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人机交互范文1
人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。即用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。
人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。
（来源：文章屋网 ）
人机交互范文2
答案当然不是脚趾或者匕首。杨硕、李今、张惠婷、杨吉，这4名来自武汉大学软件学院大三的同学创造了另外一个可能—视线！戴上他们研发的外型类似眼镜的Xight设备，经过最初的“视线追踪鉴定”的人机磨合后，使用者的眼神就能够被设备捕捉到，在水果出现时，只要用眼睛盯着水果，水果便会跌落成两块—该设计获得了微软今年“创新杯”中国区软件设计比赛特等奖。
微软亚洲研究院资深总监张益肇说，人机交互的方式正变得越来越不可思议。以前你需要用键盘、鼠标、触屏，将你想要的指令和内容输入到计算机（或其他硬件）中，现在你只要讲一句话（即语音控制，如Siri），做一个手势（如Kinect的体感控制），或者只是使一个眼色（视觉互动），机器就帮你完成你想要实现的动作。
人机交互还不止于此，“最理想的境界是，机器变得像一个很机灵和乖巧的秘书，能够识别用户的各种需求。在得知用户要去俄罗斯旅行后，就能够自动地搜索和整理出旅行的路线、订酒店，不用机主去网上搜索和细看繁琐的网页。同时，也能够根据用户存储在电脑里的资料，智能化地安排节目，是为家里的小孩挑选去看《天鹅湖》的芭蕾舞还是别的什么。”张益肇告诉《环球企业家》。
机器完全知道机主在想什么，并为机主找到心中所想。更重要的是，这些在现实生活中已经不难实现。
在手术室内，医生只需挥舞双手，就可以控制核磁共振（MRI）和计算机轴向断层（CAT）扫描。这项应用让医生在手术中更容易得到需要的图像，而且还能让医生避免因接触引发的细菌感染。医生用的便是Kinect技术。Kinect正面，一个孔会自动发射红外线，一个镜头负责捕捉红外线影像，一个镜头则是普通摄像头，负责捕捉用户影像；然后两种影像会重叠地输入计算机里。
除了视觉、听觉、手势的捕捉，计算机还可以通过触觉、嗅觉等来了解用户的需求，再提供更贴心的服务。MIT一位教授曾研发的一项技术是在鼠标上加了传感器，鼠标根据用户手的温度和湿度来判断用户的精神状态，如果用户精神非常集中的话，计算机就不再有类似新邮件这样的弹出窗口。
“精神完全集中是非常难的，牛顿的一个优点是他能够做到三分钟内全神贯注地完全不分心地想一个问题。”张益肇解释道，“要不，你试试看能做到多久？”
除了这些大规模商业化的产品外，一些曾在科幻电影里出现过的人机交互技术，如今也在生活中露出了雏形。
记得美剧《英雄》里意念移动可乐和意念杀人的场景吗？NeuroSky公司推出的一款名为MindWave Mobile的头戴设备。该设备能够将使用者的脑电波转换为数字信息，并通过无线电发送给计算机等终端设备。该设备可以准备地测出用户是处于紧张还是放松的状态，并能够测出用户的想法。
张益肇更喜欢的是“Talking Head”（会说话的脑袋）的技术。尽管如今的视频会议系统能够实现异地同步会议，但是不够立体和智能化仍然让会议参与者有着距离感。“Talking Head”能够在捕捉A会议参与者的影像转换为立体影像时，也自动将他的语言翻译成B会议参与者所用的语言。B跟A就能够实时地无缝连接了。
这些都不是科幻镜头，而是已经走出实验室、活生生地出现在我们面前的真实场景。不过，要做到尽善尽美，还需要攻克精准性这一难关。比如，MindWave Mobile数据捕捉的精确度还有待提高，有人曾尝试移动游戏中的道具，结果却用力过猛，道具爆炸了。
人机交互范文3
关键词：残疾人；人机交互
引言：自从世界上第一台数字计算机ENIAC诞生以来，人类与计算机之间的交互便从未停止过。纵观人机交互方式的发展过程，从手工的卡片输入到终端字符界面，再到图形化的多窗互系统，乃至现在仍然在探索中的语音输入，行为识别等，我们可以看到人机交互的过程中人的因素越来越被看重，每一次交互方式的革新都是朝着便利人的方向发展。
人的因素所涉及的范围极其广泛，生理，心理，行为等等，每一个方面都有其研究的价值。而我们在文中所要探讨的只涉及到其中一个很小的方面——面向残疾人的人机交互界面，通过一些专门针对残疾人的人机交互方法，来探讨人机交互界面的发展。
一、早期面向残疾人的人机交互：
早期其实是一个相对的概念，在本文中的早期指的是90年代以前的人机交互。这一时期的普通的人机交互还是主要通过键盘，鼠标和显示器来进行的。这使得当时的人机交互几乎都与眼睛有关，而当时针对残疾人的人机交互也主要集中在与视力有关的方向之上，主要对象是全盲和半盲。
由于受到技术和工艺的制约，这一时期的前期的尝试主要集中于将视觉转化为触觉的方面，就像当初人们发明盲文来帮助盲人阅读一样。当然，也有很大一批成功的面向盲人的人机交互界面被发明出来。
在将屏幕文本转化为可触摸的文本方面，Optacon和Versabraille都是成功的典范。前者可以利用特定设备将文字扫描并用一块充满针的垫子来模拟他们的形状，或者是通过一个摄像头扫描CRT显示器上的文本；后者则是通过特殊的终端将文字输出为可以更新的盲文。
但是，如同盲文一样，触摸文本只能使得很少一部分盲人受益，于是，另一种更加实用的方法——声音，浮出了水面。用合成语音读出部分屏幕上的文字的应用程序被大量发明，他们被叫做屏幕阅读器（Screen Reader）。
随后，随着WIMP(Windows, Icons, Menus and Pointers)的大量使用，基于WIMP的面向视力有缺陷用户的人机交互界面也随之出现。在这样的系统中，需要解决的关键问题就是实现对于整个窗口的模拟，包括文本，图标等等。通过利用数据库存储窗口在内存中的位图以及对于数据库的访问，在特殊的硬件和软件条件下能够解决大部分情况的模拟，包括新窗口的打开和其他窗口变为不活动的窗口等情况，可以为用户提供大部分信息。
二、当前面向残疾人的人机交互：
从90年代开始到现在的这些年间，在摩尔定律的作用之下，计算机硬件和电子技术有了飞速的发展，与之相应的软件性能也得到了提高，新的人机交互方法层出不穷，针对残疾人的也有了很多新的创意，当然也变得更加复杂了：有的是利用眼球的运动和眨眼(eye movements and winks)，有的利用大脑电波(Electroencephalograph), 有的利用肌肉控制器(Electromyograph), 还有的利用红外线，等等。
首先，让我们先看一下利用肌肉控制器的这种方法。其基本思想就是首先将肌肉的物理运动通过传感器（包括表面电极，和信号放大器等）收集起来并转化为适当的数字形式以便于处理，之后通过特征提取器(feature extractor)进行预处理，一旦预处理结束，类型识别系统(classifier)就把这些行为分成不同的类。在最后的分类过程中，classifier采用最大程度相似评估的办法(Maxmium likehood measurement), 将不同的行为根据统计的结果分类，并且可以根据实际进行调整。
接下来一个也是和EMG(Electromyograph)有关的一个尝试，叫做基于面部方向的人机交互界面。随着计算机性能的发展，科学家很早就开始把计算机视觉(Computer Vision)用于人机交互界面的设计了，但是只用摄像头给计算机硬件带来了很大的压力，因为毕竟要达到很好的反映速度需要很快的图像处理能力，同时，由于计算机摄像头的视野局限，单纯的计算机视觉方法并不是很有效。于是后来，科学家开始把EMG和计算机视觉相结合来进行设计，对于很小范围颈部肌肉活动，只需要用计算机的图像观察器来判断脸部转动的角度；如果大的话就可以用EMG来判断脸部转动的角度;如果处于两者之间，就用两者的线性组合决定。用这种方法，计算机可以根据人的面部方向来决定下一部的响应，这显然对于面向残疾人的人机交互界面的设计有很大的意义。
语音是人类沟通的自然方式，在经历了前期的发展之后，自然在当前依然有很大的用武之地。我们下边所要说的就是一个基于语音控制的人机交互界面。它由六部分组成，鼠标和键盘的规划，语音识别器，带麦克风和两个开关的耳机，键盘和鼠标的电路，鼠标控制电路和微控制器。在这个系统中，键盘按键和对鼠标的被规划成不同的不同的语音指令，耳机上的两个开关一个是用于重置语音识别器，一个是用于切换对于键盘或是鼠标的控制，微处理器接受来自语音识别器的命令，并转化为对鼠标和键盘的控制，从而完成用户想要的操作。
三、未来面向残疾人的人机交互：
尽管当前的人机交互界面有了一定的进步，但是由于成本和适用范围的原因，还不能被广泛的投入使用。但是在将来，随着计算机科学相关技术以及生物技术的发展，人的整个身体包括器官，肌肉，活动以及眼神等还有人所处的环境都将作为因素被考虑到人机交互界面的设计当中去。未来面向残疾人的人机交互界面，将会利用残疾人所能感受外部环境的全部方式，与计算机进行交互，从而使残疾人能够最大限度的利用计算机。
四、结论：
科技的力量不仅在于它对于工业领域的巨大推动作用，而且更重要的是它的社会影响。设计出便利的人机交互界面，让残疾人能够方便地控制计算机是这一领域的科学家不可推卸的责任之一。
参考文献：
人机交互范文4
关键词：人机交互；人机界面；虚拟现实；趋势
一、对人机交互的理解
人机交互是指人与计算机的信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。人机交互的目的就是讨论如何使设计的计算机能够帮助人们更加安全可靠，更加有效率地完成所要完成的任务。从以上概念可以看出，人机交互是指用户和机器之间相互交换信息。但尽管计算机的功能现在变的十分强大，用途也越来越广，但归根到底它仍是人类的工具，不能在没有人控制的情况下独立完成任务，因此它同样受到人的支配、控制。
二、人机交互技术的发展
2.1语言形式用户界面的低效性
人机交互开始于世界上第一台计算机ENIAC的出现，操作系统是以下命令的方式来完成是，当时带给人们更多的是对计算机的神秘感，语言上的障碍给人很强的专业感。但由于语言的特殊性，人们必须主动去适应这样的情况才能正确的操作计算机。因而在这样的过程中，复杂的计算机以及难以让人理解的语言使得人与机器在交互的过程中显得极为困难，加上在操作过程中的低效和枯燥性使得当时人们开始寻找更好的方式来实现人机交互。
2.2图像形式用户界面的操作性
随着人们的探索发现，人的行为方式需要进行必要的研究，于是认知心理学开始逐步运用到计算机的设计中，人机交互的重要性开始受到人们的关注。图像形式的用户界面是当前用户界面的主流，以美国微软作为代表，它从根本上改变了以前要记大量的语言形式的情形。当前的图形用户界面都有一个的共同特征就是通过窗口来传达和显示信息，另外都是用键盘和鼠标来操作，由于图像形式用户界面在人机交互的过程中很大程度上依赖视觉上的识别以及用手动来控制，因此这种界面的操作性强。
2.3多媒体形式用户界面的立体性
多媒体技术是在自然化交互设计技术出现之前的一种过渡技术。在多媒体用户界面出现之前，用户界面设计已经完成了从语言到图形的转变。但随着多媒体技术的发展，动画、音频、视频等媒体被引入到这种技术中来，特别是音频媒体的引入，从很大程度上丰富了计算机传达信息的表现形式，为人们更好的控制和传达信息创造了很好的条件，极大的提高了人机交互的效率。在人机交互中多媒体用户界面的优势主是它能提高人对信息的识别及其选择，同时还有对信息的控制能力，另外计算机在信息传达方面的表现形式与人识别的交互程度也会有很大的提高，同时多媒体技术也能锻炼人们综合处理信息的能力。
三、人机交互技术未来发展趋势展望
3.1自然化的人机交互技术
当今时展的条件下，人的感受已经成了设计需要考虑的重要问题，同样人机交互也不例外。由于人适应了这样一种通过多种方式来共同控制客观对象，并同时希望快速看到控制结果的状况。使得自然化的用户界面成了一个快速发展的趋势，比较明显的就是虚拟现实技术的发展。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验。虚拟现实是多媒体发展的高级阶段，是人与机器无障碍交互的自然境界。
3.2智能化的人机交互技术
智能化使设计主要是使人在任何情况下都能感觉自己处于一个最佳的状态。其中改变的主要是机器，而不是人本身。一方面智能化交互设计将提高人的生活质量和改善人的生活环境。在这样一个交互设计的环境下人与人之间的距离将会变得很近，人在使用过程中将体会到极大的愉悦性，提高了他们对生活的热情度；另一方面智能化人机交互设计将实现尼葛洛庞蒂“界面应该设计得像人一样，而不是像仪表板一样”的愿望，因为“这种设计不仅了解人的需求和感觉，而且表现出超凡的聪明才智，以至于物理界面本身消失不见了。”当然这里的物理界面并没有真正的消失，相反是在随时随地都能出现，这种状况更加体现了人在其中的作用，即让所有的机器都调整好最佳的状态来适应人的需要，那时的界面可以是任何一个平面，这样的面不仅传达一个视觉效果，而且还会有听觉、嗅觉等多通道的方式。
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【关键词】ATMEGA16；焊接；人机交互
焊接系统采用了IGBT逆变技术的脉冲MIG焊，设计了单片机（MCU）+数字信号处理器（DSP）的双机控制系统。其中DSP为控制系统的核心，主要完成焊接参数的实时采集、模糊控制运算、PI运算和PWM波形的产生；单片机对整个控制系统进行管理，可以实现人机交互系统（包括键盘和显示）。此外，单片机与DSP之间采用串行通信方式进行信息交换。
本文是在MCU+DSP双处理器数字化焊接系统的框架下，以ATMEGA16单片机为控制芯片，设计了数字化焊接电源的人机交互系统，这也是数字化焊接系统的重要组成部分[1]。
1.硬件电路设计
我们用ATMEGA16来实现键盘与显示电路，其电路如图1所示。
图1键盘显示电路图
1.1键盘电路
在本设计中，采用了4×4的16键标准键盘作为整个系统的输入设备，如图2所示，这个键盘使用8根连接线，依靠连接线间不同的连通组合判断是哪个按键按下。键盘连接真值表如图2所示。
表2 键值表
采用查询方式的按键工作电路，按键与单片机的I/O口相连，通过读I/O口，判定I/O口线的电平状态，即可识别出按下的按键，各按键开关均采用了上拉电阻，这是为了保证在按键断开时，各I/O口线有确定的高电平。该接口电路是采用软件消抖的方法。
1.2显示电路
本系统采用SMC 1602A LCM液晶显示器。该显示器可以显示字母、数字符号，其屏幕共可显示16×2个字符。LCD1602A的工作电压为5V，VDD、VSS为供电电源，BLA、BLK为背光电源。D0-D7为8位数据线，可以双向传输，RS、R/W、E为控制线，只能用作输入。其中，RS为数据/指令信号线，高电平表示传送的是数据，低电平表示传送的是指令代码；R/W为读/写信号线，高电平表示读，低电平表示写；E为使能信号线，在其高电平时有效[2]。
2.软件设计
2.1键盘子程序
本设计中对键的识别、按键的读数等均靠软件完成，故硬件较简单。软件读取键盘采用的是循环扫描方法，这也是最常用的方法，键盘程序流程如图3所示。其工作分为三个步骤：
（1）单片机中断扫描监视键盘的状态，如果无键按下就返回。
（2）如果有键按下，取键值，并进行软件延时及抖动处理。
（3）根据键值转向相应的按键处理服务子程序。
图3 键盘控制流程图
2.2显示子程序
编写显示程序，首先要了解所选择显示芯片的工作时序。LCD1602A的时序图如图4和5所示。
根据时序图可知当RS=L,R/W=H,E=H时，可通过D0-D7读出状态字；RS=L,R/W=L,E=H时，可以通过D0-D7写入指令；RS=H,R/W=H,E=H时，可读取D0-D7的数据；RS=H,R/W=L,E=H时，可显示D0-D7的数据。
3.键盘显示电路仿真实验
面板显示电路是操作人员和焊机交互对话的窗口，其设计不仅要保证信息输入、输出的实时性、稳定性和可靠性，还应该使操作简单、直观。在PROTEUS仿真实验平台，进行实验如图6所示。
4.结论
（1）基于ATMEGA16单片机设计的焊接人机交互系统在硬件方面具有简洁、直观的特点；在软件方面采用结构化编程的思想对人机交互功能进行了软件实现。
（2）通过仿真测试表明, 该人机交互系统工作稳定, 操作灵活、简单, 实现了设计要求。
【参考文献】
［1］李力,胡绳荪等.数字化焊接电源人机交互系统的设计与实现[J].焊接技术，2007.
［2］SMC 1602A LCM使用说明书.
人机交互范文6
关键词 单片机；MSP430；LCD；人机交互接口
1 引言
在当今的各种实时自动控制和智能化仪器仪表中，人机交互是不可缺少的一部分。一般而言，人机交互是由系统配置的外部设备来完成，但其实现方式有两种：一种是由MCU力口驱动芯片实现，如键盘显示控制芯片SK5279A，串行数据传输数码显示驱动芯片MAX7219等等，这时显然MCU没有LCD的驱动功能。另一种就是MCU本身具有驱动功能，它通过数据总线与控制信号直接采用存储器访问形式或I／O设备访问形式控制键盘和LCD实现人机对话。这里的MCU主要有世界各大单片机生产厂商开发的各种单片机，其中TI公司的MSP430系列因其许多独特的特性引起许多研究人员的特别关注，在国内外的发展应用正逐步走向成熟。
2 LCD简介
LCD(Liquid Crystal Display)，即液晶显示器。液晶显示是通过环境光来显示信息的，它本身并不发光，因而功耗很低，只要求液晶周围有足够的光强。LCD是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管(CRT／Cathode Ray Tube)显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生。LCD由于具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以
及影像稳定不闪烁等优势，逐渐占据显示的主流地位。
LCD的类型，根据其分类方式的不同而不同。如根据LCD显示内容的不同可以分为段式LCD和点阵LCD。根据LCD驱动方式的不同可以分为静态驱动和多路驱动。
3 MSP430F44X简介
MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集单片机[2]。该系列单片机性价比相当高，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优势。它主要应用在各种要求极低功率消耗的场合，特别适合用于智能测量仪器、各种医疗器械、智能化家用电器和电池供电便携设备产品之中。
3.1 系统结构
MSP430F44X的系统结构，主要包括：CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡器)、看门狗定时器／通用目的定时器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／D转换)、复位电压控制／电源电压管理、基本定时器(Basic Timerl)、定时器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比较器(多达160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各种具体的型号稍有差别。在本次设计中，具体选择MSP430F449作为人机接口电路的设计具有许多独到的优势。这一点，读者可以根据TI公司相关的数据手册进行比较。
3.2 片内外模块特性
MSP430F44X具有丰富的片内外围模块，其明显的特点是：具有48条I／0口线的6个并行口P1-P6，其中P1、p2具有中断能力，同时具有2个可用于UART/SPI模式选择的串 行口 (USART0和USARTl)； 内含12位的A／D转换器ADCl2，快速执行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到结果的硬件乘法器；多达160段的LCD控制器／比较器，可以实现多种方式的驱动显示；可以实现UART、PWM、斜坡ADC的16位Timer-A和16位Timer-B；非常灵活的时钟系统，既可用32768Hz的钟表晶振产生低频时钟，也可以用450kHz-8MHz的晶体产生高频时钟，同时还可以使用外部时钟源或者用不同控制频率的DCO；多达几十kB的Flash空间，这样数据既可以保存在片内的Flash信息存储器，也可保存在程序的Hash中的剩余空间。
4 接口电路设计
4.1 接口电路简图及说明
典型应用电路示意图。在该图中，LCD类型和键盘种类及数目的选择、下拉电阻的数值大小都必须认真考虑，硬件设计要满足一定的工作时序关系，复位时预留缓冲时间和悬空部分引脚，晶振的选择要在适当的数值，必须保证交流驱动的频率在30Hz-1000Hz范围内，其具体的情况请详细参考TI公司的相关资料[3]。
4.2 段型液晶显示屏EDS820A简介
一般而言，LCD分为笔段型和点阵字符型及点阵图形型。笔段型主要是显示数字，常用于计数、计量和计时；点阵字符型用于显示数字和西文字符；点阵图形型用于显示图形及字符。本设计中用到的EDS820A就是由西安新敏电子科技有限公司生产的笔段型LCD。是该显示屏的各个引脚的逻辑功能表。
显而易见，该产品EDS820A是5位的液晶显示屏，它只有4个DP，用于显示小数点；COM端也只有一个，所以该LCD与MSP430F449的管脚连接应该引起足够重视.
5 软件设计
硬件连接电路图为例，编写了键盘控制及显示程序，程序在IAR Embedded Workbench编译通过。全部主程序包括详细的发射和接收子程序，及初始化和等待键盘输入转换、显示等等，值得注意的是发射与接收的控制要适当。
该程序是用汇编编写的。程序实现的是等待按键输入，读取键值，最后进行键值处理和显示的功能。
检测是否有键按下是通过KEY是否有高电平信号。平时，KEY为低电平，当有键按下时为高电平，它发送一个脉冲给单片机MSP430F449，当单片机检测到该信号时，判断按键的功能，从而进行相应的处理。
6 人机接口电路在体内电刺激器中的应用
医学上，在进行疾病控制时，通常可以通过电极以一定波形(如方波、正弦波等)、频率、幅度、占空比等电信号对神经或肌肉进行刺激，以使其支配相应的功能或肌肉产生收缩／舒张动作，从而有利于症状的减轻。由于不同部位的神经或肌肉对电刺激发生的敏感水平不同，不同强弱和不同性质的电信号所产生的刺激效果是不一样的。我们研制的体内电刺激器，可以产生手术时所需要的具有不同的频率、幅度、占空比的不同波形信号。该仪器幅度、占空比准确，频率稳定，各参数均可以精确的调节。而且，由于使用了LCD显示，它与单片机的连接简单。LCD具有质量轻、体积小、电压低、功耗小、显示内容丰富等优点，其人机界面相当友好。但人机接口电路设计的优劣直接影响到整台仪器的使用效果。
根据需要，我们设计了5个键。这里，S1表示波形的振幅，S2表示波形的频率，S3表示波形的占空比，S4为+1键，S5为-1键。通过54，S5可以调节波形的各个参数值。其中，振幅可以是在一个参考值的基础上的0-99.9％；频率可以是1Hz-999Hz；占空比调节范围可以为1.0％-99.9％[1]。
