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一、裝置概述 PAA-Q型二氧化硫廢氣治理技術綜合實驗裝置是根據高等教育的改革方向，順應國家培養應用型高技能人才的戰略思想，以前沿技術為導向，緊密結合二氧化硫實際處理工程的功能和特點，并針對高等院校對二氧化硫廢氣處理工藝應用和創新實驗教學的實際需要而專門研制的綜合性實驗裝置。本裝置涉及放電等離子體技術、吸收技術、吸附技術以及智能程控技術等內容。裝置工藝流程簡潔、美觀，可視化程度高，具有處理效率高、徹底、無二次污染等優點，非常適合大專院校的相關專業開展實驗、實訓、設計、創新創業訓練等。 二、主要參數及指標 （1）處理負荷：<5000mg/L； （2）處理氣量：<500L/min； （3）處理效率：≥99%； （4）裝置凈重：260kg； （5）外形尺寸：2000mm×700mm×1800mm； （6）供電電壓：AC220V、50Hz； （7）運行功率：＜3kW； （8）操作條件：常溫、常壓； （9）安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。 三、主要配置及性能 采用自主知識產權的雙介質阻擋放電等離子體反應器，放電均勻、穩定，二氧化硫轉化率高。 高頻高壓電源采用兩級控制，安全、可靠，輸出頻率和電壓可調。 透明有機玻璃材質的吸收塔中填裝PP多面空心填料，并配置有分布器和除霧器，氣液傳質好，可視化程度高。 多段蒸籠式撬裝活性炭吸附塔，吸附效率高、活性炭更換方便，并配套活性炭再生設備，可延長活性炭使用壽命。 吸收液通過氣液混合自吸泵輸送，并采用自動和手動相結合的控制模式，靈活、方便。 采用電磁式增氧氣泵作為二氧化硫的載氣泵，氣量大、穩定、噪音低。 催化臭氧分解器可將尾氣中的殘留的臭氧快速轉化為氧氣，不會產生二次污染； 在線二氧化硫氣體濃度檢測器測量精度2%、輸出4-20MA，可接PLC控制器。 三菱FX3U系列PLC主機和模擬量輸入輸出模塊完成設備運行控制，10英寸彩色觸摸式液晶顯示屏實時顯示控制按鍵、裝置運行狀態及時間、pH、氣壓、二氧化硫濃度等重要參數。 所有設備模塊化安裝于304不銹鋼材質的柜體中，柜體前后開設有視窗，頂部安裝有可調速換氣扇，底部配有禁錮萬向腳輪。

基于身份證開鎖的物聯網電子鎖系統，主要由物聯網電子鎖、云服務器、后臺管理軟件、客戶端軟件組成。整個系統是基于無線以太網通信技術，可實現遠程無線對電子鎖的監控管理，通過RFID射頻識別技術識別身份證信息。該系統解決了可用二代身份證刷卡開鎖的問題，實現開鎖過程實名制，以及利用無線以太網絡傳輸開鎖密碼、開鎖身份證號、門鎖狀態等信息的問題。

電鍍作為金屬材料的表面改性技術已經取得了很廣泛的應用，近年來電鍍也開始在非金屬導電材料的表面改性領域取得相當規模的工業應用。但高電阻率氧化物材料表面金屬鍍覆一直以來不能采用電鍍工藝，這是因為這類材料的電子電導小，電鍍液中被鍍金屬離子不能從材料表面得到電子，所以不能沉積下來。傳統的絕緣氧化物材料表面鍍覆金屬的方法有化學鍍、真空蒸鍍、濺射鍍、涂覆金屬漿料后再燒結等方法，各方法都有各自的優缺點。如含有氨水的化學鍍銀溶液不穩定，甚至有可能生成有爆炸危險的疊氮化合物。真空蒸鍍和濺射鍍有設備投資大、維護費用較高等缺點，涂覆金屬漿料后再燒結的方法有金屬層厚度不均勻等缺點。 我們發明了一種高電阻率金屬氧化物材料表面電鍍的技術，解決了多種高電阻率金屬氧化物材料表面不能電鍍的問題。高電阻率金屬氧化物材料電鍍的基本過程是首先對氧化物材料表面進行原子氫致電導改性處理，提高其表面電子電導，使材料表面出現半導化甚至金屬化，然后在氧化物材料表面直接電鍍金屬層。我們在這個方向上已經進行了近十年的研究，發表了十幾篇學術論文，申請了兩項發明專利。      本技術適用于由氧化物功能材料制造的電子元器件表面電鍍，也適用于氧化物材料顆粒或塊體的電鍍等，所得金屬鍍層厚度均勻，與氧化物材料表面具有良好的結合力。

污水處理、石油化工、煤氣和煤炭焦化、有色金屬冶煉等行業在生產過程中往往向大氣排放大量的硫化物。這些硫化物，一方面是寶貴的化工原料，另一方面又是污染環境的有害物質。硫在環境中大量以硫化氫、硫氧化物及有機硫形式存在，很多硫化物具有刺激性氣味，嚴重影響大氣環境、植物生長以及居民的日常生活。所以，嚴格控制這些重點行業排放含硫化物的氣體，對保護環境具有十分重大的意義。 北京化工大學開發了新型含硫化物工業廢氣綠色凈化工藝，并對脫除的硫化物進行綜合利用，達到防治與資源化的雙重目標。 北京化工大學研制了新型復合液體脫硫劑，開發了濕法氧化脫硫異相處理新工藝，克服醇胺吸收法及濕法催化氧化（如PDS法）等均相處理硫化氫方法中脫硫劑組成配制復雜、易降解、易流失、需要定期補給脫硫劑活性成分和脫硫工藝必須嚴格控制脫硫劑水反應液的酸堿度等缺陷，實現反應凈化及副產物的自動分離，直接將復合氣體組分中含硫成分轉化為單質硫，避免脫硫過程工藝長、能耗大、設備腐蝕、脫硫劑降解、被水稀釋而導致脫硫劑成分變化和流失的二次污染等問題，達到氣體凈化及資源化的目標。 技術指標為1、可處理廢氣指標: 硫化氫氣體含量為0～100％（wt）；2、脫硫劑指標: 熱穩定性≤200℃，粘度≤100mPa·S，含水量≤20ppm，活性成分≥25％（wt/wt）；3、工藝指標：溫度為室溫～200℃，壓力為常壓，空速為200～2000h-1；4、經濟指標：脫硫率≥99％，硫磺純度≥99％，使用壽命≥3年。應用范圍為石油煉廠氣脫硫，天然氣、焦爐煤氣脫硫，廢水處理末端廢氣的治理。本項目的核心是應用異相在線分離技術。脫硫劑合成工藝簡單且性能穩定，脫硫工藝具有脫硫劑流失性小、節約用水、反應分離一體化、工藝流程短及不造成二次污染的特點，能夠替代傳統液體脫硫劑，應用于石化煉廠氣、天然氣、焦爐煤氣等的高濃度脫硫，也可以用于石化工業等廢水處理末端低濃度有毒廢氣的現場處理，充分表現出適用范圍廣、效率高、節水、無二次污染、易再生循環使用等方面的優點，具有重大的環境保護功能，市場前景相當廣闊。制作單元化操作設備與工藝，根據不同需求實施單元組合集成，設備投資小，在精細化工及資源環境領域的廣泛使用將產生巨大經濟效益和社會效益。

本成果涉及一種可用于電子封裝領域的高導熱低介電復合材料。通過采用不同的技術在常見聚合物基材中添加氮化硼，來制備復合材料，復合材料熱導率高于 2 W/(m·K)，其介電常數小于 4。該復合材料可作為熱界面材料，應用于電子封裝領域。

數據采集技術 可穿戴傳感器是接觸式傳感器。加速度傳感器測量運動加速度，心率、血壓和血氧傳感器檢測心率、血壓等生理數據。可將不同的傳感器集成在智能手環、腳環、腰帶等可穿戴設備中，以實現加速度、角速度和生理等數據的采集；物體和環境傳感器是非接觸式傳感器，常見的物體傳感器基于RFID技術，通常用于身份、物流等信息的識別。常見的環境傳感器有聲音傳感器、磁力計、氣壓傳感器、溫濕度傳感器和PM 2.5傳感器等，實現各種環境信息的采集。 多模態傳輸技術 LPWAN (Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網絡) 在LPWAN技術出現以前，通信技術已經有多種類別，短距離的有wifi、藍牙、zigbee等，長距離的則有2G、3G、4G、5G等，但是如果把這些無線通信技術按照功耗與傳輸距離這兩個維度劃分的話可以發現在功耗低、距離遠這個范圍的技術還欠缺，而LPWAN技術的出現正好彌補了這個短板。         LPWAN可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術；另一類是工作于授權頻譜的基于蜂窩組網的通信技術，比如eMTC、LTE Cat-1、NB-IoT等。LPWAN 專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計。 最具前景的LPWAN技術——NB-IoT和LoRa： 物聯網（IoT）應用需要考慮諸多因素，例如節點成本、網絡成本、電池壽命、數據傳輸速率(吞吐率)、延遲、移動性、網絡覆蓋范圍以及部署類型等，可以說沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa兩種技術具有不同的技術和商業特性，也是最有發展前景的兩個低功耗廣域網通信技術。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗小等特點，都適合低功耗物聯網應用。 LoRa （Long  Range）:     一個LoRaWAN網絡架構中包含了終端、基站、NS(網絡服務器)、應用服務器這四個部分。基站和終端之間采用星型網絡拓撲，由于LoRa的長距離特性，它們之間得以使用單跳傳輸，終端節點可以同時發送信息給多個基站。基站則對NS和終端之間的LoRaWAN協議數據做轉發處理，將LoRaWAN數據分別承載在了LoRa射頻傳輸和TCP/IP上。 NB-IoT（Narrow Band Internet of Things） NB-IoT構建基于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡。NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。 NB-IoT具備四大特點：一是廣覆蓋，將提供改進的室內覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現有的LTE網絡增益提升20dB，覆蓋面積擴大100倍；二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構；三是更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年；四是更低的模塊成本，企業預期的單個接連模塊不超過5美元。 數據分析技術 人工智能研究的各個分支，包括專家系統、機器學習、進化計算、模糊邏輯、計算機視覺、自然語言處理、推薦系統等。2012年以后，得益于數據量的上漲、運算力的提升和機器學習新算法（深度學習）的出現，人工智能開始大爆發。機器學習是一種實現人工智能的方法，深度學習是一種實現機器學習的技術。機器學習是用大量的數據來“訓練”，通過各種算法從數據中學習如何完成任務。深度學習本來并不是一種獨立的學習方法，但由于近幾年該領域發展迅猛，一些其特有的學習手段相繼被提出（如殘差網絡），因此越來越多的人將其單獨看作一種學習的方法。深度學習的各種算法已成為行為識別主要應用的技術，傳感器采集的各類信號，通過卷積神經網絡、循環神經網絡等分類，識別出坐、走、跑、跳、上下樓等日常行為，也可以實現對被監護者摔倒等異常行為的檢測。

成果描述：本實用新型公開了一種基于物聯網的微功耗分析儀,對無線傳感器網絡中傳感節點進行功耗分析,包括電壓獲取電路、電流獲取電路、采集控制模塊、模擬積分器和采用獨立電源供電的微處理器,電壓獲取電路、電流獲取電路通過采集控制模塊與微處理器連接；所述采集控制模塊包括同步信號發生器、門控時鐘電路和依次連接的模數轉換器、放大器、濾波器,電壓獲取電路采集的電壓信號、電流獲取電路采集的電流信號分別依次通過模數轉換器轉換成對應的數據信號,由放大器進行信號放大,經濾波器濾波后輸入微處理器；所述放大器采用多級放大電路或對數放大電路中任一種。本實用新型較為準確的檢測被測傳感節點的功耗。市場前景分析：本實用新型公開了一種基于物聯網的微功耗分析儀,對無線傳感器網絡中傳感節點進行功耗分析,包括電壓獲取電路、電流獲取電路、采集控制模塊、模擬積分器和采用獨立電源供電的微處理器,電壓獲取電路、電流獲取電路通過采集控制模塊與微處理器連接；所述采集控制模塊包括同步信號發生器、門控時鐘電路和依次連接的模數轉換器、放大器、濾波器,電壓獲取電路采集的電壓信號、電流獲取電路采集的電流信號分別依次通過模數轉換器轉換成對應的數據信號,由放大器進行信號放大,經濾波器濾波后輸入微處理器；所述放大器采用多級放大電路或對數放大電路中任一種。本實用新型較為準確的檢測被測傳感節點的功耗。與同類成果相比的優勢分析：國內領先

隨著物聯網技術與智能交通技術的發展，用于高速公路或城市內普通公路的道路護欄，作為“智慧城市”的一個重要組成部分，正受到越來越多的關注與重視。通過在護欄上安裝低功耗的傳感器芯片以及無線信號收發芯片，并配合相關服務器軟件，護欄具備了一定的外部事件感知能力、處理能力、無線通信與組網能力，從而實現護欄的智能化。

項目通過研制和深化集成各類農業智能傳感器、無線傳感網節點、應用系統平臺，構建一體化的農業物聯網服務平臺。項目部分成果已在北京、天津、遼寧、山東、江蘇、安徽、湖北、浙江、福建、廣東、廣西、海南等地進行推廣應用示范。 項目來源：中國教育部物聯網發展專項資金項目技術推廣意向：可具體推廣應用于大田種植、設施園藝、畜禽養殖、水產養殖等多種農業生產領域。 現狀特點：已將多項科研成果產品化，包括12種農業傳感器、10種采集器、8種無線網關、6種控制器、4類應用平臺。并在江蘇、山東、天津、新疆、河北、上海、北京、湖北、江西、浙江、海南等省市建立了水產養殖、農田灌溉、設施溫室、畜禽養殖和土壤墑情監測等應用示范基地。 技術創新：將各種農業生產環境智能檢測技術及裝備、設施化農業生產智能控制技術及裝備、以及農業環境信息無線傳輸網絡、種植養殖信息智能處理模型及方法、農業生態凈化技術整合為一個有機整體。通過對環境參數的準確檢測，數據的可靠傳輸，信息的智能處理以及控制機構的智能控制，實現了農業環境信息智能在線監測控制、種植養殖管理科學決策的數字化、網絡化、智能化，有效提高了我國農業信息化水平，為我國農業生產的精細化管控提供了切實可行的技術手段。 成果所處研究階段：產品總體處于深化研發、繼續完善功能、提高性能階段,部分產品已達到中試或推廣應用階段。

一、產品簡介： 本系統由傳感節點、控制節點、中繼節點、網關、基站、現場監控終端、本地監控終端及遠程監控終端（包括遠程監控中心、客戶監控終端、便攜式移動監控終端）等組成，采用以無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks—WSN）為核心的物聯網對諸如雞、豬、奶牛等畜禽設施養殖環境進行監控。 本系統根據畜禽設施養殖需求，采集畜禽室內環境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳氣體濃度、硫化氫氣體濃度、氨氣氣體濃度等參數，以及畜禽室外環境溫度、濕度、照度、風速、風向等參數，以多跳路由方式無線自組網、路由傳輸到無線傳感器網絡基站；無線傳感器網絡基站處理及存儲網絡數據，并根據畜禽室內環境信息控制排風扇、水簾、噴淋設備、照明燈和加料設備等執行設備，調控畜禽室內環境；無線傳感器網絡基站又與本地監控終端和遠程監控終端進行通信交互，各監控終端向用戶實時提供監測數據以及執行裝置的工作狀況，用戶還能通過監控終端遠程控制監控現場執行設備的工作。 本系統還能擴展采集、傳輸圖像、視頻和語音信息。系統能進行室內參數超限和室外自然災害（極端氣候）應急報警，并且系統各監控終端具有智能決策功能，人機操作界面采用層次結構，數據及狀態顯示多樣。本系統能實現設施畜禽業技術、生態修復技術、健康養殖技術的有機融合，對畜禽室內環境進行綜合監控與修復，改善畜禽養殖環境，使畜禽在適宜的環境下生長，增強畜禽的抗病能力，減少和避免大規模病害的發生，并且能實現畜禽產品溯源與質量安全控制， 有效提高畜禽產品的產量和質量。系統實時性強、穩定性好、可靠性高、成本低、安裝維護使用方便。 本系統產品獲授權國家發明專利 4 項、實用新型專利 3 項、軟件著作權登記1 項和外觀設計 1 項，并獲江蘇省農業裝備產品推廣資質證書。本產品經部省級組織專家鑒定，其成果達到國際先進水平。產品系統架構及部分產品實物如圖1～圖 7 所示。 圖 1 畜禽設施養殖物聯網系統架構 圖 2 無線溫室采集器     圖 3 單通道無線控制器 圖 4 8 通道無線控制器 圖 5 WSN 基站 圖 6 8 通道采集控制及現場監控終端 圖 7  物聯網遠程監控終端 二、主要功能和性能指標 主要功能指標： （1）能實現畜禽室內環境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳氣體濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度以及畜禽室外環境溫度、濕度、照度、風速、風向等參數數據的采集、處理、傳輸、存儲、顯示及遠程無線網絡化監控、決策和管理。 （2）能根據多媒體信息、各種標量信息及內建的專家數據庫，協助用戶明確問題，構建和修改完善模型，列舉可能的方案，然后在多方案、多目標、多準則的情況下加以自動比較、分析、綜合處理和優化，以完成所需的決策和估計任務，即選定和實施最佳方案。 （3）無線傳感器網絡的無線信號繞射性強、分布性強、實時性強、自組織性強、擴展性強、魯棒性強、帶寬效率高。 （4）能根據不同畜禽、各種季節對畜禽室內環境指標的要求，通過監控終端自行設定溫度、濕度、照度和有害氣體濃度或/和二氧化碳氣體濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等環境參數的采集時間和監控范圍，并且能通過監控終端遠程控制監控現場執行裝置的工作以及進行相應的狀態顯示。 （5）能夠根據畜禽設施養殖室內環境要求自適應控制畜禽室內相關設備如：排風扇、水簾、噴淋裝置、照明燈和加料裝置的開啟和關閉，使畜禽一直保持在相對適宜的溫度、濕度、照度和有害氣體濃度或/和二氧化碳氣體濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等參數環境中。 （6）除能檢測和/或控制畜禽室內環境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳氣體濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等畜禽室內環境參數以及設施畜禽室外環境溫度、濕度、照度、風速、風向等參數外，還能擴展采集、傳輸圖像、視頻和語音信息以及擴展畜禽產品溯源與質量安全控制，并能進行溫室內參數超限和溫室外自然災害（極端氣候）應急報警。 （7）能對實時測量的所有參數數據及其融合數據進行實時處理、實時繪制曲線及表格，并能實現虛擬現實的實時顯示； （8）能進行歷史采集數據查詢、表格及曲線繪制、報表統計、打印。 （9）能實現設施畜禽業技術、生態修復技術、健康養殖技術的有機融合， 對畜禽室內環境進行綜合修復，增強畜禽的抗病能力，減少和避免大規模病害的發生，從而有效提高畜禽產品的產量和質量。 主要性能指標： （1）環境溫度、濕度和照度的測量量程、精度、靈敏度（或分辨率）為： 溫度測量指標： 量程：-20℃～70℃；精度：示值誤差不超過±0.5℃(溫度范圍 0℃～55℃)， 示值誤差不超過±1.0℃(其余溫度范圍)；靈敏度：0.5mV/℃。 濕度測量指標： 量程：0％RH～95％RH；精度：示值誤差不超過±4%RH(濕度范圍 20％RH～ 80％RH)，示值誤差不超過±5%RH(其余濕度范圍)；分辨率：0.5％RH。照度測量指標： 量程：0 lx～40000 lx；精度：示值誤差不超過±5% rdg。有害氣體濃度測量指標： 量程：0 ppm～100ppm (典型探測范圍：0～30 ppm)；精度：示值誤差不超過±0.5 ppm；靈敏度：0.15～0.5。 （2）智能決策選擇熟練度≥ 95%。 （3）智能決策學習熟練度≥ 95%。 （4）智能決策制定精確度≥ 98%，其中關鍵智能決策制定精確度 100%。 （5）WSN無線通信頻段：433MHz ISM/SRD。 （6）模擬信號輸入/輸出接口：4mA～20mA、0～10mA 、0～5V、0～5V。 （7）數字信號輸入/輸出接口：I/O、UART、RS-485、RS-232、開關量、頻率量。 （8）網卡接口：RJ45。 （9）WSN節點工作溫度：-20℃～70℃（其中 WSN 中繼節點和 WSN 網關工作溫度：-40℃～85℃）。 （10）WSN基站工作溫度：-40℃～85℃。 （11）WSN節點和基站系統工作濕度：≤95%RH。 （12）WSN供電電壓：AC 150V～265V、50Hz。 （13）WSN各節點、網關防護等級：IP65 或 IP55。