技术成果

微型锂氟化石墨烯电池

电子元器件技术发展很快，而且越来越趋于数值化、智能化、小微化、一体化，需要有高能量密 度、高安全性、长寿命的微型电池。锂氟化石墨烯电池，正极为氟化石墨烯材料，负极为金属锂，是 目前性能最佳的一次电池体系，锂氟化石墨烯体系的理论能量密度达到2180wh/kg。是目前一次 电池中能量密度最大的体系。 大连化物所研制的锂/氟化石墨烯微型电池，具有以下优势： 1、尺寸最小的铝壳圆柱一次电池，最小直径2mm，高6mm； 2、能量密度高，比锂锰电池能量密度高50%以上； 3、自放电低（≤ 1%/年）； 4、工作温度范围宽，可满足‒40~80 ℃ 的使用要求； 5、储存寿命长（> 10 年） 。 可应用于可穿戴消费电子器件（wearable consumer electronics）、网络电子器件（IoT）、 医疗监测治疗器件（medical monitoring & treatment）、传感、自然生态环境遥控监测和评估 (environmental remote tracking & evaluation)等。

电梯安全运行物联网监管系统

电梯安全运行物联网监管系统利用边缘计算、移动互联网、人工智能、大数 据和云计算等技术，通过在电梯内独立加装多参数智能传感终端，经过边缘和云 端计算分析，实现对电梯运行情况的实时分析，进而实现电梯的安全风险预警、 自动报警与应急救援处置跟踪、维保过程智能化监管以及大数据运行质量评估等 功能，降低电梯故障率的同时保障电梯运行安全。系统拥有授权发明3项专利， 授权的其他知识产权 22项，经过安徽省科学技术情报研究所科技查新报告证明 该项目相关技术达到国际先进水平。

传感器标准化接口测试集成平台

必要性及需求分析:传感器是感知物理信息的源头，是实现物联网感知层信息获取的重要器件。目前，传感器输出信号类型多样性，表现出信号不匹配，数据格式不统一，因此，设计和研制传感器标准化接口测试集成平台是实现传感器接口通用适配和标准接入的核心工作，本项目基于2项国家标准工作，开展对传感器接口在信号层面和数据层面的标准制定，为传感器接口的标准化和即插即用提供基础。现有工作基础:知识产权情况：本项目目前已获得软件著作权12项，正在进行软件产品登记工作。行业现状：传感器应用涉及各种行业，且在这些应用领域被大量和广泛使用。当前的传感器行业多数是进行系统集成，缺乏对传感器核心技术的掌握，加之缺少通用的国家标准支撑，使得传感器的设计和制造互不兼容，接口互不匹配，导致传感器应用行业需要承担很大的成本用于更换传感器和传感器技术改进，不利于行业升级换代。预期经济和社会效益:应用前景：现实传感器种类繁多、机理复杂，缺乏技术标准的指导，在产品设计、系统集成时无统一标准可循，导致传感器接口不统一，各个单独的传感网络系统各成一套，相互之间数据信息不能共享，严重制约了传感网和物联网技术应用和产业的迅速发展。目前，我国传感器产业规模很大，且国家正在大力发展物联网、传感网产业，因此，本项目的推广会产生良好的社会经济效率预期。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中国科学院 主办：中国科学院科技创新发展局 承办

工业产品近红外光谱在线分析仪

成果简介：该产品利用近红外光谱分析技术，集成光谱自动校正、在线分析软件、数据模型分析等技术，实现工业生产线产品质量在线检测监测的功能，是一种快速、无损、绿色的物联网信息获取装置。该装置获得授权专利2项、软件著作权1项；采用MEMS技术和光纤接口使其具有结构简洁轻便的特点，结合具有自动校正功能的在线测量附件能够有效提高对应用场合的适应性，同时自主研发的软件可以实现光谱数据获取和定量定性结果的实时输出；该光谱在线分析仪具有操作简便，避免了传统湿法化学方法带来的二次污染和人工操作带来的误差，可以有效提高分析效率，在农业、化工、食品、制药等领域具有十分广泛的应用前景。利用近红外漫反射光谱（NIR）定量分析技术在尿素生产线上建立了尿素质量（尿素、缩二脲和水分含量）模型，并在此基础上研发出生产线上在线检测尿素质量的装置。克服工业现场震动大、化肥移动速度快对测量精度的影响。现场测试显示，该装置运行稳定、检测精准度高、重复性好。通过尿素盲样分析和在线检测测试，结果表明，其对尿素含量、缩二脲和水分检测精度均达到国家质量标准。主要技术指标（或参数）：该便携式近红外光谱在线分析仪达到传统湿法化学分析方法的相关技术指标，同时具备快速、实时、无损、绿色环保等特点。应用领域：应用于农业生产和先进制造领域，包括1、广泛应用于肥料化工企业生产中的质量评估和工艺优化；2、可应用于粮食加工中的质量评估和工艺优化；3、可应用于烟草、食品、制药过程中的质量监控和筛查。市场前景：目前该便携式近红外光谱分析仪已在肥料生产企业示范运行，单台仪器每年可以为企业每条生产线节约成本21.9万元，可以减少分析过程中化学试剂消耗10

信息化科研协同平台

成果简介：信息化科研协同平台是基于“互联网+”思维，围绕跨学科、跨地域、跨组织科研单位对协同科研与协同管理的现实需求，发展的基于“互联网+”的科研协同环境。平台提供基于物联网技术的海量数据实时整合、跨平台的无纸化办公、基于云平台的科研协同、基于智能分析的专家建议与决策等功能。该平台充分利用大数据、物联网、云计算、移动互联、人工智能等先进信息技术，在中国科学院核能安全技术研究所多年重大项目管理经验的基础上凝练、建设而成，契合承担重大科技任务的科研团队对多学科、多地域、多组织联合协同创新的信息化需求。该平台已在中科院核能安全技术研究所·FDS凤麟团队稳定运行6年，为团队重大科技成果产出、人财物等资源有效配置与管理提供了重要的协同平台。该平台相关科研成果连续三届入选七大部委联合主编的《中国科研信息化蓝皮书》（2013/2015/2017），并获得2014年中国科学院首届“科研信息化十大优秀案例”。部分功能模块被ITER国际组织引进，被评价为“设计良好，可以很好地满足科研团队协同需求”。l主要技术指标（或参数）：1、设计的基于物联网的数据整合机制可对科研团队人、财、事、物、科研、教育、合作等数据进行全面感知与多维度分析；2、设计的协同机制，可支持千人以上团队科研任务协同，冲突解决机制可保证协同任务顺利开展；3、发展的全自动业务流程审批可完成制度表单流程的可视化配置和复杂流程的多条件、多路分支自动流转；4、基于智能分析的业绩评价与决策支持系统可实现对成员全方位的评价以及多角度分析和决策支持；5、基于用户角色的细粒度权限管理可保障平台资源安全。应用领域：1、应用单位：科研院所、大专院校等具

应用于变电设备状态监测的无线传感网络监测系统

摘要待完善

多融合感知AIoT芯片

摘要待完善

物联网应用所需基础软硬件开发包

摘要待完善

基于5G通讯的物联网系统

摘要待完善

基于智能物联网/5G的信息采集与应用

摘要待完善

七轴柔性焊锡机器人

七轴柔性焊锡机器人采用先进机器视觉、智能传感、云计算、 物联网等技术，采用 7 轴联动控制，具有烙铁头姿态记忆功能， 烙铁可自动变换姿态，特别适合用于多品种生产, 具有工艺库支 持，使示教更加简单、快速，广泛应用于 3C、汽车电子、军工、 电力、消防、仪表、医疗电子、SMT 代工等行业。并以此为基础 形成柔性焊接生产线、电子装联自动化设备等行业综合应用解决 方案。已获得国家授权发明专利 2 项，实用新型专利 1 项，软件 著作权 6 项。 — 38 —

智慧教育中混合式学习环境下学习过程数据化关键技术

本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复杂、需求多样化，学习 者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建 “云-边缘-物联网”架构的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智 能感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函数及内容，建立可重 复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技 术与数据支撑。 （三） 关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据需求提出研究方案。本项 目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线 如图所示： 图2 技术路线图 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号： （1）基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采集技术。 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采集多重学习空间下的智 能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽样频率与识别准确度的平衡、人机交互的变化 规律等全新科学问题。 （2）学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部表情、脑电信号、头部 姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数据量大、模态多、冗余度高等特点，需要通过 智能化的预处理方法转换成可以量化的状态数据。 （3）多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增长的具有争议性的数据 伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制实现数据多层次化的差分隐私安全算法；在保 证学习者最大数据隐私性的前提下，研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。 技术成熟度： □概念验证

云-边-端一体化异构资源协同优化技术与系统

项目针对公网网络规模大用户多，专网用户自主网络维护能力弱的关键难题，提出了云 -边-端一体化的异构资源管理架构及优化方法，可满足感知、测控、通信等多样化业务需求， 提供全流程一体化端到端解决方案，变革新一代移动通信网络的网络优化模式，促进感知、 测控、通信等行业专网用户快速跨越式发展。 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号： （三） 关键技术 云-边-端一体化异构资源协同优化技术与系统，包括两个部分：集成终端采集软件（路 测设备、用户终端、物联网模块）和后台在线分析诊断系统。 1、终端的采集系统 终端的采集特性可以定时或主动采集某一个或某些信令的数据，每个采集终端有一个代 理Agent、基带芯片的接口适配模块、文件系统、无线传输模块，信令数据根据监测对象的 不同进行自由配置，并实时根据配置要求上传采集的数据到后台中心。 2、云化后台系统 后台分析系统负责整个系统的后端数据通信采集、数据存储、业务应用、分析模型算法， 其中业务应用包括采集终端管理、信令管理、数据管理、权限管理等。模型算法包括关系型 数据模型的建立、信令参数与网络设备的关联统计等。 技术成熟度： □概念验证 □原理样机 ■工程样机 □中试 □产业化 合作方式： □联合研发 □技术入股 □转让 ■授权（许可） □面议 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号： 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号： 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号：

面向多源信息融合的电力电缆状态诊断技术及应用

电力电缆是电气设备输电环节运行中及其重要的组成部分，其全寿命周 期绝缘性能状态诊断技术具有重要的工程应用价值。根据最新的国家电网安全运 行不停电维护要求，采用多源信息融合技术对电力电缆的全生命周期运行状态进 行针对性的诊断与评估成为国内外在该领域的首选方案。提前预判电缆绝缘的局 部放电，合理有序的精准维护，最大可能的避免电力电缆输电中爆炸、着火等重 大安全事故，保障国计民生用电的可靠性。 （三）关键技术 1.研究内容 （1）多源信息融合 邮政编码：710126 传 真：029-81891405 电 话：029-81892585 西安电子科技大学技术转移中心公众微信号： 电力设备在发生局部放电的过程中，会伴随发生电流脉冲、电磁波、超声波、 热、光等许多物理现象，本项目基于局部放电在线检测技术，并结合多源信息融 合方法，对局部放电产生的物理 iang进行检测，实现电力设备在线状态综合诊 断系统。 （2）状态诊断技术及应用 传统的电力设备状态检测方法需要依靠人工判断，依赖于检测人员的工作经 验，其庞大的数据量和丰富的信息种类限制了诊断效率和诊断精度。随着数字技 术的发展，自动、智能和精确的智能图像处理和分析已成为主要的发展方向，本 项目运用了机器学习算法实现电力设备运行状态的诊断。 （3）面向泛在电力物联网和大数据的状态诊断平台 针对传统电力设备诊断时，检测方式单一且检测信息无法实时分析和共享， 本项目采用了多种在线检测方式对电力设备进行多维度的状态检测，多源信息需 要进行集中处理及分析。因此依托泛在电力物联网和大数据分析，实现电力系统 专用网关与状态诊断决策平台。将电力设备中多种检测设备通过多种协议接入物 联网，实时、连续的获取电力设备状态信息，实现大数据智能网关的诊断系统的 设计开发，并统一将多源信息发送至决策平台。 技术成熟度： 概念验证□原理样机 □工程样机 □中试 □

智能物联网感知与测试

本项目针对当前物联网测试场景多、传输快、距离远等特点，研 究了物联网结构的最优架构，融合协议解析，实现了多源节点接入与 数据最优化；以“功能模块化”和“感知节点分布式计算资源优化” 为导向，设计开发了物联网设备接入与组网节点模块；引入自适应多 径通信和智能感知节点协同计算，提升智能检测物联网的可协同性、 兼容性、数据传输速率和可靠性。项目研究了多源接入、优化计算及 — 353 — 小型化节点的新型物联网测试共性技术，为各类场景下工业检测智能 物联网向高容量、高速率、资源平衡方向的发展提供关键技术支持。 项目所研发的物联网测试技术已成功应用于建筑施工、物流运输、 石油储运、医疗设备智能化等行业，解决了“沥青路面施工质量监测”、 “冷链运输状态监测”、“集输管道状态监测”和“负压仓智能化升 级”等具体工程问题，相关技术在多个具体场景获得广泛应用。由于 所研究成果对抗击新冠肺炎疫情发挥了积极作用而被西安电视台报 道，并被学习强国等网络平台转载，获得了较好的社会反响和积极的 反馈评价。 （三） 关键技术 1）多源异构感知节点解析兼容技术。 为了测试功能的多样化需要协调多种感知节点并协调测试需求。 项目研发了多设备异构协议解析融合方案，打通了异构协议节点间信 息交互的屏障，实现了对多种异构协议一致性和互操作性的测试与评 价。 2）融合计算与最优化传输技术。 为了减小上游数据的收发量，减轻服务器数据处理的负载，必须 全面优化计算资源并降低物联网能耗。项目结合了最优化与自适应理 论，解决了自主路径选择与规划难题，建立了分布式计算策略，结合 — 354 — 最优化数据分配与传输全面提升了节点的运算能力并极大降低了网 络负载。 3) 小型化与低功耗节点技术。 为了最大化系统总吞吐量，必须通过拓扑控制满足总体的服务质 量需求。项目解决了基于拓扑控制的高速 mesh 难题，提出了冲突负 载均衡方

天地互联统一安全接入认证系统

— 327 — 本项目直面移动网络发展中密码安全防护欠缺的问题，开发天地 互联安全接入仿真系统。本系统面向未来 5G/6G 网络场景，兼容 4G 网络安全过程，结合当前学术研究重点和企业痛点，并依据 3GPP 最 新标准和通信产业共识，突破海量多元终端接入认证及无缝切换漫游、 IoT 群组快速接入和动态管理以及星载网络资源受限等关键问题，开 发面向未来天地互联网络的全场景网络安全仿真系统。所设计的仿真 系统面向密码算法在移动互联网中的实际部署需求，基于项目组在天 地一体化信息网络、5G 网络安全等国家重点研发项目和国家自然基 金项目中的积累，依据标准实现仿真系统流程，为国密算法、自研密 码算法以及密码协议等相关领域提供可靠、高效的实验验证平台和靶 场环境。 系统面向国家及企业应用急需，围绕 4G、5G 以及天地一体化网 络下出现的各种异构、海量终端的组网、接入、漫游等安全场景进行 研究，开发天地互联安全接入仿真系统，解决面向未来复杂异构网络 的安全部署、安全管理和安全验证的难题。该系统主要包含：4G 网 络安全仿真子系统、5G 大规模统一认证仿真子系统和天地一体化卫 星组网认证子系统，模拟 4G、5G 和天地一体化卫星网络中涉及组网、 接入、漫游、通信等过程中的安全交互环节，可支持基于国密算法和 自主设计的密码安全协议的系统性验证和相关教学、科研任务。 （三） 关键技术 1. 基于生物/软生物特征的隐私保护安全身份认证技术 2. 动态可重构的统一接入认证机制 3. 5G 云雾架构下的用户认证方案 — 328 — 技术成熟度： 概念验证 原理样机 □工程样机 □中试 □产业化 合作方式： 联合研发 □技术入股 □转让 授权（许可） □面议 — 329 — 仿真软件截图 — 330 — 面向多源信息融合的电力电缆状态诊断

粉尘燃爆火花能量监测智能控制系统

本系统包含控制电箱，物联网云端智能平台，网页端软件和手机 APP。控制电箱及时监测管道设备中可能出现的粉尘火花喷射和火苗 的能量强度，并在能量强度达到燃爆标准时，立即触发熄灭装置，使 用灭火剂或抑爆剂等减弱其能量强度，及时消除点燃粉尘燃爆危险。 同时，通过报警灯实现声光报警。本系统还会将数据发送到云端智能 平台，使用大数据分析技术对安全数据进行深度分析。用户可以通过 本系统提供的网页端软件和手机 APP 查看系统运行状况，进行报警 和故障处理，随时随地掌握生产安全状况。 — 303 — 控制电箱采用防静电外壳，并在内部设置防尘固定罩，避免因粉 尘等杂物进入电箱或人为损坏所造成的故障。控制电箱外观简洁，面 板上仅有三个状态指示灯和可视化触摸操作界面，各项功能一目了然， 便于操作。 控制电箱上的可视化触摸操作界面用以连接操作人员和火花能 量监测智能控制设备。直观的触摸功能使得操作安全方便。使用可视 化触摸操作界面，操作人员可以方便的监测火花的能量强度以及火花 能量智能控制设备的运行状态，并对各个事件进行跟踪管理。可视化 — 304 — 触摸操作界面中会显示有关当前器件所有事件的重要相关信息，也可 以对近期的历史信息进行查询，让客户能在保证生产安全的同时可以 更好地体验装置所带来的高端工业智能化魅力。 多级熄灭控制 根据火花能量及风险等级，提供多级熄灭控制，最大限度保障生 产安全。将监测的数据信号与粉尘防爆智能控制抑爆系统标定的标准 量值进行逻辑数字智能择决，喷射必要剂量的灭火剂或抑爆剂，减少 不必要的灭火剂和抑爆剂浪费，避免对正常生产活动的干扰，从而降 低粉尘燃爆事故的发生概率。 响应迅速 基于高速芯片，当粉尘燃爆火花能量达到抑爆临界值时，粉尘防 爆智能控制抑爆系统快速采用逻辑数字识别分析技术，火花探测与熄 灭响应速度在毫秒级别。 可监控两个区域 设备可接入两组探测器及熄灭装置

物联网智能化除尘防爆系统

本系统实时监测生产环境中除尘器的粉尘浓度、温度、风速、氢 气浓度、氧气浓度、清水流量、污水流量、清水压力、污水压力等数 据，并根据监测到的生产数据进行预警、报警和相关控制，从而保障 企业生产工作始终在安全的环境中，防止安全事故的发生。同时，本 系统将监测数据通过网络发送到云端，实现对生产环境的深度分析。 本系统用信息化手段提升企业生产监管效率和执法人员工作效率，保 障生产安全。 采用物联网技术实时采集数据 — 299 — 物联网智能化除尘防爆设备实时将信息传递给“涉粉”生产企业 相关安全生产负责人，做到实时监测，及时改正，确保生产安全，杜 绝安全生产事故的发生。 云计算与大数据分析 物联网智能化除尘防爆系统提供数据统计分析功能，对生产运行 状况进行大数据分析。 全天候不间断监控，报警事件即时多头通知 系统替用户完成监控的任务，不需要专人看守。当安全生产出现 异常时，系统自动创建报警任务，并通过多种渠道通知生产企业和监 管部门。随时管理，随时报警，随时处理，达到“防患于未然”的目 的。 细粒度管理权限 能够管理本系统中的相关企业及执法部门的用户，实现企业的自 我管理，落实安全生产责任人员，并实现不同用户对系统的不同的操 作权限设备管理。能够管理生产企业中需要监控的生产设备。 提供手机端 APP 和网页访问 对生产企业与执法监管部门提供基于台式机、手机 APP 的操作 方式，且不同用户具有不同操作权限。在方便生产企业随时掌握自身 生产安全状况的同时，也便于执法监管部门随时掌握生产企业的生产 安全情况。 — 300 — — 301 — （三） 关键技术 物联网、大数据分析。 技术成熟度： □概念验证 □原理样机 □工程样机 □中试 产业化 合作方式： □联合研发 □技术入股 □转让 □授权（许可） 面议 — 302 —

轻量级多域安全私有云

相比于，同类的云计算解决方案，本项目能够有效防御各类外部 和内部安全安全攻击与威胁，避免计算功能泄露、计算过程缺失和计 算结果篡改等损失，率先实现了云计算平台的自证清白和主动安全。 具体而言，本项目的主要核心技术和创新点是：（1）数据安全，提 供域内数据安全存储、域外数据访问控制、域间数据可靠交换等数据 安全能力；（2）计算安全，具备程序逻辑机密性保护、运算过程完 整性保护和运算结果完备性验证等计算安全功能；（3）系统安全， 通过态势感知与智能响应进行一站式健康管理，利用统一安全认证机 制实现一体化安全认证，基于移动存储设备提供一键式快速部署，解 决云计算平台部署建设繁复、运行维护困难的问题。 本项目已申请/授权专利 10 余件，获得软件著作权 7 件，有效解 决了私有云产品兼容性与灵活性差，部署实施难，管理控制成本高、 数据泄露丢失等行业应用痛点，已在教育、商业、军事、航空等领域 实际应用。例如，在西安电子科技大学、河南工业大学、西安理工大 学、河北师范大学、海南大学等高校建立了具有多个域的教育云安全 平台；被中国人民解放军中央军事委员会联合参谋部某部队采购，应 用于内部办公系统；为中国科学院无锡物联网研究中心视频物联网系 统提供了云计算安全支撑平台；与河南金路网、山东金口玉芽智慧农 — 189 — 业、中国航空工业第六三一研究所等企业及机关单位达成深度合作； 本项目相关方案和产品先后获得 2019 年“沣东杯”陕西省科技工作者 创新创业大赛银奖、第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛陕西 赛区金奖、2019CCTV 十大创业榜样等，未来将与政务、金融、医疗、 军工等对私有云安全有迫切需求的行业深度合作，力争成为国内私有 云安全的领航者。 （三）关键技术 — 190 — 轻量级多域安全私有云包括软件、硬件等各类系统，提供存储、 计算、网络等多种虚拟化资源，涉及服务提供者

西安电子废弃物 Se 回收循环经济项目

— 181 — （1）解决当前线上回收平台产品范围窄、业务链过长问题 考虑到“游商”不仅在一线、二线城市普遍存在，而且在三、四 线城市更是电子废弃物的回收主力，“Se 回收”平台不同于已有线 上平台长业务链的定位，而仅聚焦于“桥梁”业务，即以促成“游商” 和“客户”交易为使命，通过“轻装化”降低运营成本，以“高流量” 实现盈余。 （2）解决当前线上回收平台客户参与度低、便利性差问题 “Se 回收”平台打通线上线下渠道，中青年消费者可在“Se 回 收”平台在线预约“游商”上门回收，同时“Se 回收”平台又通过 引导“游商”定期线下巡游回收以满足老年人处理电子废弃物的需求。 此外，“Se 回收”通过“我要晒”和“我去晒”两个模块，让消费 者和“游商”成为电子废弃物绿色回收的宣传者、引导者和践行者。 （3）解决电子废弃物类型快速膨胀带来的政策体系滞后问题 “Se 回收”平台通过对“游商”的认定导入，有助于引导“游 商”规范化处理回收的电子废弃物（特别是小型电子废弃物）。同时， “Se 回收”平台对“游商”的认定导入，借助物联网技术，增加消 费者对“游商”的信任，满足消费者对电子废弃物敢处理、能处理、 安全处理的需求。 （三）关键技术 项目将依托国家自然科学基金项目形成的系列研究成果，拟研发 典型电子废弃物区域配额算法和时间演化趋势，并申请软件著作权， 为游商识别重点回收区域和时间提供技术支持。 （1）成果《Forecasting the electronic waste quantity with a decomposition-ensemble approach》，提出了新的电子废弃物生成 — 182 — 量年度预测算法，在实证分析中算法的预测误差不超过 5%，能够较 为准确地预测未来电子废弃物年度变化的波动趋势，可为制定电子废 弃物回收利用规划和循环经济规划提供技术支撑。 （

数据化关键技术

本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复 杂、需求多样化，学习者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多 元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建“云-边缘-物联网”架构 的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智能 感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函 数及内容，建立可重复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动 的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技术与数据支撑。 （三） 关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据 需求提出研究方案。本项目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、 人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线如图所示： — 151 — 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： （1）基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采 集技术。 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采 集多重学习空间下的智能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽 样频率与识别准确度的平衡、人机交互的变化规律等全新科学问题。 （2）学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部 表情、脑电信号、头部姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数 据量大、模态多、冗余度高等特点，需要通过智能化的预处理方法转 换成可以量化的状态数据。 （3）多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增 长的具有争议性的数据伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制 实现数据多层次化的差分隐私安全算法；在保证学习者最大数据隐私 性的前提下，研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。 技术成熟度： □概念验证 □√原理样机 □工程样机 □中试 □产业化 合作方式： □√联合研发 □√技术入股 □√转让 □授权（许可） □√面议 — 15

技术与系统

— 110 — 项目针对公网网络规模大用户多，专网用户自主网络维护能力弱 的关键难题，提出了云-边-端一体化的异构资源管理架构及优化方法， 可满足感知、测控、通信等多样化业务需求，提供全流程一体化端到 端解决方案，变革新一代移动通信网络的网络优化模式，促进感知、 测控、通信等行业专网用户快速跨越式发展。 （三）关键技术 云-边-端一体化异构资源协同优化技术与系统，包括两个部分： 集成终端采集软件（路测设备、用户终端、物联网模块）和后台在线 分析诊断系统。 1、终端的采集系统 终端的采集特性可以定时或主动采集某一个或某些信令的数据， 每个采集终端有一个代理 Agent、基带芯片的接口适配模块、文件系 统、无线传输模块，信令数据根据监测对象的不同进行自由配置，并 实时根据配置要求上传采集的数据到后台中心。 2、云化后台系统 后台分析系统负责整个系统的后端数据通信采集、数据存储、业 务应用、分析模型算法，其中业务应用包括采集终端管理、信令管理、 数据管理、权限管理等。模型算法包括关系型数据模型的建立、信令 参数与网络设备的关联统计等。 技术成熟度： □概念验证 □原理样机 工程样机 □中试 □产业化 合作方式： □联合研发 □技术入股 □转让 授权（许可） 面议 — 111 — — 112 —

技术及应用

电力电缆是电气设备输电环节运行中极其重要的组成部分，其全 寿命周期绝缘性能状态诊断技术具有重要的工程应用价值。根据最新 的国家电网安全运行不停电维护要求，采用多源信息融合技术对电力 电缆的全生命周期运行状态进行针对性的诊断与评估成为国内外在 该领域的首选方案。提前预判电缆绝缘的局部放电，合理有序的精准 维护，最大可能的避免电力电缆输电中爆炸、着火等重大安全事故， 保障国计民生用电的可靠性。 （三）关键技术 （1）多源信息融合 电力设备在发生局部放电的过程中，会伴随发生电流脉冲、电磁 波、超声波、热、光等许多物理现象，本项目基于局部放电在线检测 — 44 — 技术，并结合多源信息融合方法，对局部放电产生的物理 iang 进行 检测，实现电力设备在线状态综合诊断系统。 （2）状态诊断技术及应用 传统的电力设备状态检测方法需要依靠人工判断，依赖于检测人 员的工作经验，其庞大的数据量和丰富的信息种类限制了诊断效率和 诊断精度。随着数字技术的发展，自动、智能和精确的智能图像处理 和分析已成为主要的发展方向，本项目运用了机器学习算法实现电力 设备运行状态的诊断。 （3）面向泛在电力物联网和大数据的状态诊断平台 针对传统电力设备诊断时，检测方式单一且检测信息无法实时分 析和共享，本项目采用了多种在线检测方式对电力设备进行多维度的 状态检测，多源信息需要进行集中处理及分析。因此依托泛在电力物 联网和大数据分析，实现电力系统专用网关与状态诊断决策平台。将 电力设备中多种检测设备通过多种协议接入物联网，实时、连续的获 取电力设备状态信息，实现大数据智能网关的诊断系统的设计开发， 并统一将多源信息发送至决策平台。 技术成熟度： 概念验证□原理样机 □工程样机 □中试 □产业化 合作方式： □联合研发 技术入股 □转让 □授权（许可） □面议 — 45 — — 46 —

智慧安防社区管理平台

本平台面向社区综合治理，基于 AI、物联网、云计算和大数据分析等技术， 提供社区疫情防护、智慧党建、智慧垃圾分类、智慧安防、智慧物联、智慧物业 管理、智慧社区服务和智慧政务等方案，重新赋能各类社区警务场景、社区服务 场景、物管场景，重新定义基层警务工作方式、丰富社区服务类型、提高物业管 理效率。 本平台的建设旨在打造“矛盾不上交、平安不出事、服务不缺位”的“枫桥 经验”式智慧社区，提升社会综合治理、管理水平和服务群众的能力。平台充分 利用大数据、云计算、物联网等技术，紧密结合与社区息息相关的“人、车、物、 房、网、场所”六大要素，全方位开展周界报警系统、人员出入门禁系统、停车 管理系统、消防感知系统、视频监控系统、社区疫情智慧监控平台等智能系统建 设。

冻土工程与环境监测系统关键技术与工程应用

重大冻土工程的长期监测是理解冻土工程与气候、生态环境和冻土之间相互 作用的第一手基础数据，是重大冻土工程建设、安全运营和维护重要的科学基础； 而多年冻土区仅出现在高海拔和高纬度，大多地处无人区，野外环境异常恶劣； 且冻土的缓慢变化特性对数据的连续性、设备的稳定性等提出异常严苛的要求。 图1 高含冰冻土 冻胀融沉危害 及 冻土监测环境 本项目随着青藏铁路等重大冻土工程建设，十数年不断完善、更新和创新， 系统解决了恶劣环境下冻土工程与环境监测中高精度监测与远程无线传输、异构 信息存储与检索、数据共享与权益保护、灾害分析与预测等复杂工程问题，构筑 了具有集成创新特征的自主可控的“冻土工程与环境监测”完整应用系统，并在 青藏铁路、青藏公路、哈大高铁、哈齐高铁等国家重大冻土工程与环境监测中得 到广泛应用，积累了大量珍贵的监测数据；授权发明专利 4 项、实用新型专利3 项、软件著作权2项，取得了丰硕的理论成果、应用成果和社会效益，切实推动 了我国冻土工程与环境领域的科技进步；是目前中国多年冻土区唯一长期运营的 具有完全自主知识产权的国产设备和系统。是典型物联网应用样板示范工程。

海绵城市建设及城市排水防涝智慧管控平台

近年来随着智慧城市、孪生城市概念的提出与发展,全国各大城市纷纷开展 了智慧城市建设，为城市管理构建一个智慧大脑，帮助城市更加健康、智能、高 效的发展，智慧海绵城市综合管控平台建设使智慧城市建设核心之一。项目基于 海绵城市规划建设现状，综合运用流量计、水位计、水质在线分析仪、气象站等 在线监测设备构建的物联网 IOT、高速宽带有线无线互联网（4G/5G）、大数据、 地理信息系统、高效高精度雨洪过程和水质耦合模型、AI 污染溯源分析算法等 先进技术为支撑，构建智慧海绵城市综合管控平台，平台采用“1+1+1+N”的架 构模式设计，即一张网、一数据中心、一基础支撑平台和 N类大数据应用，为 海绵城市建设成效、城市排水防涝考核与评估提供依据，同时建立信息化平台， 集中反映城市建设、运营和管理、科研管理的全过程信息，全面提升海绵城市及 城市排水防涝的运营管理水平、规划决策水平和建设管理维护水平，为海绵城市 建设、城市排水防涝的有效实施提供现代数字化管理手段。

海绵城市及城市防洪排涝智慧管控平台建设技术

本项目基于智慧城市的建设理念，开发了集在线监测技术、物联网技术、 GIS技术、高效高精度雨洪过程模拟技术等于一体的智慧综合管控平台，实现了 海绵城市建设和城市防洪排涝监控、预报预警、应急指挥调度、建设成效评估等 功能，作为智慧城市建设内容之一，海绵城市及城市防洪排涝智慧管控平台可为 城市管理构建一个智慧大脑，帮助城市更加健康、智能、高效的发展，该技术已 在多个城市得到了推广应用。 该技术基于海绵城市规划建设现状，综合运用流量计、水位计、水质在线分 析仪、气象站等在线监测设备构建的物联网 IOT、高速宽带有线无线互联网 （4G/5G）、大数据、地理信息系统、高效高精度雨洪过程和水质耦合模型、AI 污染溯源分析算法等先进技术为支撑，构建智慧海绵城市综合管控平台，平台采 用“1+1+1+N”的架构模式设计，即一张网、一数据中心、一基础支撑平台和 N 类大数据应用，为海绵城市建设成效、城市排水防涝考核与评估提供依据，同时 建立信息化平台，集中反映城市建设、运营和管理、科研管理的全过程信息，全 面提升海绵城市及城市排水防涝的运营管理水平、规划决策水平和建设管理维护 水平，为海绵城市建设、城市排水防涝的有效实施提供现代数字化管理手段。

声振温一体化监测诊断系统

从电器文明开始，短短一个世纪的时间，人类在科学探索的步伐上已经从工业进入了智能化的技术环境。随着物联网的发展，数据时代到来，各行各业也在争相抓住契机，利用新时代科技智能手段，帮助企业更好发展。其中，传感器技术的应用，为工业监测带来了新的惊喜。它在工业自动化系统的监测过程中，起到巨大作用，可以实时监测将监测到的信号经过转化后以数据的方式提供给人们，做到实时监测，确保工业自动化系统的正常运行。现阶段，监测工业机械运行一般使用振动传感、温振一体化传感器等，存在成本高、易误报、不能对早前故障进行监测等问题；而故障早期诊断对于维护设备安全、保障工业体系正常运转具有重要意义。针对现有故障监测系统存在的问题，团队开发了基于声纹、振动、温度一体的声振温一体传感器，该传感可综合感知监测对象声音、振动、冲击脉冲、温度以及倾角数据，全面覆盖旋转设备早中晚期故障信息。同时，开发了旋转设备声振温一体化监测诊断系统，其由有线/无线声振温一体传感器、采集网关、电脑WEB端构成，同时适配云平台、手机端小程序。通过有线/无线声振温一体传感器将设备运行时的冲击脉冲、三轴振动、噪声、温度数据采集传输至数据库服务器，依托独有的异音分析、健康因子指标专利算法，实现设备状态实时监测与故障诊断。

基于硅基光学微腔的芯片集成传感器

早在19世纪，英国著名科学家瑞利勋爵（LordRayleigh）首次使用“耳语廊模式”，也称为“回音壁模式”一词来描述声波在圣保罗大教堂的圆顶中的传播原理。回音壁波模式也用来描述任何在凹面周围传播的波的影响。本项目基于回音壁模式声学腔原理，提出一种回音壁模式光学微腔结构并应用于高端传感领域，由于电磁波在从光密介质向光疏介质传播时会发生全反射现象，当光线沿着几何结构边界内壁传播时会发生连续的全反射，光束被约束在环形边界上，从而产生类似的回音壁现象。若光束绕几何结构边界行走一圈的光程满足波长的整数倍时，会产生干涉加强现象即共振现象，其中用来约束光场的环形结构即被称为回音壁模式光学微腔。回音壁模式光学微腔广泛用于纳米尺度颗粒物检测以及各种微腔环境物理参数传感，如温度、磁场、气体、应力以及陀螺仪等。相比传统技术路线传感器，光学微腔传感器将开创超敏感光学微腔传感器领域，广泛应用于物联网技术、工业自动化、航空航天、军事工程、无人驾驶、机器人技术海洋探测、环境监测等各种领域。

先进传感材料与器件制造

工业4.0物联时代，传感器肩负重任，工业互联网将依靠智能的机器加上先进的分析工具，实现通信、计算、控制的三位一体。这其中，传感器是数据采集的入口，是物联网的神经末梢。半导体气体传感器当前已在环境污染监测、爆炸物检测、国家安防等领域得到了初步应用。这类传感器一般需要在高温工作，能耗高，长时间探测易使设备老化，可靠性差，难以便携。发展柔性低功耗传感器技术，有望在上述领域推动传感器工作模式的革新发展，并拓展其在可穿戴器件、人体健康监测、动力电池安全监控分析等新型领域的应用。本项目一方面利用自研的具备国际领先水平的高性能气体传感材料，推广其在国内外高校、科研院所与企业的应用；一方面，借助微电子打印与 3D 打印技术，研发出新型的柔性传感器芯片，推出高通量传感器制备技术与联网数据采集方法，将之用于锂离子动力电池安全联网监控、人类高危疾病的快速筛查监测等国内研制初级领域，率先建立相关行业标准与占据市场高地。通过本项目的实施，有望在柔性电子传感器芯片领域及其在新能源汽车、大健康等应用场景提供成熟服务方案。