电声型防空警报器人机交互系统的设计与实现文献综述

 2023-08-15 06:08

文献综述(或调研报告):

  1. 防空警报器的发展现状

人民防空,简称“人防”,与野战防空、要地防空共同构成我国三位一体的防空体系,是贯彻积极防御军事方针的重要战略措施,其任务是防范和减轻战争空袭灾害,保护人民生命财产安全,保存战争潜力[1]。人民防空是现代国防的重要组成部分,针对许多地方的国防装备,迫切需要完善防护措施,实现报警指挥系统的自动化和装备现代化[2]

在人防通信数字化、一体化、信息化的发展趋势下,人防警报系统需要不断发展,以适应未来战争与和平时期的双重需要,人民防空必须具有快速反应能力,抗毁能力和抗干扰能力,保证通信联络迅速、准确、保密和稳定[3]

我国目前现有的人民防空警报系统采用有线无线双重控制的远程遥控系统,一般通过无线网络对系统进行远程遥控,现有的人防系统主要由人防控制中心、转发基站和警报终端系统三部分组成。其中,控制中心向基站发放命令,基站把接收到的命令转发给警报终端设备,警报终端设备根据接收到的命令执行相关操作并向基站进行信息回复,基站再把警报终端回复的信息对控制中心进行回复[4]

上个世纪50年代,美国和欧洲等国家研发了利用警铃发送报警信号的报警终端,类似于现在的开关,当发现敌方空袭时,按下开关即可发送警报,但是由于操作的不一致以及线路的延迟,会导致警铃此起披伏;上世纪60年代,单片机技术应用到了警报终端上,增强了警报发送的实时性和操作性;80年代后期,科研人员将无线通讯技术用于警报终端的设计以及警报网络的组网方式,代替有线警报网络[4]。美国的民防警报系统由警报中心、警报站、分站三级组成,联邦紧急事务管理局是全国民的地下指挥中心;瑞士的民防警报系统分为联邦和州两级,可以通过电视和广播电台启用固定警报系统和机动警报系统发送警报[5] 。我国防空警报系统经过 60 多年的建设发展,目前已建成了以电动、电声警报器为主,广播、电视等媒体为辅,固定与移动,统控与分控相结合的防空警报系统,防空警报建设取得一定成效[6]。在国内,全国大多数人防重点城市建成了人防指挥所,部分城市还建设了预备指挥所和移动指挥;所指挥所内部设施实现了配套完善;指挥信息系统和通信保障系统逐渐成熟,目前己经基本建成了省、市互联互通的人防指挥通信和替报通信专用网;重点城市的警报音响覆盖率达到了85%以上,防空警报系统的快速反应能力和生存能力大幅提升[7]

  1. 触摸屏技术的发展现状

现有的防空警报终端由于地形对通讯的影响等因素,仍然存在人机交互的方式。人机交互系统的设计是否合理,直接影响到专用车辆的信息水平、系统性能和任务执行效率。人机交互系统评估是人机交互系统设计的重要步骤[8]。其中,触控交互是目前移动设备上最主要的交互技术之一,通过手指按压触控屏幕进行交互,操作方式方便快捷,适合在公共场所使用,触控的优势在于其受环境因素的影响极小[9]。因为触摸屏具有透明的绝对定位系统;首先它具有多层的合成薄膜纸,因而具有透明的外在视觉感官效果;其次它拥有绝对的坐标系统,任何一次的坐标定位都是独立的,与上一次没有关系,因此具有独特的定位坐标的能力;同时触摸屏还具有触摸点击的检测和定位,有基于传感器感应电路及其扩展的内部硬件结构;因而触摸屏具有很强的直观性和可操作性[10]。触摸屏技术使人们进一步加深了交流的方式,可以更加方便快捷地进行操作。随着国防军工和科学技术的发展,防空警报控制终端进入智能化和可视化的趋势势不可挡,触摸技术由于其高度集成、简单控制和直观显示的特性引起了广泛关注,触摸技术适用于防空警报的控制终端[11]

触摸屏技术起源于1971年美国人 SamHurst发明的第一个触摸传感器,虽然与现在的触摸屏有很大区别,但是被视为触摸屏技术研发的开端;1973年,这项技术被美国《工业研究》杂志评选为当年100项最重要的新技术产品之一,主要被美国军方采用;1982年,该技术在美国一次科技展览会上展出,进入了公众视野[12]。1991年,触摸屏第一次进入中国,是一款国外的红外式和电容式触摸屏产品,还不是中国自己生产研发的产品;两年后,我国红外式触摸屏技术基本成熟,生产了触摸自助一体机Kiosk的原形;经过四年的进一步研发,第一台中国自主研发的触摸一体机正式成为产品;由于触摸屏在国内出现时间较晚,因而现今国内的触摸屏市场占全球市场比较小;不过随着近些年我国终端设备的快速发展,触摸屏行业迅猛发展[13]

随着触摸屏技术的不断发展,集TFT显示驱动、图片字库储存、GUI操作、RTC显示以及各种组态控件于一身的组态屏被研制出来,可以通过串口简单、方便地与单片机进行串行异步通讯[14]。异步串行通信是指通用异步接收器/发送器(UART),发送器和接收器不能同步工作,两个时钟不会互相干扰,并且可以随时接收和发送数据,仅用于标识起始位和停止位;因此,这种通信设备简单且便宜,但是传输效率低;主要有RS232,RS422,RS485等标准[15]。在使用组态屏的交互方式中,界面的设计至关重要。界面设计是以用户需求为中心,遵循简单美观大方、易操作、一致性、友好性的设计原则,注重用户的操作体验及视觉舒适度,且满足设备对操作系统的功能要求。

参考文献:

[1] 伍雯君. 利益相关者视角下的民防通信警报管理研究[D].暨南大学,2016

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