第五组软件设计描述

一、无障碍导航系统的数据库设计流程

1. 数据库需求分析
   以无障碍导航系统的核心功能为目标，明确数据需求：
   用户数据：残障类型（视觉障碍/肢体障碍）、偏好设置（语音播报/震动提醒）、历史路径记录。
   地图数据：无障碍设施（盲道、斜坡、电梯）的坐标与属性，动态障碍物（施工区域）的实时状态。
   路径数据：基于无障碍条件的路线权重（如台阶扣分、坡道加分），用户反馈数据（路径评分、障碍物上报）。
   需采集特殊场景需求：视障用户依赖语音交互，需存储语音指令日志；肢体障碍用户关注路径平坦度，需记录坡度阈值。

2. 概念结构设计
   采用E-R图构建四维模型：
   实体扩展：用户实体增加"障碍等级"属性，地图节点实体包含"设施类型编码"，动态障碍物实体设置"有效时间段"。
   关系强化：用户-路径关系增加"使用频率"属性，路径-障碍物关系引入"规避优先级"指标，用户反馈与地图节点建立"修正关联"。
   特别设计"实时反馈通道"实体，关联用户上报数据与地图更新机制。

3. 逻辑结构设计
   转换关系模型时采用适度冗余策略：
   用户表：UserID(PK), DisabilityType, VoicePreference, VibrationLevel
   设施表：NodeID(PK), Coordinate, FacilityType, SlopeAngle, LastVerified
   路径表：RouteID(PK), StartNode(FK), EndNode(FK), AccessibilityScore
   动态障碍表：ObstacleID(PK), GPS坐标, ExpireTime, SeverityLevel
   反馈表：FeedbackID(PK), UserID(FK), Timestamp, PhotoURL
   建立视图：实时无障碍路径视图（动态计算障碍物影响），用户习惯分析视图（周路径偏好汇总）。

4. 物理结构设计
   采用SQLite实现轻量化部署：
   空间索引优化：对地图节点表建立R-Tree空间索引
   分区策略：按城市行政区划分地图数据分区
   缓存机制：高频访问路径预加载至内存数据库
   压缩存储：用户轨迹数据采用行程编码压缩
   设计每日凌晨自动执行的空间数据校验任务，确保无障碍设施数据的时效性。

二、无障碍导航系统的界面设计策略
用户需求三维分析
特性分析：深度区分三类用户画像
全盲用户：依赖语音交互，需要避免界面视觉依赖
低视力用户：需要高对比度（黄黑配色）和动态字体缩放
肢体障碍用户：需特大触控区域（最小50×50mm）和手势简化

功能任务解构
核心任务：语音唤醒→实时定位→自动规划→震动引导
辅助任务：障碍物紧急上报（摇动手机触发）、路况众包更新
扩展任务：志愿者协助模式（一键发起位置共享）

界面类型融合
主界面：极简语音驾驶舱（仅保留紧急按钮）
设置界面：三级纵深结构（语音导航配置/触觉反馈调节/辅助工具）
采用跨模态交互框架：语音输入+震动输出+骨传导音频

界面设计四原则实现
情境适配性：
自动切换日夜模式（光照传感器触发）
根据障碍类型加载预设方案（首次登录配置）

零学习成本操作：
语音指令树不超过3层深度
核心功能支持全局语音唤醒（"帮助"→"回家"）
紧急情况摇动手机触发SOS

多通道控制：
三指长按启动教学向导
音量键切换导航模式（详细/简洁播报）
呼吸灯提示系统状态（充电/导航中/异常）

多模态融合：
关键路口采用"语音提前警示+连续震动节奏+屏幕高亮闪烁"三重提示
电子围栏技术触发周边设施语音介绍
AR叠加导航（针对低视力用户的摄像头增强现实）

核心功能模块
智能引导系统：
实时语音路书（"前方10米右转，有无障碍通道"）
触觉反馈编码（不同震动频率代表方向指令）

众包更新系统：
语音快捷上报（"报告障碍：施工围挡"自动记录坐标）
图片自动OCR识别障碍物文字提示

应急辅助系统：
跌倒检测自动报警
紧急联系人快速通话
周边志愿者位置热力图

个性化记忆系统：
常用路径自动优化
偏好设施优先推荐
交互习惯机器学习

该设计采用React Native框架实现跨平台适配，配合TensorFlow Lite进行本地化语音指令处理，确保在无网络环境下的基础功能可用性。通过将交互复杂度转移至智能后台，保持界面极致简约，达成专业性与易用性的精准平衡。