Smart Fabrics Make for Enhanced Living

一种神奇的纺织品(fabrics)竟然能提醒我们带上雨伞或注意钱包,当有人窃用我们家里的无线网络资源时它也会发出警告。我们现代生活中的电子装置层出不穷,但这里介绍的这种便携式装置一定会令你心驰神往。

基于Fabric的城市智慧停车方案设计

为了解决目前城市车位信息不流通、停车系统交易凭证不可靠、停车支付不高效以及数据存储不安全等弊端,提出了基于Fabric区块链的城市智慧停车方案。利用区块链数据共享的特性,允许车位拥有者将空闲车位上传至区块链,实现车位实时共享并保证数据真实;利用预制在区块链上的智能合约,实现停车后自动缴费;利用区块链数据不可篡改且可追溯的特性,保证交易数据的真实性。最后通过搭建分布式区块链系统,并对系统进行测试,验证了该方案的可行性。

软体机器人在服装领域的应用进展

软体机器人由可变形材料制成,具有柔顺性高、适应性强等优势,现已成为机器人领域的研究热点,并在加速服装智能化进程中发挥重要作用。为促进软体机器人技术与服装领域的融合发展,根据当前软体机器人的研究进展,聚焦于软体机器人关键技术,总结其在制作材料、制作方法、驱动方式及控制与建模4个方面的研究现状;对软体机器人在纺织面料抓取与转移、上肢辅助及下肢辅助服装上的应用情况进行综述。研究认为:可利用智能软材料和微加工技术实现控制元件微型化;结合织物性能特点提高面料自动抓取与落料精度;可穿戴软体机器人在优化设备技术性能的同时,要对整个人机系统进行持续评估和迭代开发,提高人机交互便捷性,以促进软体机器人行业与服装领域的深度融合。

基于智能柔性织物传感器的漏尿频次监测系统研究

为诊断每位尿失禁患者的漏尿频次,治疗尿失禁问题,在尿片中嵌入织物功能电极,连接到自制的可穿戴式尿失禁患者漏尿频次监测系统,制备出智能尿片,根据功能电极电阻值的变化监测漏尿的频次。结果表明:每个功能电极连续监测次数可达15次以上,平均准确率达86.2%,灵敏度达73.5 kΩ/(0.1 mL)。该系统提出了一种尿失禁患者监测漏尿频次的简便方法,也可用于患者评估基本健康状况;同时也提供了一种智能柔性织物传感器的应用思路。

基于区块链智能合约的有机大米追溯研究

食品安全问题越来越受到社会的关注,有效地发现食品安全问题并进行追溯问责,刻不容缓。选取有机大米作为食品安全追溯的对象,分析有机大米供应链的全过程,梳理并提炼各环节的关键信息;选择超级账本Hyperledger Fabric作为区块链技术平台,提出一个基于联盟链和智能合约的有机大米供应链追溯框架,定制化设计数据管理模式和各个流通环节的智能合约,研发有机大米供应链追溯原型系统。结果表明,构建的系统能够解决隐私数据安全存储,实现供应链的可追溯和可共享。

面向Hyperledger Fabric的SQL访问框架

区块链技术具有去中心化、不可篡改、可追溯等优势,已经在各领域得到广泛应用。但区块链作为一项前沿技术,存在开发难度大、学习成本高等问题,且大多数开发者更熟悉基于关系型数据库的应用开发方法,即通过SQL操作关系型数据库。Hyperledger Fabric是目前最为主流的区块链开发框架。针对此问题,文中提出了一种面向Hyperledger Fabric的SQL访问框架。首先,针对Fabric和SQL底层存储结构不一致的问题,定义了关系模型至键值模型的转换规则,实现了模型转换算法;然后,基于智能合约技术开发了SQL执行合约,实现了SQL语句向底层状态数据库CouchDB操作语句的自动转换,进而操作Fabric底层的数据;最后,从应用层开发的角度,设计了应用自动化重构工具,工具包含两个部分,分别是应用重构工具和区块链网络的交互中间件Fabric-Driver。实验结果表明,相比现有方案,使用所提框架开发区块链应用能节省82%左右的时间,且使用此框架降低的读写性能仅有5%左右。

水凝胶复合织物的研究进展

水凝胶复合织物是一种由水凝胶材料与纺织材料结合而成的复合材料。水凝胶复合织物作为一种新兴的复合材料,在近年来引起了广泛关注。这种材料融合了水凝胶和纺织材料的优势,具有独特的特性和广泛的应用前景。本文在对水凝胶复合织物的制备方法及其在环境治理、淡水资源再生、生物医学、功能和智能纺织品等领域的应用进行综述的基础上,提出:增强力学性能,优化材料的配比,降低制备的成本以及推动其规模化生产是水凝胶复合织物材料未来的重要发展方向。

智能可穿戴监测服装性能评价模型的研究进展

为促进可穿戴智能服装评价标准形成进而促进可穿戴智能服装产业化发展,系统介绍人体-织物数理模型及人体与织物间动态压力数值模拟的评价模型。基于弹性力学理论,探究静止状态下拉普拉斯数理模型的研究进展;介绍织物结构对接触压力的影响及织物结构的数值模拟,并进一步探究着装过程、运动状态下人体-织物间连续动态压力的数值模拟情况,以及数值模拟法与计算机技术结合的现状。最后讨论现阶段可穿戴智能服装评价模型的应用,并提出使用数值模拟法进行多物理场耦合、模拟加速度运动用于提高可穿戴智能服装可靠性评价标准的发展展望。

基于光栅动画图案合成光纤织物的设计及其实现

通过光栅原理将动态画面用于织物设计时,易出现织物的双层结构复杂、色彩难以精准控制等问题,提出基于光栅动画图案合成原理设计动态图案光纤织物,利用提花工艺将光纤和纱线织造成图案织物,使用发光二极管作为光源,通过热塑管将其分别与聚合物光纤耦合连接,利用发光控制器,使得二极管依次间隔发光,显示相邻动作的静态图案。还分析了合成图片个数、切分用光栅细度、分组发光频率等对图案动态效果的影响。以光纤和棉纱为原料,采用提花织机设计和织造聚合物光纤织物,结果表明:当以直径为0.25 mm的聚合物光纤作为最小发光单元时,5帧数合成的光纤发光织物能够同时兼顾动画呈现的识别度和流畅度;间隔条纹宽度在0.25 mm时,动态效果呈现时,物体轮廓越清晰;当发光频率为0.2 s时,其呈现的动态效果最好。该思路开拓了织物上动态图案呈现的全新实现方法。

Recent Progress for Gallium-Based Liquid Metal in Smart Wearable Textiles

The development of smart textiles has presentend new requirements for integrated devices that can be compatible with both conductivity and deformation.At room temperature,liquid metal presents both metallic properties and flexible properties,as well as low toxicity and biocompatible,which makes it more and more popular on the research of liquid metal based electronic devices.This review summarizes the basic physical properties,and the key points to be fabricated into fibers and fabrics including oxides and wettability.Meantime,the application in the field of textiles is presented.Liquid metal based electrical conductive fibers and flexible sensors can be fabricated mainly by injection and printing,as well as direct-writing for smart fabrics.Liquid metal can be integrated as functional components for smart wearable devices in the future by assembling the as-prepared fibers and fabrics with textile technology,such as twisting,sewing,knitting,and embroidering.

织物基柔性传感器的研究进展

针对织物传感器多级构筑机制不明晰、传感响应性能及集成兼容性不足等问题,系统阐述了力学、温度、湿度织物传感器的传感原理、制备方法与传感性能的新进展,探讨不同柔性传感器的典型材料应用与结构构建、制备方法以及现阶段面临的挑战,并讨论传感器在运动检测、医疗健康、电子皮肤、人机交互等领域的特性应用。认为:基于材料性质、分级结构、成形工艺研究结合具体使用环境,提升织物基柔性传感器的信号稳定、灵敏度、环境适应性及可扩展性是重点发展方向。

基于区块链技术的学生证书管理系统的设计与实现

在新时代高校教育现代化的要求下,高校需要加强对学生获奖证书、考试认证等各类证明的信息化管理,然而,传统的教务系统信息存在记录体系不完整、不透明、难互证等弊端。为解决上述问题,结合区块链技术研究设计一个基于区块链技术的学生证书管理系统,该系统前端和后端分别采用Vue框架和SpringBoot框架进行搭建,底层区块链网络采用Hyperledger Fabric技术搭建,使用Go语言编写智能合约,并使用Fabric-SDK-GO部署区块链应用。通过单元测试的方法对系统各个功能进行测试,测试结果表明,所设计的学生证书管理系统具有较高的可靠性、实用性和易操作性,本系统能够在帮助高校管理学生证书信息的同时,实现高校学生证书的安全验证和有效追溯,从而保证证书使用的真实性。

三维间隔织物编织工艺及应用

三维间隔织物是一种具有特殊结构的新型纺织材料。文章介绍了经编和纬编间隔织物的编织工艺和织造方式,归纳了间隔织物作为新型材料在垫用、服用、车用、建筑、农用、过滤、包装等方面的常规应用,重点讲述了三维间隔织物在可穿戴领域的研究现状和研究成果,包括传感器、电容器、发电机、纺织天线等智能器件,为间隔织物在可穿戴领域的应用和发展提供了参考。

基于Fabric区块链的智能合约协同开发系统

针对传统协同开发系统普遍采用"中心化"存储架构带来的单点故障、数据不可信、故障难以追责等安全问题,以及传统协同办公系统仅支持单一企业内部办公的问题,本文借助超级账本Fabric区块链技术以及业务流程管理和服务组合技术实现了一款基于Fabric区块链的智能合约协同开发系统.系统架构中首先结合传统中心化存储技术和区块链去中心化存储技术,通过将系统核心业务数据信息存储在区块链分布式账本中而把业务流程管理等不重要的数据存储在传统数据库中解决了"中心化"存储管理带来的安全信任问题.其次系统通过结合超级账本联盟链技术提供的企业联盟的特点使得系统可以应用于企业联盟办公中,解决了单一办公的问题.

基于静态分析的Fabric智能合约安全检测

Fabric区块链作为广受欢迎的联盟链框架,其智能合约多采用Golang通用高级语言开发,而智能合约在开发过程中容易引入安全漏洞,部署后会产生潜在的安全隐患。虽然Golang语言通用的代码存在静态审计工具,但是该工具不能有效识别与智能合约中与区块链系统架构相关的安全风险。为了应对上述情况,本文研究总结了Fabric区块链智能合约的非确定性、逻辑安全和数据隐私安全三大类安全漏洞,并提出了针对Fabric智能合约安全检测的静态分析方法,同时设计了基于静态分析方法的智能合约安全检测工具。相比于Chaincode scanner和富士通智能合约安全检测工具在数据隐私安全检测方面的不足,该工具可覆盖检测非确定性、逻辑安全和数据隐私安全3大风险类型及对应13种安全风险项,准确定位风险项位置,可为智能合约开发人员提出可视化开发指导建议。

基于Fabric的出行数据隐私保护方法

针对智能交通出行数据共享中的隐私保护问题,提出一种基于Fabric的出行数据隐私保护模型。利用区块链不可篡改、可追溯的特性,结合AES算法与访问控制列表机制,从出行数据的上传、查询和访问控制等方面对模型中Fabric区块链数据库、智能合约、中间件等模块进行设计和实现。安全性分析和实验结果表明,所提方法具有较好的安全性、保密性以及可行性,可以提高智能交通出行数据共享环境下的个人隐私安全。

基于Fabric的快速公平合同签署协议

区块链在商业交易领域的快速发展及应用,尤其是交易合同的签署对公平的需求,导致传统的单向信任模式的区块链需要更换为双向信任模式。基于已有的多种公平合同签署协议(fair contract signing protocol,FCSP),提出一种面向Fabric区块链的快速公平合同签署协议(TFCSP),与已有FCSP的分步多次区块上传或者简单智能合约的实现不同,TFCSP通过修改Fabric的gossip进程,由交易发起方对交易签名、接收方对块信息验证并签名再进行上传,这种多次异步签名一次上传及二次验证合约内容的方式保证了双向信任,并且大大提升了交易的效率。最后将该协议应用到保险区块链,完成其架构设计,并通过实验验证其有效性,实验结果表明,该协议在保证交易可信的前提下保持了较好的性能。

热湿舒适性智能织物的研究进展

针对当前空调制冷与供暖中造成的能源消耗激增与实现“双碳”的全球目标之间出现巨大矛盾,实现由智能织物对人体自身热湿舒适性调节从而降低能耗成为亟需解决的问题。根据当前热湿舒适性智能织物的研究,概述了人体热湿舒适性调节原理;介绍了由高性能材料(如高红外线反射、高导热、高红外线透过材料)制备的热湿舒适性智能织物以及通过纤维或织物结构控制实现的智能织物(如保暖、吸湿快干、智能热湿调节织物)。分析了不同调节方式的智能织物制备方法及现阶段面临的困难和挑战;提出可制备新型热湿刺激响应纤维,通过纤维的低成本、大规模生产达到智能热湿调节织物的生产及广泛应用;展望了热湿舒适性智能织物在“双碳”背景下,推动智能服装发展的应用前景。

深中通道智慧梁场建设及运营研究

深中通道项目桥梁工程全长17 km,其上部结构的791片混凝土箱梁全部由中山预制梁场制造。为实现预制梁场的协同远程控制管理,以混凝土箱梁的预制及移运为背景建设深中通道智慧梁场。深中通道智慧梁场基于BIM技术,集成钢筋加工管理系统实现了钢筋的自动化加工;使用全自动液压整体式模板优化了箱梁模板安拆方法;配套智能化混凝土输送中心改变了传统混凝土生产的格局;建立智慧梁场协同管理平台集成多种智能生产系统,实现生产过程信息的自动采集、数据共享。智慧梁场的建设及运营,是将智能制造技术与梁场管理流程相融合,大幅提升箱梁生产流程的自动化程度,完善各工序管理流程,降低施工成本和安全风险,提高成品质量和效益。

可穿戴设备在皮肤健康领域的应用和前景

在皮肤健康领域中,可穿戴设备的应用在不断发展。基于皮肤面积大、可直接接触的特点,将可穿戴设备应用于无创的皮肤健康监测是目前的研究热点。利用各种类型的传感器收集皮肤表面的数据并上传至智能系统,即可做到实时监测并对数据进行分析。可穿戴设备不仅在日常生活中为大众创造了无创、便携的健康监测方式,在针对临床常见皮肤疾病的诊断及治疗的作用也非常可观。本文将针对目前较为完善的可穿戴设备在皮肤健康领域的应用展开论述,并对其发展前景进行讨论。