智能服装的创新设计与控制研究

1江苏省高等学校大学生实践创新训练计划立项项目申请表推荐学校南通纺织职业技术学院项目名称智能服装的创新设计与控制研究项目组成员李博、周洁、徐鹏玲、李平、金婧娟指导老师孙兵申报日期2009年5月10日2江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申请表项目名称智能服装的创新设计与控制研究项目所属一级专业门制造大类项目所属二级专业类自动化类项目类型（）个人项目（√）团队项目项目实施时间起始时间：2009年6月完成时间：2010年6月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人李博二南通纺织职业技术学院机电系/自动控制[e-mail]周洁二南通纺织职业技术学院服装系/服装设计[e-mail]成员徐鹏玲二南通纺织职业技术学院机电系/自动控制[e-mail]李平二南通纺织职业技术学院机电系/自动控制[e-mail]金婧娟二南通纺织职业技术学院服装系/服装设计[e-mail]导师姓名孙兵年龄38单位南通纺织职业技术学院行政职务/专业技术职务副处长/副教授主要成果2002年至2006年先后主持并顺利完成了“物料搬运机械手”和“CC-Link总线技术在气动自动化系统中的应用研究”两项江苏省高校自然科学研究指导性计划项目和南通纺院自然科学研究基金项目。2006年主要参与院自然科学研究基金项目“PLC应用控制平台设计”的研究与开发。2007年参与江苏省“十一五”教育科学规划课题重点项目“江苏高等职业教育课程改革与建设的理论与实践研究”子课题“纺织服装类专业课程开发个案研究方案”的研究。近三年来在省级以上刊物发表学术论文12篇，其中独著或第一作者10篇，有3篇在核心期刊上发表。论文《运用发现式教学方法开展机电专业创新教育》于2005年9月被江苏省高等教育学会评为江苏省第七届高等教育科研优秀成果三等奖。2006年7月主编“国家十一五规划教材”《气液动控制技术》，该教材于2008年5月正式出版。3一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）本项目团队的5名成员由跨系、跨专业的学生组成，其中3人来自于机电系自动控制专业，2人来自于服装系服装设计专业。机电系的学生曾系统学习过电路分析基础、模拟电子电路、数字电子电路、单片机、C语言、微机控制系统、PLC等专业技术知识，能熟练运用这些知识去完成课程实验与课程设计的课题任务。其中，李博同学参加了学校组织的“机器人俱乐部”，热衷于微机控制电子产品的开发，在2008年南通市举办的大学生电子产品设计大赛中获一等奖；徐鹏玲和李平同学分别曾在学校举办的“PLC程序设计大赛”以及“Protel电子设计大赛”中获一等奖。这3名学生还自学过VC++语言，均已通过江苏省计算机二级等级考试，具备一定的软件开发能力，具有较强的C语言编程能力和汇编语言编程能力。他们还利用所学的专业知识在课余时间制作过智能报警器、气动机器人等一系列作品，积累了一定的产品开发经验。服装系的学生曾系统学习过服装工业制版与推版、服装立体裁剪、计算机图形处理、服装设计与效果图等专业技术知识，掌握服装款式、结构、工艺设计方法和成衣化生产工艺技术，具有较强的艺工结合特色。其中，周洁同学在学校组织的2008年服装立体裁剪技能大赛中获一等奖；金婧娟同学在学校组织的2008年时装设计大赛中获二等奖。这2名学生均具有完成从服装设计构思到制版，再到成衣的技能，并能熟练运用计算机进行服装辅助设计，具有对服装材料准确选取、合理使用的能力。他们还利用所学的专业知识在课余时间参与服装系社会服务实践以及生产性实训项目，为服装企业设计服装款式，协助教师为企业开发服装新产品，积累了一定的产品开发经验。我们团队此次申请的项目是“智能服装的创新设计与控制研究”。目前，日常生活用智能服装的开发大多集中于拓展服装以外功能的领域上（如无线通信、手机充电等），而在提高和加强服装自身功能的领域上还开展得较少（如：保暖、调温、去湿等）。本项目的设计与研究旨在弥补这方面的不足，将嵌入式系统及其控制技术应用于可实现自动保暖、调温和去湿功能的智能服装创新设计中，不仅拓展了嵌入式控制系统的应用领域，而且进一步提升了智能服装的研制水平。本项目是自动控制与服装设计的具体结合，使服装成为生活方式与高技术功能的交汇点，可为未来服装的发展探索一条新的道路。本项目所形成的服装产品和技术成果可直接应用于人们的日常生活之中，在成本增加不大的前提下，充分满足消费者穿着舒适、美观大方、使用方便的需求，因此具有较好的市场前景。我们团队热衷于微机控制系统的开发和服装设计应用，对开发具有智能的功能服装兴趣浓厚。虽然本项目涉及面广，是自动控制与服装设计跨专业的综合应用，具有一定的难度，但该项目以创新制作为目标，以创新实践为手段，对拓宽专业知识领域，培养创新意识和创新能力，提高实践动手能力和团结协作能力具有积极的推动作用。我们团队成员各有长处和优势，在团队中善于互通有无，最大限度的发挥每个人的才干。我们是一个团结、奋进、上进的团体，有能力、有信心在导师的精心指导下完成该项目。鉴于本项目的实际应用价值、实践创新价值以及项目团队成员的专业优势与专业互补性，我们特申请以此项目为载体加入2009年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目，并通过该项目的实施，真正达到在学中做、在做中学、在实践中创新、在创新中实践的目的。4二、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）1、训练目标：（1）实践功能服装及其控制系统的创新设计理念和制作开发过程；（2）掌握嵌入式控制系统的原理，硬件和软件的二次开发方法；（3）学习功能服装结构计算机辅助设计的基本流程；（4）熟悉并掌握服装面料的选取以及立体裁剪的方法和技巧；（5）探索未来功能服装发展的新途径，将自动控制与服装设计相结合，使服装成为生活方式与高技术功能的交汇点。2、前期准备：2009年初在导师的指导下就开始进行项目调研，制定实践目标。机电系3名同学和服装系2名同学经常在一起对项目内容进行分析研究，以上网查询为主要手段对本项目的创新性与可行性进行评定，一致认为具有申报和实践的价值。目前本项目已形成了初步设计方案，并已顺利进入相关专利申报程序。项目申请团队的5名同学正在积极拓展学习相关专业知识，以便及时全面地实施该计划项目。3、组织实施：（1）按照导师规定的时间集体接受导师的培训和问题解答；（2）项目团队所有成员每周至少集中一次，共同分析研究各自在智能控制和服装设计方面所取得的新进展以及实践中两者的匹配与融合问题；（3）团队成员的分工、所有实践和学习环节由主持人和导师协商后统一组织与安排；（4）由导师向学校申请所需的实验场地及仪器，并加强对学生使用过程的教育和管理；（5）项目经费的使用需经导师审核，并按学校的相关规章制度执行。4、过程管理：（1）制定项目团队的规章制度以约束团队的所有成员，团队成员要严格遵守团队纪律，不能无故缺席导师安排的各种实践培训教学环节以及团队的集中研究活动；（2）由导师掌握项目总体进度，布置各阶段任务，监督检查各阶段完成情况，并提出相应的整改要求；（3）项目主持人每周主动向导师汇报项目进展情况；（4）团队成员要充分利用实验室条件，争取每天都安排一定时间在实验室中实践和研究，以确保及时完成项目内容。5、实践环节：（1）利用集成开发环境IDE进行嵌入式控制系统软件（C语言、汇编语言）的编程和仿真运行，并进行程序调试与修改；（2）利用Protel、Proteus等软件进行嵌入式控制系统硬件设计及其与软件的联合仿真调试，在电路原理图的基础上得到PCB图，认真测量确定每条布线和每个焊孔，然后制作相应的印刷电路板；（3）在印刷电路板上完成器件的焊接并进行调试，确定其性能；（4）绘制服装效果图及服装CAD制版；（5）选取面料、排版、裁减及缝合；（6）将气动系统各控制与执行元件以及气道合理布置并镶嵌安装到服装中；（7）将嵌入式控制系统的各控制与执行元件以及传感器合理布置并镶嵌安装到服装中；（8）智能服装的整体功能联合调试与完善。6、教师指导：导师定期组织团队成员集中进行项目所需相关专业知识的培训，及时指出团队成员在学习、实践过程中的不足，提出整改意见，把握团体进度，使项目能正常有序的进行。导师及时了解每个团队成员的研究和训练情况，以便有针对性进行个别指导。7、项目结题：（1）本项目将在团队所有成员毕业前完成，历时一年左右；（2）完成的智能服装包含服装本体以及智能控制元件、执行元件等装置，以空气为保温介质，能够根据外界和人体的温湿度状况实现自动保暖、调温和去湿功能；（3）项目结题时将提供较多的物化成果，并突出成果的创新性特点，如：智能服装样品、公开发表的学术论文、专利申请、设计图纸、说明书等；（4）本项目所形成的服装产品和技术成果可直接应用于人们的日常生活之中，满足消费者穿着舒适、美观大方、使用方便的需求，具有较好的市场前景。5三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）1、南通纺院机电系有单片机实验室、机电一体化设备实验室、气动控制实验室等开放性实验实训场所，提供多种嵌入式仿真实验装置、EDA软件与实验装置，各种气动控制、气动执行元件和设备较为齐全，能够方便学生进行智能服装控制系统的设计、组装、实验实训及数据分析处理。2、南通纺院服装系有校内服装生产性实训基地，能够为学生自主创新设计智能服装本体结构提供相应的立体裁剪工作室、服装CAD实验室以及电动缝纫设备等各种工具。3、南通纺院严格执行省教育厅的规定，按照不低于1:1的比例给予训练项目经费资助，能够保证项目研究的顺利开展。4、南通纺院制定了《南通纺院学分奖励实施办法》，并设有专利申报基金，鼓励学生结合学科专业，从自身所长与兴趣出发，积极参与实验实践活动，在探索、研究、创新的实践训练过程中，提出自己的观点与见解，培养学生的创造、创新与创业精神和实践能力。同时，在评优评奖等方面也向积极参与实践创新训练计划项目的学生倾斜。四、预期成果1、设计制作智能服装（一种智能控制的充气防寒服）一套，其中包含服装本体以及智能控制元件、执行元件等装置。2、开发专用的嵌入式智能服装控制器，能够镶嵌于服装之中，根据外界和人体的温湿度状况实现自动保暖、调温和去湿功能。3、在导师指导下，协助导师完成并公开发表学术论文一篇。4、在导师指导下，协助导师申请专利一项。5、完成结题报告，并提供智能服装主要设计图纸及使用说明书一套。五、经费预算序号支出科目金额（万元）计算根据及理由1实验材料费用0.35项目使用的消耗材料（如：电子元器件、传感器、执行元器件、服装面料等）采购、运输和包装等费用2专利申请费用0.2专利申请费用（参照国家专利申请收费标准）3结题验收费用0.05结题资料、报告、设计图纸与论文的打印及装订等费用合计0.66六、导师推荐意见该项目属于跨专业联合创新设计制作项目，涉及自动化和纺织服装两个专业领域，重点是将嵌入式控制系统应用于智能服装的研制中，使智能服装的功能不断增加，性能不断提高。该项目思路新颖、目标明确，对实施大学生综合实践创新能力的培养具有一定的理论和实践价值，并且先期已经过一段时间的试运行，得到了学校和社会的支持，具备一定的运作基础。项目主持人和成员由5名跨系、跨专业的学生组成，分别来自于我校机电系自动控制专业和服装系服装设计专业，他们均是品学兼优、专业知识扎实，对实践创新具有浓厚兴趣的优秀学生，有较强的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力，由他们共同组成的创新团队非常适合于本项目的实施。所选项目也在他们力所能及范围内，具有可行性。同意推荐参加江苏省高等学校大学生实践创新训练计划立项申报。签名：年月日七、院系推荐意见院系负责人签名：院系负责人签名：院系盖章：院系盖章：年月日年月日八、学校推荐意见：学校负责人签名：学校公章年月日注：表格