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基于QR码的饮料支付系统迭代设计的长期经验

Max-Emanuel Maurer, Alexander De Luca, Alina Hang, Doris Hausen, Fabian Hennecke, Sebastian Loehmann, Henri Palleis, Hendrik Richter, Simon Stusak, Aureacute;lien Tabard, Sarah Tausch, Emanuel von Zezschwitz, Franziska Schwamb, Heinrich Hussmann, Andreas Butz

慕尼黑大学（LMU），德国慕尼黑信息学研究所

{firstname.lastname}@ifi.lmu.de

摘要：我们报告了一个名为“Barkeeper”的饮料消费和付款跟踪数字跟踪系统的设计和长期使用。它是基于带有QR码的标签设计的，它的设计主要不是以效率为导向的，而是我们实验室过去三年里的日常使用。在这个受信任的环境中，我们收集了大量的使用数据，这使得普适计算技术成为一项重要的长期现场部署。我们展示了这个系统，它的迭代设计演变、用户对它的看法和日常使用中获得的见解。我们认为，当以一种非常实用的方式实现QR码交互时，它不仅是一种廉价的交互技术，还是一种非常强大的交互技术。根据我们的经验，我们提出了一组通用规则，使基于QR码的交互具有实用性，并且通常优于其他交互技术。

关键词：视觉标记，QR码，普适计算，支付系统。

1 简介

咖啡因是每个(好的)计算机科学实验室必不可少的一部分。许多研究证明了咖啡因对绩效[2]的积极作用。和很多地方一样，我们小组的成员必须为他们的办公室开销买单，这就需要跟踪每个同事的开销。基于现有系统的实际问题，我们在过去几年开发并测试了一些(技术介导的)解决方案，以跟踪饮料消费并分担成本。

我们的出发点是在咖啡机旁分享一份纸质的清单，顾客在上面做消费标记。计数列表被证明是容易出错的，并且随着小组规模的增长而增加工作量。一个开着的储钱罐与我们实验室的公共性不相符，有很多学生和不认识的人经过。通过一个由我们自己的需求和日常使用驱动的迭代过程，我们开发了一个数字支付系统:Barkeeper。三年来，它每天都在被使用，并且得到了小组所有成员的认可。

在设计系统时，我们最初考虑使用触摸屏，RFID [4,5]，NFC [6]甚至是感应杯[1]，但我们最终确定了一个可视标记，即QR码，用于与系统交互的扫描仪。 QR码（1）便宜，（2）健壮（特别是如果涂有透明塑料），（3）适合使系统高度可拓展（例如，增加人员时），以及（4）易于使用。与其他系统相比，Barkeeper不需要用户主动拍照，这是一种常见的方法。相反，我们的用户把他们的标签放在一个固定的摄像头下。为了支付项目，用户以任何顺序连续扫描两个标签：一个表示用户标识(参见图1)，另一个表示产品。

我们在实验室中展示了与该系统三年的日常交互的结果。据我们所知，在实际部署中没有一项工作是在如此长的时间内对视觉标记进行评估的。我们讨论了系统如此被广泛接受的原因，特别是以我们的系统的方式使用QR码的优点。我们还报告了来自不同用户视角的见解。这包括高度个性化的支付系统策略(例如，扫描和存储视觉标记的不同方式)以及对实验室内社交互动的影响。我们还将得出超出我们的咖啡厨房范围的结论。例如，我们发现空间上的接近性对这样一个系统的使用与否有很大的影响，即使差异只有几米。

图1.购买饮料时与Barkeeper进行的互动。 在连续扫描用户和产品标签（反之亦然）之后，声音反馈表明成功的交易以及通过电子邮件发送的附加反馈。

2 “Barkeeper”系统¹

该系统背后的驱动思想是通过让用户在喝酒时付费来提高服从性，同时减少会计和管理负担。Barkeeper由一个基于摄像头的扫描应用程序组成，该应用程序位于瘦客户机上，与web服务器进行通信。应用程序等待用户连续扫描两个标签（一个用户标签和一个产品标签）。一旦扫描了两种类型的标签，就会记录交易。简单的听觉反馈指示扫描动作是否成功（例如，由于时间限制或提交失败导致的系统重置）。作为额外的反馈，用户每次购买后都会收到一封电子邮件。我们决定避免通过显示器进行视觉反馈，因为该系统安装在厨房(容易产生灰尘和潮湿问题)。用户帐户收费是通过管理web界面完成的。

1 您可以在以下网址找到该系统的视频演示：http://youtu.be/NqmEqC24HCw

Barkeeper的日常使用给我们带来了许多改进建议。在探索支付系统的设计时，我们发现我们自己使用这个系统也让我们对什么是重要的有了更好的认识，并促使我们考虑如何将Barkeeper融入到实验室的生活中[3]，正如我们在下面通过概述Barkeeper的演化所描述的那样。

第一次变化仅在几天后发生：为了节省时间，我们引入了所谓的“复合标签”，即组合用户id和产品id的单个标签。这使用户能够为他们喜爱的饮料打印组合标签。几个月后，我们引入了“组标签”：一种特殊的人物标签，作为一个项目或一个人的别名，这些人的消费通常由项目资金买单。我们还引入了一个客人标签，其饮料由整个实验室买单。

进一步的增强功能包括在账户之间转账的交易功能。例如，如果两个同事一起去吃午餐，其中一个人付了两份钱，之后可以通过Barkeeper还款。我们还调整了听觉反馈，用更自然的声音取代了原来喇叭般的声音。扫描的成败现在通过杜鹃的叫声和乌鸦的叫声来指示。这些声音足够清晰，可以作为实际用户的信号，同时又不会太突兀，不会分散同事的注意力²。除了在线查看余额，打印组合标签，转账和更改几个设置，我们还开发了一个Android应用程序。用于购买饮料、进行金融交易和查看余额。

2 作为一种微妙的副作用，一名用户报告说，当听到自然界的乌鸦叫时，他很生气，想知道是哪里出了问题。

3 与Barkeeper一起生活

今天，我们的团队由18名成员组成，分布在大楼的六个楼层中的三个楼层。因此，根据办公室的位置，人们必须跨越底层到第四层之间的不同距离才能获得饮料。为了管理这种特殊性，我们的异构用户组开发了几种独特的策略。通过在线调查和半结构化访谈，我们对这些个人策略有了更深入的了解。

3.1 用户视角：使用QR码的日常生活

一项针对21位现有和以前的用户（6位女性;平均31岁）的调查显示了关于使用模式的结果。62％的参与者表示他们每天使用该系统，其中77％甚至每天多次使用。 购买饮料的首选界面是基于标签的支付，多数人（81％）经常使用。几乎所有人（95％）几乎没有使用过网络界面，只有两个（10％）使用移动应用程序。支付标签的几种使用方式已经出现：大多数用户（38％）首先搜索 - 人物标签和产品标签 - 然后连续地将它们放在相机下面。其他人（19％）找到一个标签，将其放在相机下并使用扫描时间查找第二个标签。一位用户写道：“我总是认为它是一款游戏：在购买因为超时而失败之前，我能成功找到第二个标签吗？”

7名参与者（33％）使用至少一个组合标签加速了该过程。五名参与者（24％）报告了其他方法，例如在他们的名牌上贴上一面小旗子，或者改变他们个人标签的位置（例如，将其贴在厨柜上，或者将其存放在办公桌上）。此外，人们在彩色上打印标签，使它们更容易区分。人们甚至根据Barkeeper的支付流程开始优化他们在厨房中的活动流程（例如，在扫描标签之前开始冲泡咖啡）。Barkeeper甚至可以担任决策助手：“有时候，我看到的第一个饮料标签会影响我对产品的选择。”

图2.基于标签的付款评级。

一般来说，参与者对Barkeeper很满意。基于标签的支付被评为易于使用（mode=4，在五点量表上，范围从1=非常不同意到5=非常同意），稳定且健壮（mode=4）以及快速（mode=4）（参见图2），有些人通过使用组合标签加速了交互。除了手动打印这些标签的初始障碍外，似乎还有其他的原因。参与者显然区分了喝一杯速溶饮料和休息一段时间。虽然我们在调查问卷结果中没有发现任何显著的差异，但这似乎与人们工作的三个不同楼层相关。较低楼层的人（没有咖啡厨房）拥有较少的组合标签，因为他们必须上三到四层才能获得他们的饮料，而且似乎主要是为了休息更长的时间。在楼上（厨房和Barkeeper所在地）的同事在他们的工作间隙进行购物，比较匆忙，使用组合标签更频繁。

在效率方面，Barkeeper为我们实验室的行政人员带来了最大的改进。旧的理货单需要秘书将它取下来，计算所有未支付的金额，每周都要重新列一个清单。现在唯一的任务是接受用户的钱，将其放入现金盒中，并使用管理网络界面将支付的金额添加到相应的Barkeeper账户。正如一位秘书所说，对于她在与Barkeeper工作时最复杂的事情是“将现金放入现金盒”。

3.2 安全，隐私，信任和社会影响

显然，Barkeeper不能防止被滥用。标签的复印件或其内容的知识足以伪造标签以进行恶意购买。但是，通过自己保留标签可以很容易地提高安全性。与计数表相比，该系统提供了更高的安全性和隐私性。错误的理货标记无法被检测到，偶尔不正确的购买是不可避免的。由于购买确认电子邮件以及网页界面和移动应用程序中所有购买的概述，错误的预订可以轻易被发现。从社会角度来看，系统的日常使用会影响群体行为。 Barkeeper作为一种人际间的转账工具，在实验室成员之间的交流中创造了一个新的动词。“You can just barkeeper that to me”已成为一个常用的短语。 Barkeeper的数据也被用作支持积极支付行为的社会压力手段。每30天，负债最高的实验室员工就会在一封电子邮件中被告知，在接下来的30天内，他将被迫为咖啡购买牛奶。这就导致了现金盒从持续的空变的满满的。

3.3 基准测试

为了评估不同预订方法（标签，网络和纸张）的可用性，我们测量了每种方法的平均交互时间。

方法：我们使用单个标签，网络前端和12个用户的统计列表测量了平均交互时间。Android应用因使用率不足而被排除在外。在日常工作中使用秒表进行测量，以捕获诸如收集箱中标签顺序改变的影响。因此，测量的时间包括搜索正确的标签以及成功的扫描。与计数列表的交互包括对笔以及对右行和列的搜索。记录了可能的个人策略。

结果：与计数列表的平均交互时间最快（m=7s; sd=2s），然后是Web前端（m=15s; sd=3s）。与单个标签的交互时间最慢（m=22s; sd=7s）。只有四个参与者使用了组合标签，尽管使用它们比计数列表更快（m=6s; sd=1s）。对Barkeeper数据库的分析与定性结果一致。截至2012年12月，共进行了11,941次基于QR的交易，同时记录了1,188次基于网络的交易（10％）和仅有76次使用移动应用程序的交易（0.6％）。自推出以来，所有工作日（公共假日除外）中有96％使用了Barkeeper，平均每天有20笔交易。在此期间，共转移了14,878欧元。

4 如何使QR码工作

基准测试结果表明，系统的引入在时间上为用户带来了可衡量的不利因素。然而，用户接受了这个转换，继续每天使用系统，甚至使用两个单独的标签执行较慢的过程。因此，我们体验到了时间的主观体验和客观交互时间的区别。在以下的段落中，我们将指出一些一般性的发现，这些发现可以应用于我们的特殊用例之外。

4.1 性能并不总是排名第一

在人机交互研究中，交互速度是衡量系统质量最常用的因变量之一。然而，在像我们的系统这样的一些场景中，这可能没有时间的主观体验那么重要。提供不同的模式（标签、应用程序、因特网）和各种加速交互的方式（例如组合标签），只有一小部分用户接受了这些可能性，并且更喜欢使用标签。这可能是由于将交互融入休息过程，也可能是因为普遍有趣的体验。我们认为，即使在客观上较慢的情况下，能够“隐藏”其他过程或通过游戏性进行昂贵交互的系统仍然可以被很好地接受。

4.2 静态相机使QR码更易于使用

我们的系统与最常见的视觉标记使用的主要区别之一是，用户将视觉标记带到固定的相机上，而不是主动用相机拍照。根据我们的结果，我们认为这种设计可以大大提高可用性，因为用于拍摄照片的手动工作以及分辨率和聚焦的问题都被消除了。这个设置引入的问题，例如标签的丢失，很容易解决，因为打印标签是直接和便宜的。在我们的探索中，我们还发现扫描对于旧的，带斑点的和脏的标签来说甚至是稳定的。

4.3 距离问题

决定是否使用该系统的最关键问题似乎是扫描站与所需物体的接近程度。只要扫描站位于咖啡机的旁边，用户就可以与饮料的制备的同时操作系统，这对支付行为具有积极影响。

当我们因为厨房的翻新而不得不重新安排设置的时候，即使是经过扫描台回到办公室的人也忘记了付款，后来不得不借助网络的界面来弥补它。即使在系统非常靠近饮料制备位置，即在5米距离内，也会出现这种效果。我们将该时期的购买量与一年前的同期进行了比较。虽然每个用户的平均预订数量几乎保持不变（M=4.2相邻; M=4.3分离），但标签预订的平均数量减少很多（M=10.6相邻; M=6.6分离）。

因此，接近性确保适当地集成到流程中，这是根据我们三年的部署的一个关键属性。当非正式地询问为什么系统在稍微远一点的地方没有被使用时，一个答案是，喝一杯和付一杯饮料感觉就像两个不同的任务。所需时间的主观感觉发生了变化，使整体体验变得不那么愉快。在使用网络界面进行批量支付之前，人们也开始等待，直到他们的办公桌上有几个空瓶子。

4.4 内部信任度高的群体的

资料编号：[5570]