及用戶分析,確定網站整體風格、展示結構,如頁面層級、頁面內容等,對網站進行整體規劃,厘清脈絡關系。
2.2設計移動框架移動優先理念是基于對移動設備與PC設備之間關系的深刻理解而產生的,移動設備許多特性讓設計更全面及強大。比如移動設備上的語音識別、基于地理位置定位、手勢操作等,人們發現移動設備交互比PC擁有更多可能性。從移動設備開始讓設計師更早思考如何發揮這些特性及優勢。
2.3設計響應式框架我們需要基于移動端框架拓展開發出PC端及平板電腦端框架。首先確定響應模式,那么從手機端顯示到平板電腦顯示再到PC端顯示,整個網站布局如何變化,內容如何編排,優先級如何調整等都是需要設計的部分。同時我們需要對規則繼續進行細化,即為定制流體柵格系統(屏幕占比)。
2.4模塊設計在確定了響應式框架的頁面結構以及相應模式后,我們要開始進行模塊設計的工作。在產品設計時我們采用了移動優先的理念,但在整個產品的細節設計以及開發過程中,是否采用移動優先原則應根據實際情況具體分析。在這里,PC優先可以充分暴露業務復雜度,而且項目的設計、開發和測試在PC環境下擁有更成熟的工具和流程,因此,在必要的時候采用PC優先理念也是非常合理的。同時我們應注意的是,在開發模塊的時候,必須時刻提醒自己:這個模塊在當前設備上運行無誤,在其他設備下是否會發生問題?
2.5響應式模塊設計PC端模塊完成后,接下來我們需要根據已設計好的PC端模塊拓展出移動設備模塊。這些模塊必須符合設備習慣,充分利用設備特性,為用戶體驗帶來便捷與舒適。
2.6測試優化這一步需要在真實設備下測試網站效果,并對暴露出的問題進行優化。測試優化內容包括:服務器承載測試及優化,軟件性能測試及優化,用戶實際體驗測試及優化。
3響應式設計優化
該文之前提到過,響應式設計也存在一些自身的問題和弊端,可能會影響到用戶體驗。那么這些問題和弊端就必須進行進一步的優化處理。
3.1減少HTTP請求次數在目前的網絡環境下,移動端用戶的數據使用流量是有限制的,可以說這是相較PC端的一個劣勢。那么為了節省用戶流量,我們可以使用Ajax異步請求來優化頁面內部的一些操作。使用服務器端及前端緩存等機制保存頁面內短期不會變化的一些數據,這樣可以在一定程度上降低用戶的數據請求量。
3.2壓縮Javascript和CSS將頁面內Javascript和CSS進行優化精簡之后,可以有效地降低頁面大小。
3.3減輕Javascript庫負載目前很多響應式交互設計使用jQuery框架,事實上很多頁面或許并不需要如jQuery一般強大的交互框架,我們可以用其他輕量級框架進行建設。目前針對移動端狀態,有jQueryMobile、YUI、XUI等可供選擇的框架。
3.4頁面實現逐次加載移動終端設備由于屏幕大小有限,承載的信息量也有限,我們沒有必要將全部PC端頁面總內容一次性加載完成。我們可以使用逐次加載模式,當用戶有繼續觀看的意愿,并對屏幕做出相應手勢時,再繼續進行加載新聞或圖片。
3.5使用CND進行頁面資源管理CDN是英文ContentDeliveryNetwork簡寫,意即內容分發網絡。它的基本思路是將互聯網中有可能影響數據傳輸速度和穩定性的環節避開,保證內容傳輸的穩定性。
3.6優化圖片顯示其核心思想是實現用戶設備分辨率的自動區分,根據不同分辨率提供不同大小的圖片以供用戶加載。這樣既能使不同終端用戶都獲得良好的用戶體驗,同時不會浪費用戶數據流量和加載速度。
4優秀的響應式WEB框架
4.1GumbyFrameworkGumbyFramework是一個靈活的響應式框架,它建立在SASS基礎之上。SASS是一款CSS預處理器,它功能強大,提供很多新的工具來支持使用者快速自主開發Gumby框架。Gumby的產品更新緊跟最新的行業技術標準和規范,同時支持chrome、firefox、Opera、IE8-10等多種主流瀏覽器。如果開發者剛剛開始接觸響應式交互網站,那么使用Gumby是非常適合的。它自帶PSDUI工具包,能夠非常方便地幫助制作者開發出一個漂亮的響應式交互布局網站,且不需要太多專業性代碼。
4.2FoundationFoundation由位于加州坎貝爾的產品設計公司ZURB設計開發,是目前非常現金的響應式WEB設計框架。它擁有很多布局模板、CSS樣式表以及自己開發的優秀JavaScript插件。同時,Foundation強大之處還在于其將SASS有效整合,開發者可以使用Mixins概念簡化開發行為,使組件的使用更加簡單便捷。
4.3SemanticSemantic優勢在于提供一個共享UI以供開發人員和設計師共同協作,共同開發,提升可控范圍。Semantic使用自然語言習慣來輔助開發,讓開發過程更便捷,同時,Semantic還可以實時進行debug輸出,提示代碼作用。
4.4PureCSSPureCSS是一款輕量級響應式框架,解壓縮后只有5.7KB。它基于Normalize.css框架構建,沒有使用任何JavaScript,只使用了HTML和CSS技術。該框架采用模塊化結構,每一個模塊樣式都可以單獨使用。
4.5TukTukTukTuk是一個高效快速的響應式CSS3框架,以輕量級的設計和面向對象的CSS為優勢,非常容易擴展。5.6KubeKube是一款靈活的CSS框架,包括網格、按鈕、表、排版樣式等實用功能,可對forms,grids,buttons,tables,typography等屬性設置樣式,同時提供LESS文件,給開發人員帶來了極大的靈活性。
5結語
(1)獨立活動能力。人的各種活動都需要依靠肌肉和骨骼的培養來完成,弱勢群體由于一些身體上的障礙不能完成常人完成的動作,各部分身體機能隨著時間有很大下降,對外界事物的敏感度下降,特別是骨骼很容疏松。由于失去了身體上的不便,也就大大降低了與產品的交互能力,這個因素使一些弱勢群體的生活質量大大下降。
(2)感知機能的變化。人如果脫離了社會就是一個個體,在社會中只有不斷的吸收外界信息才能使自身不斷成長,接收外界的信息一般使用視覺、聽覺和觸覺一些渠道來完成。人體的這種獲取信息機能如果消退,能夠在很大程度上降低人體對外界信息的利用,利用信息的質量會快速下降,使人與環境互動過程出現問題。對于社會中的弱勢群體來說,身體上的不便使他們降低了和外界互動的過程,身體中的多項機能不能發揮作用,在一定程度上會影響到和產品的交互能力。
2交互設計對弱勢群體產生的影響
(1)手勢識別。由于弱勢群體信息能力有所下降,不能很好的與產品進行交互行為,比如,一些人不能按照說明書上的指示進行正確的操作產品,在這種情況下如果手勢可以解決他們的這些問題就更為方便。人可以通過手勢對產品下達命令,通過這種交互方式來達到自身的目的,將會提高弱勢群體的生活質量。
(2)觸覺交互。視覺和聽覺是人體獲取信息最為關鍵的部位,隨著身體機能的減退,視覺和聽覺會隨之減退,甚至無法發揮作用,但是觸覺不會隨著機能的減退而變化,所以,觸覺尤為重要。我國目前有一些觸覺交互產品應用在弱勢群體當中,比如,一種利用觸覺感應的鼠標、動感游戲控制器,遙控器能夠對手部和身體的壓力進行分析,并把動作時的壓力轉變為一種命令信號。
(3)語音識別。語言是人體獲取信息最大的渠道,比較方便,如果一些身體不便的人在和產品進行交互時能夠通過語言直接對其控制,能夠大大簡化交互過程并且實現交互目的。把命令用一句簡潔的話表達出來,讓產品進行識別和分析,并執行任務。這種交互過程大大降低了與其產品交互的過程,提高了產品工作效率。
3結語
“設計”正成為中國最熱門的詞匯之一。企業界的人向外尋找學習的標桿,他們發現,韓國三星通過設計改變了其低廉產品的品牌形象。時尚產業早已經把一切都稱為設計,一件設計品會被標上其實際價值的幾十倍甚至更離譜的價格。這樣的策略也似乎可能在市場上獲得成功,在基本的功能需求被滿足之后,中國消費者開始想要更好的產品,那些緊跟潮流的人已被像蘋果iPod這樣的酷產品所吸引,ALESSI這樣的家居設計品也成為話題。
盡管現在還只是在很小的范圍里傳播,但看起來,設計有潛力成為又一個中國企業界人人談論的能改變一切的“魔法棒”。外界的聲音也在推動著這股潮流,《商業周刊》亞洲版試圖在題為《中國設計(ChinaDesign)》的封面文章中回答:“中國大陸如何成為熱門產品的全球中心?”菲利普·多德(PhilipDodd),英國創意機構“中國制造”(MadeinChina)的主席,則在東西方媒體上都強調著這樣的觀點:“現在每個人都還認為,創意工業屬于西方。看著吧,用不了多久,英國人就該學會如何去適應中國創意風行全球的局面。”
以前在企業界流行過不少“魔法棒”,比如質量、技術、品牌、學習型組織、互聯網、韋爾奇等等,它們都或多或少產生了一定的作用,但最終我們都會發現,它們并不是神奇的魔法棒,不會立竿見影。過去的魔法棒的命運不外乎兩種,一種是在失去表面的作用之后就被迅速拋棄,一種是成為無所不包的東西,它可以被用來解釋所有的問題,卻無法發揮什么實際作用。設計的流行可能是好事,它能夠把中國企業的注意力稍稍從自主創新的一個方面——技術上稍稍移開,使得它們意識到,創新除了核心技術以外,還有設計這一條支柱。但是,如果我們希望從設計中獲益,那么在設計成為一個包羅萬象的流行詞匯之前,我們不妨自問一下這樣的問題,設計是什么?
設計包羅萬象
提到“設計”這個詞,我們會聯想起什么?美、酷、新奇、讓人眼前一亮,這大概是對設計的普遍期待,它常常被等同于美的外觀。設計被視為塑造品牌形象的工具,是漂亮的標識、包裝、場所,或者其他一些可以被用來營銷的概念。設計也常常讓人聯想起由藝術家組成的設計團隊,設計被看成藝術天才的大腦的神奇產物。設計也常常和奢華聯系在一起,它通常意味著更高的價格……這一切是設計,又不是設計。改變產品、品牌的外在形象的確是設計的力量能立刻展現出來的地方。外形上的美是我們可以一下子發現的,產品是美的也逐漸像質量一樣變成產品成功的必要條件,但是,設計不僅僅是這些。
所有人都看到了蘋果和Google的設計,但是,把產品顏色變成蘋果的略帶透明的白色,或者把網站界面設計成類似Google那樣的簡潔樣式就可以獲得它們的設計感嗎?答案很顯然是“不”。在我看來,技術決定提供的顧客的功能,而設計決定如何把這些功能提供給顧客,它包括產品或服務的外形、產品與顧客的交互界面,包括在人們頭腦中形成的意象,包括對提供哪些功能給顧客、而不提供哪些的決策,它涵括顧客在與產品和服務交互時的所有體驗。
這正是為什么家居用品、時尚產業不是企業在試圖改善設計時能找到多少借鑒的領域。雖然它們有很多非常美的產品、被認為是設計最多的地方,也有著最多的設計界明星,但是,問題在于,它們的功能本質上都非常簡單,因而設計師把幾乎全部力量都用在外形之上。企業界過多地向它們借鑒只會誤入歧途。
交互的體驗界面
在把設計視為與用戶交互的界面這一層面上,以強調設計的易用性聞名的美國西北大學教授唐納德·諾曼(DonaldNorman)曾這樣分析道,設計必須反映產品的核心功能、工作原理、可能的操作方法和反饋產品在某一特定時刻的運轉狀態。
對功能和外形的平衡,我們可以看看處在另一極端的例子:Google。在后臺,Google的服務器收集網絡上幾乎所有的信息,以復雜的公式進行運算、排序,但對用戶而言,我們只需要在它那個簡潔的頁面中輸入一個或幾個要搜索的詞,就可以得到我們想要的。2002年飛利浦公司把公司圍繞“simplicity”(簡單)這個詞重新定位,它所采用的中文廣告語是“精于心,簡于形”。Google首頁的設計師瑪麗莎·梅耶(MarissaMayer)這樣闡釋它的成功:“在你想要的時候,給你你所要的,而不是給你所有你可能要的,甚至在你并不需要它的時候。”
當然,Google和這兩個例子所說的并不是說設計就應當是“少就是多”(LessisMore)、追求所謂極簡主義,而是說設計應當與功能匹配,為顧客創造好的用戶體驗。Google的成功與其強大的搜索性能有關,也與其簡潔的首頁界面有關,它的成功更由于它強大的功能和簡潔界面是匹配的。針對“少就是多”,著名設計師米爾頓·格拉塞(MiltonGlaser)曾說:“少不是多,恰恰夠才是多。”但不管怎樣,總的來說,對于產品界面的設計,世界知名的產品設計公司IDEO總經理湯姆·凱利(TomKelly)的一句話值得記住:我們其實都在的尋找各自的“簡單明了的界面”。
在設計產品或服務與用戶交互界面時,有時候還需要考慮到這樣的情形:盡管用戶根本不會用上很多繁復的功能和界面,但他們希望擁有感覺。比如很多人就用微軟的Word軟件錄入文字,但他們仍希望用有著各種用不上的復雜功能的軟件,盡管他們絕大部分時候用不上英特爾最新CPU的性能,但只要有可能他們都希望自己的計算機裝的是最快的CPU。按分類廣告網站客奇集(Kijiji)中國總經理王建碩的說法,我們仔細分辨,用戶是“喜歡有之,還是希望用之”。
如果不能滿足功能需求,再美的設計也是無效的。把設計稱為“新企業的靈魂”的管理大師湯姆·彼得斯(TomPeters)非常痛恨一些酒店的設計,雖然那些酒店有著美輪美奐的設計。彼得斯一年大部分時間都在外進行商務旅行,他往往要在酒店房間坐著工作4-6個小時,但是,盡管酒店提供了舒適的睡椅和大衣櫥,卻沒有舒適的寫字臺和椅子。很多星級酒店特別是針對商務人士的酒店沒有意識到,它們的房間實際上是“辦公室”。
功能與紐帶
設計是要滿足用戶的需求,因而很多時候對用戶需求的調查和分析被視為設計的第一步。在三星的設計中心,他們會請普通消費者將幾大袋食品裝進冰箱,設計師會記錄下各種食品所擺放的位置,從而設計出符合消費者生活方式的產品。明基公司的設計團隊有這樣四個小組進行趨勢研究:宏觀社會趨勢研究小組、研究生活和行為的微觀小組、設計調研小組以及產品進入市場后觀察消費者反應的市場調研小組。
這些用戶調查顯然是我們在改進設計時應該做的,但知名設計公司ZIBA所推崇的用戶研究方法也值得關注:它不再是觀察人們的一舉一動,而是去挖掘他們這樣做的最初動因。比如說,蘋果的iPod并不只是代表音樂,用iPod聽音樂的真正含義更接近于成為某一群人中的一個。對于中國人來說,轎車并不僅僅是交通工具,在它之上往往負載了很多別的意義。這大概是ZIBA公司總裁梭羅·凡史杰(SohrabVossoughi)在北京召開的一次會議上宣稱“設計已死”的原因,他緊接著解釋道,“我指的是那些只是美的、差異化的、讓人眼前一亮的設計。”
設計除了在產品與用戶之間充當實際存在的聯系紐帶之外,還應該是意義的紐帶。在ZIBA總裁梭羅·凡史杰看來,設計偉大的產品是建立聯系的過程,與人們的需求建立聯系,與人們的渴望建立聯系,與他們的文化和所處的世界建立聯系,有的時候,幫助人們在他們的情感和自我之間建立聯系。這常常被視為品牌的領域,但它也是設計能夠發揮效能的地方——好的產品、把產品交給客戶的方式、客戶每一次和企業接觸的體驗——這些都是設計的領地。
關鍵詞:中央服務器無線呼叫系統防碰撞技術同步信號
隨著科技的進步以及對生活質量要求的不斷提高,人們要求在消費中得到的服務更加快捷、方便、舒適;同時處于激烈競爭環境中的服務性企業也需要吸引顧客,提高企業自身的服務檔次和形象。無線呼叫系統能夠為顧客創造良好的消費環境,使其得到方便及時的服務;企業也能隨時掌握顧客需要的服務,提高服務效率。它可以廣泛應用于酒店、銀行、醫院、娛樂場所等服務性行業中。因此,研究出一種簡單可靠、高效率的無線呼叫系統,對于提高我服務行業的服務水平,改進人們的生活方式,促進社會生活的信息化,具有重要的理論、實用和商用價值。
1無線呼叫系統的結構與功能
圖1所示給出了由一臺中央服務器CSS(CentralSeverSystem)和多臺終端呼叫器MTCU(MultipleTerminalCallUnit)構成的多點對單點無線通信系統。中央服務器CSS與每一臺呼叫器CU(CallUnit)之間以雙向方式傳遞數據,傳輸數據量大,實時性要求高。同傳統的線呼叫系統相比,無線呼叫系統的使用更加靈活,無需在工作環境中鋪設有線物理網絡,極大降低了投資成本。
系統工作在ISM頻段433MHz附近,該頻段無需申請許可證。呼叫器作為數據載體通常由用戶即服務的申請方來控制,每個呼叫器有一個唯一的識別碼。當用戶按其上的發射鍵后,識別碼被發射出去,等待中央接收器的響應;中央服務器接收到服務申請后,根據識別碼鑒定出是由哪一臺呼叫器發出的申請,并給出聲音提示和顯示呼叫器的識別號。
在酬、醫院、娛樂業等經營場所中,中央服務器置于服務臺或值班室中,呼叫器安放在客戶里、病床邊或顧客身邊。顧客隨時可以發出服務申請,中央服務器接收到申請后,發出提示音和顯示識別號碼,通知服務員向提出服務申請的顧客提供服務。
2防碰撞技術
2.1防碰撞問題的提出
在服務行業的營業場所中,顧客需要服務人員能夠提供準確、及時的服務,因此要求所設計的系統有很好的實時性和可靠性。一方面,顧客提出的申請能夠很快地得到響應,使顧客感覺不到時間的浪費;另一方面,中央服務器不能由于接收到的是錯誤信息,使服務員打擾并未提出服務申請的顧客。
針對系統的要求,可以得出導致服務中出現錯誤的原因有二:一是由于無線信道的復雜性,信息在無線信道的傳輸過程極易受到干擾而產生錯誤,接收端不能接收到正確的信息;其二是由于多個呼叫器同時競爭通信信道向中央服務器發出呼叫,各個呼叫器發出的數據相互干擾,使中央服務器不能正確地辨別是哪一臺呼叫器發出的申請。這兩種錯誤可能使沒有發出呼叫申請的顧客得到了不需要的服務,而有服務要求的顧客又得不到滿足,反而降低了服務的效率和準確度,起不到服務行業中需要的無線呼叫系統的作用。對于前一種情況可以采用適當的校糾錯方式,降低中央服務器向服務員提供錯誤呼叫信息的概率,無需本文詳細討論。而對后一種情況,需要找到一種合適的反碰撞方法,這正是本文要解決的問題。
2.2無線呼叫系統的防碰撞技術
數據的碰撞問題即無線通信中的多路存取問題。我們把多個通信通路競爭一個通信信道的最大數據傳輸率以及供它使用的時間片確定的,故分配給每個用戶的通路容量必須滿足:當有多個發射器同時把數據傳輸給同一個接收器時,不能出現互相干擾(碰撞)。在無線電技術中,多路存取問題的存在由來已久。因此,出現了許多方法,可以把不同的用戶信號分開。比較典型的方法有四種:空分多路法、頻分多路法、時分多路法以及碼分多路法。這些經典的多路存取問題解決方法用于移動通信、衛星通信等系統中時,可以將不間斷的數據流傳輸給用戶,并且保證一次分配的通信容量能夠保持足夠長的時間,如同話音通信所需要的那樣(例如在一次通話的整個交談過程)。
圖3系統通信時序圖
對無線呼叫系統來說,中央服務器與呼叫器之間只存在很短的動作周期,這種周期被較長的不等非工作間歇所中斷。呼叫器發出的數據在數十ms的時間內被鑒別,讀出和寫入;接著,中央服務器在較長的時間內不會上到呼叫器發出的信號。但這并不意味我們不需要考慮多個呼叫器同時向服務器傳輸數據的可能性。我們需要的是一種高效的多路存取法,使用戶感覺不到時間的損失就完成了數據的區分、顯示及對用戶的響應。見圖2,許多呼叫器試圖“圖時”將數據傳輸給服務器。
現在比較常用的多路存取方法有頻分復用和時分復用法。頻分復用法(FDM,Frequency-DivisionMultiplexing)是在呼叫器與接收器之間建立多條不同帶的通信信道。但這種方法實現上過于復雜,硬件上需要增加濾波器組;并且由于信道的非線性會產生交調失真和高次諧波,引起信號的串路,因而不適合所設計的無線呼叫系統在本系統使用的是時分復用法(TDM,Time-DivisionMultiplexing)。TMD同FDM相比較具有電路實現簡單可靠,對系統的非線性失真要求不高。
2.3中央服務器與呼叫器之間的通信過程
時分復用的主要特點是利用不同時隙來傳送各路不同的信號,每路信號在時域上是分割開的。我們為每臺呼叫器分配的,可與中央服務器通信的時間段是不同的。因此,要求我們所設計的系統具有良好的同步機制,解決中央服務器與所有呼叫器之間時鐘的步問題。在同步信號的指揮下,每個呼叫器都能在分配給自己的時間段內發送信息。
系統由中央服務器產生的步信號作為整個系統同步的基準信號,這就為所有呼叫器建立了一個能夠計算出各自可以發出呼叫申請時間的起點。這里的同步信號是使整個系統協調工作的同步信號,而并不要求單個呼叫器與中央服務器采用同步通信方式的幀同步信號,呼叫器與央服務器之間的通信仍然可以采用異步通信的方式。呼叫器從收到系統同步信號后,開始計算可以發送信號的延遲時間。延遲時間的長度是在系統設計時就已經約定的,每臺呼叫器對應不同的延遲時間,使各個呼叫器與服務器通信的時間是錯開的,不會產生重疊,也就防止了中央服務器時收到多臺呼叫器的服務申請,避免了數據之間的碰撞。中央服務器產生的系統同步信號是周期性的,這個周期的大小與系統中呼叫器的個數、呼叫器與服務器之間完成一次通信所需要的時間有關,也與硬件設計的系統時鐘大小和數據傳輸的波特率有關。圖3給出了中央服務器與呼叫器之間通信的時序圖。
從圖3中,我們按照時分復用的原則,得出系統能夠正常工作的條件:
系統處于工作狀態后,中央服務器先發出同步信號SYN。該信號是周期信號,在兩個同步信號之間,服務器處于接收狀態。呼叫器CUi接收到同步脈沖后等待Ti時間,并在這臺呼叫器有顧客發出服務申請的情況下才能向服務器傳輸信息。呼叫器CUi與中央服務器通信一次的時間片的長度為ti,在時間片內呼叫器可向服務器重復傳送n次信息,時間片內數據的傳輸仍然采用異步通信的方式。由于所有呼叫器在兩個SYN之間均有一次機會可與中央服務器通信,所以劃分的時間片越長,同步信號的周期也截止大。但若同步信號的周期時間太長,超過顧客對服務等待時間的滿意程度,也就不能滿足系統的實時性要求。所以在保證通信質量的前提下,應提高數據傳輸的波特率,縮短通信時間片的長度,確定系統中呼叫器的適當的數量。
3系統的硬件設計
圖4給郵了無線呼叫系統的硬件結構框圖。系統的中央服務器與呼叫器的控制功能由單片機實現,射頻收發模塊主要由一塊射頻集成芯片構成。此外,中央服務器還有LED顯示電路以及發音電路。
單片機使用Atmel公司的AT89C51,其中集成了4KBFlashROM,主要用來控制射頻集成芯片的收發,數據的識別和提取,進行反碰撞處理。此外,還要控制LED顯示呼叫器的識別號碼及給出提示音。
射頻集成芯片選用Nordic公司的nRF401。NRF401j單片機集成收發芯片,可工作于433.92MHz/434.33MHz兩個頻道,最大數據傳輸率為20kbps,調制方式為FSK,功耗低,且發射功率可以調整,最大發射功率為+10dBm。當工作于等機模式,待機電流僅為8μA,因此很適合用于便攜式的無線通信設備中。連接nRF401的天線是以差分方式連接到nRF401的。在實際設計中,呼叫器的天線采用差分環型天線,這種天線可直接刻蝕在PCB板上。中央服務器的天線采用高靈每度的單端天線,但是單端天線與nRF401之間也必須通過一個差分轉換匹配網絡連接起來。圖5所示的硬件連接原理圖中的各個引腳的功能如下所列。
CS:頻道選擇,CS=0選擇工作頻道1,即433.92MHz;CS=1選擇工作頻率2,即434.33MHz。連接AT89C51的P2.5腳。
DOUT:數據輸出,連接AT89C51串口RXD。
DIN:數據輸入,連接AT89C51串口TXD。
PWR_UP:節能控制,PWR_UP=1正常工作狀態,PWR_UP=0低功耗節能狀態。連接AT89C51的P2.6腳。
TXEN:發射接收控制,TXEN=1時,nRF401為發射狀態;TXEN=0時,nRF401為接收狀態。連接AT89C51的P2.7腳。
NRF401射頻模塊硬件電路的具體設計。為了獲得最佳的RF性能,推薦使用1.6mmFR4板材的雙面PCB;nRF401的直流供電必須使用高性能的RF電容去耦;在PCB板上應該避免長的電源走線;所有的開關數字信號和控制信號都不能經過nRF401的PLL環路濾波元件和VCO電感附近。
4無線呼叫系統的軟件設計
4.1通信協議
為了保證通信成功,通信雙方必須嚴格遵循通信協議的約定。由于nRF401的最大數據傳輸率為20kbps,為獲得中央服務器和呼叫器之間大的通信速率,單片機的系統時鐘頻率為11.0582MHz時,我們將串口的波特率選定在19.2kbps。
由中央服務器向所有呼叫器發系統同步信號。根據設計要求和測試結果,我們將同步信號序列SYN定義為雙同步字符:0xAA和0xAA。所有呼叫器接收到該字符串后,開始計算各自的可以發送呼叫信息等時間Ti。
當對應呼叫器與中央服務器建立起通信關系后,在可通信時間片內采用異步通信的方式。呼叫器向服務器發出握手信號:0xBB;服務器接收到握手信號后發回應答信號:0xCC,接收到應答信號后呼叫器開始傳送數據塊。設計中的數據塊可以直接是使用VCD碼表示的呼叫器的識別號,能很方便地在服務器的LED上顯示出來,還可以傳輸對其它相應服務編碼得到數據。收、發雙方的數據校驗方式采用計算發送數據塊的“校驗和”。呼叫器對所發數據求出“校驗和”,在數據塊發完后將其發到中央服務器中;服務器計算所收數據塊的“校驗和”,并與從呼叫器發來的“校驗和”相比較。若兩者相等,收正確,服務器應答一個“0x00”;叵不等,說明接收器接收到“0x00”的答復后,結束發送。又因為呼叫器發出的服務請求只能在規定時間片段內完成,故必須的服務請求。系統直到等待時間最長的那個呼叫器的時間片過去以后,中央服務器又再次向所有呼叫器發出系統同步信號.
圖6收發程序流程
4.2收發程序設計
因為系統分配給各個呼叫器的可與中央服務器完成一次呼叫申請的時間片的長度是固定的,這個時間長度既要保證呼叫器發出的申請能準確的傳到服務臺上,又要盡量短,才可縮小同步信號的周期。因此收發程序的執行時間十分關鍵,必須短而高效。圖6給出了中央服務器和呼叫器的收發程序流程。
1.教學重難點:(1)教學重點:產褥期女性及新生兒常見癥狀或問題的處理。針對產婦及新生兒的實際問題提出有效建議或解決方案。(2)教學難點:產褥期護理理論知識的運用及鍛煉與服務對象溝通的能力。2.教學資源:多媒體教室、產后訪視教學錄像、產后訪視箱及相應物品、角色扮演道具(工衣、電話、工作證件、訪視記錄等)3.教學方法及流程:依據教學目標、教學對象的實際情況以角色扮演為主要實踐方式,配合觀看錄像、小組討論、師生評價設計實踐教學2課時(90分鐘),共四個環節。第一環節(15分鐘):觀看教學錄像。通過觀看錄像,使學生了解產后訪視的一般程序及注意要點。根據觀看內容,教師提出相應問題,引導學生在思考討論的過程中回顧復習產褥期護理的理論知識。第二環節(20分鐘):分組及角色扮演準備。依據學生人數進行相應分組。教師給出若干訪視案例以抽簽形式分配各小組準備。小組成員推選組長,由組長依據訪視案例分配角色,并組織小組成員進行相應討論設計。通過小組的準備學習,針對訪視案例中出現的相應問題提出解決方案和建議,書面列出訪視對象、目標、內容及程序。通過這個環節的實踐,有效的幫助學生加強對產褥期母嬰護理知識的理解及運用,增強小組配合意識。第三環節(40分鐘):角色扮演及師生評價。各組依照各自的訪視設計以角色扮演的訪視展示訪視過程,在各組表演結束后,針對各組扮演情況師生共同評價并提出改進意見。此環節的實踐目的是對小組學習成果的展示,是對知識運用能力的進一步鍛煉,是對產后訪視工作的模擬實踐。第四環節(15分鐘):書寫產后訪視記錄。每個學生依據所在小組的訪視病例以訪視護士的身份書寫產后訪視記錄并上交。完成產后訪視的最后環節,同時依據書寫情況記入平時成績。
二、實施
1.對象及實踐方法。本次研究對象為本校11級助產專業1、2班的學生。這兩個班均為女生班,年齡在16~20歲,均有初中以上文化程度,具備一定的文字閱讀和理解能力,但學習能力及知識運用能力較弱。均已在校進行了一年的專業基礎課的學習,并由本人同時教授產科護理課程,進度相同。其中1班74人,2班68人。以班級為單位,分為實驗班和對照班。實驗班為1班,增加產后訪視實踐教學內容。對照班為2班,普通產褥期護理內容教學。2.評價方法。在產后訪視的實踐教學中觀察學生的參與性及實踐效果,采用卷面測驗的方式檢查比較實驗班及對照班的學生關于產褥期護理內容的學習掌握情況,收集課后兩個班級學生的意見及反饋。
三、結論與反思