本发明公开了一种面向通信调制信道传输的数字水印方法，包括水印嵌入、信号传输和水印提取三个部分，采用通信数字水印嵌入方法，将水印信息嵌入到原始调制信号中，通过通信信道传输，得到嵌入水印的调制信号；采用通信数字水印提取方法，提取同步信号，进而获得原始数据和水印信息。该方法在通信信号中嵌入数字水印信息，可以在不影响正常通信的情况下，在通信信号中利用数字水印传递隐蔽信息。本发明可用于通信者的身份确认、传送隐秘信息，为保密通信提供可靠的保障。

本成果灵活地将先进的电子技术、嵌入式技术和计算机网络技术融合在一起 , 研究了实时视频传输技术的关键问题 , 开发了系统的用户界面，实现了智能化、自动化管理 , 保证了对监控对象状态的 24 小时不间断监控 , 保障了监控对象系统的稳定运行。在有效采集图像信息的基础上 , 实时智能视频检测系统比普通的网络视频监控系统具备更强大的图像处理能力和智能因素 , 可为用户提供更多高级的视频分析功能 , 提高监控的效率和监控系统的准确度。 成果已申报 2013 西安市科学技术奖；获批国家实用新型专利 5 项，以申报国家发明专利 1 项。

Ø  成果简介：军事应用中的远距离监视一直是我国边防/海防的重要任务。目前，基于CCD/CMOS的可见光摄像机已在昼间视频监视中得到广泛应用，在目标观察/态势判断方面等发挥了重要作用。但由于边境和海面经常出现轻雾和中雾天气，能见度较低，影响了可见光视频图像质量。在民用交通中的应用是城市交通管理及港口码头航运管理的视频实时监视系统也已得到广泛应用。伴随着工业化的进程及全球气候变化的影响，雾/霾天气增多，大大影响了视频图像的质量，因而导致监控质量的下降。通过增加本模块，可以实现实时处

成果描述：化工产业实现绿色与可持续发展已显著受制于行业健康、安全、环境（HSE）状况，特别是化工安全事故不仅造成重大经济损失，而且正成为掣肘整个行业健康发展的关键性问题。本项目为满足化工安全生产要求，从物料性质、设备性能、过程控制、生产组织、业务模式、经营决策等方面出发，在DCS、MES、ERP平台上，建立基于过程控制的危险源辨识及可操作性评价体系。 本项目的核心技术及优势包括： （1）以HSE知识管理为核心，集成过程控制系统、MES系统和ERP系统，实现生产过程的在线运行监控、危险源动态辨识、可操作性实时分析以及消缺措施的经济性评价。 （2）运用大数据处理技术和人工智能技术，建立装置运行实时数据、工艺数据、生产调度及经营目标的关联模型，将安全风险评估与过程技术经济评估相结合，实现化学安全管理从原来的设计集成静态模式转换为知识集成的动态预制模式，减少事故损失，保证企业效益最大化。 （3）本项目还将致力于企业私有云计算平台到行业公有云计算平台搭建，实现信息资源共享提升资源优化的配制效率。 并将利用海量数据挖掘技术，将HSE分析模型与云计算数据库内所存储的案例及规则进行关联，从而将获得数据转换为知识进行存储、表达与发布，进而让信息利度得到大幅度提升，建立基于云计算技术的化工安全风险评估与实时在线监控。 本项目在国内处于领先地位。市场前景分析：《基于过程控制的危险源辨识及可操作性评价系统》主要面向化工、石化、钢铁、建材等过程行业企业，提高企业应对健康、安全、环境等高风险挑战的能力，实现绿色与可持续发展。据资料统计，成熟的工业化国家每年在健康、安全、环境（HSE）领域的投入占营业收入比例高达3%左右，而国内相关行业只有0.1%，差距巨大，是我国重大环境和安全事故频发的重要原因之一，正成为掣肘行业健康发展的关键性因素。随着我国对环境保护、可持续的日益重视，HSE领域的市场规模与投入将成快速增长态势，对比发达工业化国家的经验，我国HSE领域将形成1000亿的市场规模， 据赛迪顾问《2012年HSE市场分析》报告，2012年中国HSE软件市场总额达到96亿元，比2011年增长52％，因此前景广阔。 但我国HSE危险源辨识及可操作性评价市场，主要是国外产品垄断， 且价格昂贵，大部分过程行业企业难以承受。而国内相关产品多为单一离线的纯指标评价，不支持在线的风险评估，更不能形成基于现场控制的危险源识别与监控，而本项目产品，立足于过程控制，建立基于云计算平台的HSE危险源辨识及可操作性评价，将具有巨大的竞争优势及市场前景。与同类成果相比的优势分析：系统基于现代过程行业的技术发展方向，达成企业健康安全绿色的制造过程与经济效益的平衡，实现柔性的生产组织形式以及平滑且动态优化的过程技术。就产品而言，技术创新性包括云计算平台条件下集成 HSE 知识管理技术、在线监测技术、APC控制技术以及企业决策和资源管理技术，建立起符合行业特点的检测、控制以及决策支持平台，从而实现高安全性环保化和高效益的生产过程。国际先进 、国内领先。

近日，上海交通大学电子系义理林教授课题组基于智能锁模算法、时间拉伸技术和实时高速电路建立的实时光谱分析控制平台，实现了锁模激光器输出飞秒脉冲的实时光谱调控，对飞秒激光器的设计具有重要的应用价值。相关成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”为题目于2020年1月发表于国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院长春光机所与Nature出版集团合办期刊），并入选为封面文章，在“News & Views”栏目被专门评述。博士生蒲国庆为第一作者，义理林教授为通信作者。 图说：期刊封面文章 飞秒尺度（1E-15秒）脉冲对应着原子分子、材料、生物蛋白、化学反应等丰富物质体系的众多超快过程，有着广泛而重要的应用。锁模激光器作为产生飞秒脉冲的重要基础研究工具，在物理、化学、生物、材料、信息科学等领域都有广泛的应用。飞秒锁模激光器自上世纪六十年代发明以来，与其相关的研究分别于1999，2005，2018年获得过诺贝尔奖。 随着超快光学的快速发展，越来越多的前沿应用需要对飞秒脉冲的时域和光谱进行精细控制。由于飞秒脉冲的产生涉及非常复杂的非线性和色散传输效应，达到特定脉冲状态的稳态输出需要对激光器多个参数在高维空间进行优化，传统基于激光器光学设计和优化的方法已被证明难以精确实现。 通过对飞秒脉冲状态进行智能识别，结合智能算法对激光器多参数进行全局优化，有望获得理想的飞秒脉冲输出，但其主要挑战在于飞秒脉冲难以实时精确识别。低速时域采样无法识别飞秒脉冲宽度和形状，光谱仪虽可识别飞秒脉冲积分光谱但无法识别其瞬时光谱，因此传统方法都无法做到实时控制飞秒脉冲精确锁模状态。为了解决这一难题，义理林教授课题组提出在锁模控制环内引入时间拉伸-色散傅里叶变换（TS-DFT）技术，通过时域到光谱的转换，采用低速时域采样即可识别飞秒脉冲对应的瞬时光谱宽度和形状。结合智能控制算法，实现了以1.4nm为精度对飞秒脉冲光谱宽带从10nm到40nm进行可编程控制，光谱形状可编程为高斯型或三角形等。这是本领域首次实现飞秒锁模脉冲光谱宽度和形状高精度实时编程控制，解决了飞秒锁模脉冲锁模状态无法精确调控的难题。 基于实时的光谱控制，该研究还展示了从窄谱锁模态至宽谱锁模态以及从三角形光谱脉冲态至宽谱锁模态的演变过程，发现两者动力学过程具有相似性，提出了目标锁模状态可能决定中间动力学过程的猜想，为人们进一步探索锁模激光器内部机理提供新视角。 图说：基于快速光谱分析的飞秒锁模脉冲智能控制 非线性光学著名专家John Dudley教授（欧洲物理学会主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”栏目撰文介绍此项工作，认为本工作极具创新性，开拓了研究锁模动力学新的可能性，很可能应用于多种锁模光纤激光器中。 义理林教授课题组过去六年来一直致力于解决飞秒锁模激光器的智能控制问题，2019年发表在光学领域顶级期刊《Optica》的“智能锁模激光器”成果入选美国光学学会旗下新闻杂志《Optics & Photonics News》2019年光学年度进展“Optics in 2019”。该方向工作部分得到国家自然科学基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》论文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”评述论文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

一种基于实时数据库的HART现场设备管理方法及系统。工业操作站将HART命令对应的有效数据以工业以太网协议中的报文形式发送到控制站；控制站对将解包后的有效数据以CAN协议中的报文形式发送；HART模件解包所收到的CAN协议报文将有效数据构成HART命令形式发送；HART设备接收到HART命令后将响应信息返回给HART模件后解包，以CAN协议中的报文形式打包发送给控制站；控制站解包所收到的CAN协议报文，以工业以太网协议中的报文形式打包发送到工业操作站。本发明可将全部HART现场设备数据送入主控室的操作站，让用户在控制室就能方便地远程查看、修改、配置现场设备的组态信息，提高设备维护效率，降低生产成本。

当今世界，传染病形势日益严峻，为了实现传染病的现场快速诊断，本项目开发了一种基于封闭试卡盒的全自动便携式病原体检测系统，该系统以封闭式卡盒为核心，在系统外部移液、磁分离、热循环等驱动下全自动地完成病原体核酸样本提纯和实时荧光PCR扩增检测，在两个小时内全自动地实现生物样本输入到检测结果输出整个过程。系统小巧便携，操作简便；封闭式卡盒的设计有效地避免了样本间的交叉污染，使诊断结果更加稳定可靠。

该成果将光纤光栅与多种通信复用技术相结合，采用一种新型的光纤光栅调谐解调技术，具有当前最先进技术特点的多参数、多功能、分布式光纤光栅传感网络系统。该系统能够同时对多点（1-32点）、多个物理量（例如温度、应变、振动等）进行测量。其检测的最大应变量20000µε，应变分辨率1 µε，可检测温度范围-30—200℃，温度分辨率0.03 ℃，并可给出相关物理量的分布曲线。 该成果在实际应用中将推广和转化为两个方向的产品：1.广泛应用于各类重大工程建筑，包括大型桥梁、大楼、大坝、输油管道、化

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。 （1）在石油开采监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术在超高密度地面/井中地震波数据采集领域是一项革命性的新技术。在实现高效采集的同时，可大大降低生产成本；光纤分布式声波检测技术将部分替代常规地震波检测技术；应用于地面的分布式高密度地震波采集、井下VSP数据采集和改善水力压裂的监测。 （2）在长距离管线安全监测的应用方面。光纤分布式声波传感（DAS）系统可用于长距离石油管道、市政地下综合管线、地埋输电线缆等的入侵监测。该系统可以检测，定位并区分第三方入侵事件，提供长距离、无源、实时、在线、智能的管线监测技术。 （3）在油气管线泄漏监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可用于石油、天然气等管道泄漏检测。结合光纤分布式测温技术可以对泄露事件进行快速检测和定位。通过检测渗漏口湍流产生的声波信号，该信号会产生在管道内长距离相对低损耗的连续负压力波。光纤DAS系统可以沿整个管道探测到负压波，并对泄漏事故的进行准确定位（10米范围内）。 （4）在矿井人员定位监测的应用方面。矿井下易发生爆炸、透水、冒顶等重大事故，保证井下人员的安全极其重要。矿井人员定位系统对下井人员的自动跟踪定位、灾后急救、日常管理等有着非常重要的意义。光纤DAS系统可以有效克服现有井下无线人员定位系统的不足，并大大简化现有井下综合管理系统的复杂性，实现日常和应急状态下的井下无盲区的人员、车辆等定位，为井下作业综合管理提供有力支撑，同时探测光缆本征无源，特别适用于井下易燃易爆和强电磁干扰环境。 （5）在侦听和周界安防领域的应用方面。光纤DAS技术具有远程（>10KM）监听和还原振动和声波信号的功能，可以用于对监狱、使馆等重要区域的远程侦听，以及对机场、国境线、军用通信光缆、军事基地等大型重要设施的长距离周界埋地防护。 （6）在铁路安全监测的应用方面。光纤DAS技术可能取代现有的许多轨道传感器,实现列车准确的月台公告，车轮滚压和其他车轮/铁路故障判断，铁轨盗窃、破坏和恐怖攻击，周围岩石和树木坠入以及实时列车跟踪等问题，从而保障铁路网络的安全运行和大大降低铁路网的维护成本。 （7）在大型结构健康监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可实现从次声波到超声频率范围内的弹性振动波测量，同时可以实现对探测光缆布设区域内的高密度采样，由于光纤材料质量轻、耐腐蚀，抗电磁干扰，因此可以直接埋设于复合材料内部，实现对飞机、火箭、空间站等大型装备的载荷、健康状态、结构疲劳以及材料寿命的领域的监测。 （8）在海洋水听监测的应用方面。由光纤DAS构成的新型光纤水听系统，可实现真正全分布式的水下声波监测，有望取代现有的全光纤水听器拖曳阵列，形成全光纤轻型潜艇和水面 舰船共形分布式水听系统，有望实现对关键海峡和水域的快速布防。 目前，已经完成对地埋石油管道、油井勘探和列车运行监测等多项实际工程的成功测试。 光纤分布式声波检测系统（DAS）主要三部分：光纤分布式声波信号分析硬件终端设备，光纤分布式声波信号分析软件，声波传感光缆。光纤分布式声波信号分析硬件终端通过光纤接线器与传感光缆进行单端连接。光纤声波信号硬件终端向光纤发射光脉冲，同时对传感光缆接收到的声波信号进行光电探测和采集，最后形成数字传感信号，通过光纤传感分析软件进行声源定位与声源分析。如下图所示： 主要技术参数： 1、信号解调设备主要技术指标： 测量距离： 0~50公里 响应时间： <2s 定位精度： ±2~±20米 响应频率： 0~500KHz 检测参数： 各种机械振动波、声波、超声波、地震波 通信/联网接口： 100M以太网 工作温度： -10℃～+50℃ 电源输出： AC 100~240V,50~60Hz 二次开发接口： 提供动态链接库方便二次开发和应用集成 2、软件功能和显示模块主要包括： 声波（地震波）信号的时域二维和三维强度分析模块 声波（地震波）信号的二维频率谱检测和分析模块

项目成果/简介: 主要用于解决重度残疾人的一些日常护理问题。通过在轮椅上加装一只高精度机械臂，使用机械臂来完成一些重度残疾患者不能完成的动作，从一定程度上减轻了残疾人的负担，提高了生活质量。用户仅仅需要通过特定的表情以及头部动作就可以控制机械臂抓取物体以及轮椅的运动。多模交互式轮椅机械臂系统主要应用于残疾人的护理。多模交互式轮椅机械臂系统知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无