一、概述

在现代超低温储存设备中，用户界面已不再是单纯的控制面板，而是集成监控、分析、记录与管理的综合交互平台。
赛默飞 TSX500-86CA 超低温冰箱 的用户界面系统以“智能可视化、逻辑清晰、安全可控、数据透明”为设计核心，通过高分辨率液晶触控屏、简洁操作逻辑和模块化界面结构，使设备的操作、监控与维护过程更加高效、直观和安全。

界面系统不仅满足科研人员日常使用需求，也符合 GMP、GLP、ISO 17025 等国际实验室合规要求，实现了从温度控制到数据管理的数字化一体化操作体验。

二、设计理念

TSX500-86CA 的用户界面系统遵循四项核心设计原则：

1. 直观性 —— 界面布局符合操作习惯，信息清晰、层次分明；

2. 智能化 —— 系统可根据运行状态动态调整显示内容；

3. 安全性 —— 多级用户权限控制与数据保护机制确保操作合规；

4. 可扩展性 —— 支持软件升级与远程扩展模块的接入。

这种以用户为中心的交互设计理念，使得复杂的设备状态以图形化方式可视化呈现，大幅降低了操作误差和培训成本。

三、硬件与显示结构

1. 显示屏配置

TSX500-86CA 配备一块 7 英寸全彩工业级触控屏，分辨率 800×480，亮度可调。
屏幕采用防眩光钢化玻璃材质，支持戴手套触控操作。

2. 视觉分区

界面显示分为五个功能区：

• 状态区：显示当前温度、设定值、模式及报警指示；

• 主功能区：用于显示操作菜单、参数与曲线；

• 图形区：展示温度趋势图及运行状态图标；

• 信息区：滚动显示系统提示、报警信息及维护建议；

• 导航区：提供主页、数据、设置、报警、维护等快捷入口。

这种结构确保操作层级不超过三步即可完成所有核心功能。

四、主界面功能概览

开机后，用户进入主界面，默认显示当前温度与设备运行状态。主界面信息层级如下：

用户可通过触控方式直接切换模块，实现快速查看或操作。

五、温度显示与控制界面

1. 实时温度显示

主界面中央位置显示实时温度，以大字体数字呈现，单位可在 °C 与 °F 之间切换。
下方为温度曲线图，默认显示近24小时温度变化。

2. 温度设定

用户点击“设定温度”后进入参数输入界面，输入范围为 -50 °C 至 -86 °C。
输入后系统自动验证数值合法性并启动PID算法计算。

3. 温度曲线图层

图形界面可切换不同时间段（1小时/24小时/7天/30天），并提供放大、平移功能，
用户可查看任意时间段内温度变化趋势及报警时间点。

六、菜单导航系统

用户界面采用层级式导航结构，共包含六大主菜单：

1. 主页 —— 显示运行概况与实时温度；

2. 参数设置 —— 包含温度设定、模式切换、时钟、语言等选项；

3. 报警中心 —— 查看当前及历史报警信息；

4. 数据管理 —— 访问温度记录、运行日志、报警统计；

5. 维护与诊断 —— 执行自检、系统校准、固件更新；

6. 用户管理 —— 管理用户权限、密码及操作记录。

导航条固定在屏幕底部，无需返回上级菜单即可切换模块。

七、操作逻辑与交互体验

1. 操作简洁化

所有核心操作遵循“三步完成”原则：

• 第一步：选择功能模块；

• 第二步：调整参数或查看信息；

• 第三步：确认并保存。

2. 可视化反馈

每项操作完成后，系统以动画或颜色变化方式反馈结果，例如：

• 参数修改成功 → 绿色确认标识；

• 输入错误 → 红色提示框并弹出校正建议。

3. 多语言支持

内置多语言系统，默认支持中文与英文，可扩展至其他语言。语言切换无需重启系统。

八、数据可视化功能

1. 温度曲线分析

界面自动绘制温度曲线，用户可查看不同时间段的温度变化趋势。
曲线以平滑线条显示，并附带波动范围标尺。

2. 报警统计图

系统可生成柱状图、饼图等形式的报警分布分析图，反映设备运行稳定性。

3. 能耗与模式图表

节能模式下，系统记录功率变化并生成能耗趋势图，为管理者提供优化依据。

九、报警显示与记录界面

1. 实时报警显示

当系统检测到异常时，主界面上方立即出现红色警告条，提示报警类型与时间。

2. 报警详细界面

进入“报警中心”后，可查看：

• 报警编号；

• 报警类型；

• 起止时间；

• 持续时长；

• 处理状态。

3. 报警确认与解除

管理员可输入密码确认报警解除，同时系统记录确认时间与操作员信息。

十、数据管理与导出界面

1. 历史数据查看

数据管理模块可查看温度日志、报警日志、运行日志等。
用户可按日期或类型筛选记录。

2. 数据导出

通过USB接口导出数据文件，格式包括CSV、PDF及加密格式。
导出文件带时间戳与设备编号，确保溯源准确。

3. 云端同步

若启用网络功能，系统自动将数据同步至远程数据库，可在网页端查看。

十一、用户权限管理界面

系统提供三级权限结构：

用户登录采用密码或指纹识别方式，每次登录、登出均记录于日志中。

十二、系统维护与诊断界面

1. 自检模块入口

用户可一键启动系统自检，检测电源、电压、风机、传感器及通讯模块。

2. 固件升级

通过USB或网络升级系统固件，界面显示版本号与升级进度条。

3. 维护提示

系统自动计算运行时间并在界面提示冷凝器清洁、传感器校准等维护任务。

十三、节能与模式控制界面

TSX500-86CA 支持三种运行模式：

• 标准模式：全功率运行，温度稳定性最高；

• 节能模式：智能调节压缩机频率以降低能耗；

• 待机模式：适用于短时无人操作状态。

用户可通过图标切换模式，系统自动调整运行策略并显示能耗曲线。

十四、远程控制与网络界面

1. 网络接入设置

在“通信设置”界面，用户可配置以太网、Wi-Fi 或4G连接参数。

2. 远程访问界面

通过远程登录，用户可在电脑或手机上查看与本地一致的操作界面。
支持实时温度监控、报警确认及参数调整。

3. 云端管理平台

云平台界面提供多设备集中管理功能，显示所有设备状态与报警统计。

十五、界面安全与数据保护

1. 自动锁屏机制：
   无操作 3 分钟后自动锁定屏幕，需输入密码解锁。

2. 操作确认机制：
   关键操作（如温度修改、模式切换）需双重确认。

3. 数据加密存储：
   所有日志及参数以 AES-256 加密形式保存。

4. 访问日志记录：
   每次操作均生成记录条目，包含时间、操作员与内容。

十六、人机工程与视觉优化

1. 色彩编码

界面采用功能性色彩：

• 蓝色代表正常运行；

• 黄色代表警示状态；

• 红色代表报警状态。

这种色彩体系使用户即使在远距离也能迅速识别设备状态。

2. 字体与图标设计

字体采用高对比度设计，界面图标采用简化几何符号，便于在低温环境或戴手套状态下阅读。

3. 夜间模式

系统内置亮度自适应功能，夜间自动降低背光亮度，减少能耗并保护视力。

十七、可定制化与扩展性

用户界面系统支持个性化定制：

• 自定义主页布局；

• 添加实验室Logo或编号；

• 调整温度曲线颜色；

• 设定常用功能快捷键。

同时，系统可与外部设备（如冷链监控中心、能源管理平台）对接，实现数据互通。

十八、用户体验与操作效率

在多项用户体验测试中，TSX500-86CA 的界面操作时间较传统按钮式设备减少 40%，
报警响应效率提升 60%，用户误操作率下降至 0.3%。

这种基于视觉引导与智能反馈的交互方式极大提高了实验室设备使用的便捷性与安全性。

十九、界面系统的应用价值

1. 科研可视化管理：
   实时数据展示与曲线分析帮助科研人员精确掌控样品环境。

2. 质量合规追溯：
   数据记录与权限控制满足质量体系审计需求。

3. 维护与节能优化：
   可视化能耗与系统自检信息提升维护效率。

4. 数字化实验室构建：
   用户界面与远程监控系统协同，构建完整数字化冷链管理体系。

二十、未来发展方向

1. AI 智能交互
   系统将通过人工智能识别用户操作习惯，自动推荐常用功能。

2. 语音与手势控制
   未来版本可支持语音指令和非接触式操作。

3. 增强现实界面
   结合AR技术，提供可视化维护指导与设备状态叠加显示。

4. 云端协同界面
   支持多设备远程同步显示，实现跨实验室统一管理。