定位元件在兒童智能服裝設計中的應用

李雪潔，常 婷，胡 珊

(嘉興南湖學院，浙江 嘉興 314000)

智能服裝是具有感知和反應雙重功能的服裝，它不僅可以感知外部環境和生物體內部狀態的變化，還可以通過反饋機制對這種變化做出反應[1]。1993年麻省理工學院媒體實驗室的計算機可穿系統研究中心提出了智能服裝背心的概念，成為最早真正意義上的智能服裝[2]。美國加州生命公司設計研發了一款集不同傳感器為一體，用于實時監測患者生命體征的“生命襯衫”。生物醫學智能服裝項目VTAMN (Vetement de teleassistance medical made)是在面料中嵌入不銹鋼絲作為電路，再將腰帶上的主板、傳輸模塊以及電源等相關部件通過微型探頭與服裝連接，最終將檢測的人體數據傳輸發送至終端設備上[3]。加州大學伯克利分校開發出一種可應用在服裝上的太陽能軟質電池，為設計太陽能服裝提供了技術參考[4]。國內劉伶俐等人[5]研究了以 ADUC812為核心的心率測量智能服裝，特點是PVDF傳感器用暗袋固定以采集信號,并采用舒適的彈性緊身衣作為載體。王雪等人[6]利用RFID技術對智能服裝系統進行了設計，進一步完善了智能服裝產品的終端反饋系統。壽弘毅[7]將GPS接收器與服裝設計相結合，使服裝具有定位功能。孟秀麗[8]利用太陽能發電的原理，通過各模塊的組合設計，最終設計了具有醫療監測功能的太陽能智能測壓服。賈婷婷[9]對影響童裝安全性設計的因素以及具體設計實施策略進行了較為全面的分析。基于上述研究成果，本文通過在兒童服裝中植入定位元件，使監護人可隨時通過定位信息掌握兒童的活動軌跡，以防止兒童走失，為相關研究提供參考。

1 問卷設計與分析

1.1 問卷一的設計與分析

問卷一通過了解不同年齡段、不同職業的人們對兒童走失問題的看法，對市場防走失產品的了解關注程度，對兒童定位服裝的接受程度，對兒童服裝風格的喜好以及最易走失兒童的年齡區域，確定了設計兒童服裝的款式和定位元件型號。

問卷結果顯示：消費群體應為4～6歲的兒童，該年齡段的兒童較缺乏自主選擇權，家長的選擇起到了決定性作用；選擇運動休閑風中的工裝風格；選擇GPS定位器作為定位元件，原因是相對于iBeacon芯片等智能安全材料，其WIFI定位功能可以很好地解決信息傳輸中斷的問題，定位精確，可精準保留出行軌跡，電池可以長時間續航，當兒童離開安全區域，手機會自動收到定位器的安全報警信息，該定位器還具備防水防汗的功能。

1.2 問卷二的設計與分析

問卷二是為進一步了解大眾對兒童服裝時尚性、款式和顏色的關注度，定位元件的放置位置和形式。

問卷結果顯示：服裝面料選擇黃色與藍色進行拼接，加以白色面料緩解對比色之間的沖突，實現色彩平衡。兒童上裝選擇衛衣類、T恤類、夾克類形式，下裝選擇休閑褲類、背帶褲類、直筒褲類形式，定位元件放置在不影響兒童活動的前肩和后背。

2 定位元件在兒童服裝設計中的實踐應用

2.1 款式設計

以卡通人物作為設計靈感，選擇工裝系列作為設計主題，將藍色與黃色的水洗牛仔面料進行拼接，加以灰白色衛衣面料緩解對比色的沖突，如圖1所示。通過分析問卷二的調查結果,將定位元件放置在后背和前肩部位。定位元件的表現形式運用了花朵和云朵元素，增添了服裝的童趣性，如圖2所示。

圖1 款式效果圖

圖2 定位元件所在位置

2.2 成衣展示

三套成衣正面、側面、背面的展示見圖3、圖4和圖5。

圖3 第一套的成衣展示

圖4 第二套的成衣展示

圖5 第三套的成衣展示

2.3 GPS定位器實驗數據展示

兒童定位安全服裝的功能測試主要以GPS定位器為基礎而進行相關測試，檢測童裝定位的有效性和準確性。

GPS定位器的靈敏度會受到多種外界因素的干擾，與手機等APP載體的距離和WiFi信號的穩定程度是影響定位的主要因素。測試在戶外環境進行，將電子圍欄設置為300米，進行不同距離的測試，測試電子圍欄及定位的準確性，結果如表1所示：

表1 戶外環境模式下電子圍欄的準確度

圖6 APP界面

由表1可知，當定位器處于實驗設定的電子圍欄范圍(300 m)內不會報警，圖6中APP的界面會顯示GPS定位器及終端的位置，且每隔10秒就會自動更新，實時動態定位，可清晰、準確、直觀地得到所定位兒童的信息。當超出電子圍欄范圍時，定位器就會發出報警，與終端距離超過100米時可啟用導航模式找尋兒童，所在位置的全景圖片可更直觀地辨別方向(如圖7)。此GPS定位器還可遠程開機、關機，其查詢定位軌跡的功能可以即時查看兒童的活動軌跡。

圖7 GPS定位軌跡

3 結語

通過問卷設計與數據分析，確定了消費群體年齡段為4～6歲的兒童，所設計兒童服裝選擇了工裝風格，服裝面料顏色選擇黃色與藍色進行拼接，加以白色面料搭配緩和對比色之間的碰撞，使色彩搭配達到平衡狀態。 定位元件選用GPS定位器，出于安全性的考慮，將其放置在前肩、后背，并用暗扣將定位元件固定在兒童服裝上。測試表明，定位器在電子圍欄范圍(300 m)內不會報警，超出電子圍欄范圍時就會發出報警，提醒家長兒童處于非安全范圍。當終端距離超過100米時可啟用導航模式以便搜尋兒童，其所在位置的全景圖片可更加直觀地辨別方向。