一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 能源消耗和气候变化是人类面临的两大问题。传统热管理系统所带来的高能耗挑战，以及由此导致的温室气体的过度排放，不断加剧全球变暖和极端天气，对世界经济造成重大影响。同时，人们在生产和作业时不可避免地需要暴露在高温暴晒的室外环境，因此，实现零能耗的户外防护成为人们迫切的需求，具有重要的科研价值和战略意义。作为一种面向人体个性化需求、实现人体局部环境加热或冷却的技术，“个人热管理”可以避免将多余的电力浪费在加热或冷却整个建筑物上，具有更高的能源效率，逐渐成为绿色环保、高科技、个性化的方案。通过衣物进行热管理是维持人体个性化热舒适需求的有效方法，有望高效率、低能耗地避免热应激对人体造成的伤害。

农业物联网整体方案 利用各种传感器、摄像头，通过物联网方式，把农业数据汇集到农业物联网平台，为第三方专业应用提供开放、统一的数据管理和分析平台。 通过数据中心大屏、手机App展示农场、草原、沙漠绿化实景，直观感受实际效果,提供大数据分析，为领导或投资人提供决策参考。 通过手机App获取所购买产品的生产过程参数、视频信息,让消费者买的放心。 获取农业、养殖业生产过程中的空气、土壤、水质各类环境参数，让农户在专家系统指导下合理种植、养殖制定正确的自动化控制计划。 让农业厂商及技术人员获取农业生产的第一手数据、评估化肥使用效果，为农业生产提供实时、远程的技术支持。 农田数据采集及分析 通过传感器实时采集农田空气温湿度、二氧化碳含量、光照强度、土壤温湿度，通过自动控制启动浇水灌溉系统；通过视频分析，采集和分析虫害发生情况，为防虫防灾提供预警。 农产品智慧配送 农产品出厂流程标准化，消费者可以通过包装上的二维码了解产品生产日期、产地，全程可追溯；甚至可以访问生产过程参数和视频，让消费者放心。 通过电商平台建立农场和消费者的直接交易，通过智能物流配送柜，及时、低成本的送货上门。 智能配送柜提供到货提醒、空间管理、密码取货等功能，最大程度方便消费者。

基于物联网的环境监测技术，采用各种传感器设备，通过Zigbee或各种抗干扰能力强的无线通信协议组织成传感器网络，实时传输到后台云计算平台，云计算平台通过实时运算及时反映监测的各种环境和突发应急状况。目前正在执行两个项目：甘肃省重大科技专项：甘肃地质灾害防治区泥石流临灾监测预警关键技术研究、国家自然科学基金面上项目：基于机会网络的风沙监测方法研究。 技术特点：1.易部署，易组网，低成本，高精度，高可靠2.具备海量存储、动态可扩展及多源灾情数据融合处理能力

针对医院废水消毒存在的难点问题，哈尔滨工业大学环境学院马军院士组织团队成员刘新旺、王鲁、王盼盼、李攀、刘正乾、孔秀娟和机电学院姜生元教授开展了系统研究，提出用高浓度臭氧消毒技术强化医院废水处理。   团队与浙江金大万翔环保技术有限公司联合研制和捐赠的5套全自动物联网监控臭氧消毒装备，于2020年3月7日运抵湖北省咸宁市5家医院，现已经成功投入运行，用于医疗废水消毒灭菌无害化处理。  全自动物联网监控臭氧消毒装备工作现场 医院废水处理工艺中多数是加次氯酸钠消毒，当水中含有氨氮时会形成氯胺，而氯胺消毒能力很弱，只有投氯量与氨氮的重量比超过7.6以上时，才能实现自由性氯消毒。由于根据水中氨氮浓度动态地调控投氯量会增加操作管理难度，现场人工频繁地监测和调控投氯量增加了工作量，也存在安全风险，而且投氯量过高时可能对后续城市污水处理厂运行产生不利影响。研发效率高、受水中氨氮浓度影响小、对后续城市污水处理厂运行无副作用的消毒技术，对于强化医院废水消毒、解决医院废水消毒运行维护难的问题，具有重要意义。如何在确保消毒效果的前提下，降低运行人员安全风险、便于消毒系统维护管理，是当下需要解决的问题。 臭氧是一种强氧化剂，可迅速破坏细菌、病毒等微生物结构，目前在国际上被大量应用于水处理和环境保护，尤其是用于对贾第虫、隐孢子虫、细菌和病毒等进行灭活，被公认为各种致病微生物的“超级杀手”，杀菌能力强于氯消毒剂和紫外线等。 根据对SARS病毒和肠道病毒的相关数据，臭氧消毒能力是自由性氯的5-10倍数量级，是化合性氯（氯胺）千倍的数量级。而且，其自身在消毒过程中被还原为氧气，不会对后续的城市排水系统和城市污水处理二级处理系统产生不良影响。由于医院废水车间地点风险高、运行难度大、技术要求高，系统的维护管理是难点。因此，如果采用臭氧消毒，需要研究空气冷冻预处理、空气过滤分离和高压放电为一体的成套装备。团队在春节期间连夜进行设计，与哈工大浙江宁波产业化基地的金大万翔公司和哈尔滨工大高级氧化技术有限公司合作，克服了原材料运输困难和企业开工难等问题，经过多方协调，在春节之后完成设计，形成结构紧凑、体积小、性能优良的一体化臭氧消毒成套设备。 在此基础上，马军院士又组织团队研制物联网远程管理系统，通过远程监控实现无人值守，可以异地操控臭氧的工作条件和消毒工况，形成了医院污水消毒专用的全自动物联网监控臭氧消毒装备，不仅具备更宽的温度范围和更高的可靠性，还能将数据全部采集到云端，及时进行数据分析和远程诊断。 为了减少气体的直接使用，控制潜在的气溶胶形成，设计还采用了高浓度臭氧水溶液进行消毒，不但运行维护简便，而且没有气溶胶的形成风险，易于稳定可靠地运行管理。高浓度臭氧水溶液可以独立进行消毒，也可以与氯联合消毒，在确保消毒效果的前提下，实现效率高、安全可靠、副作用小、运行管理方便的目的。查看原文

研发的智能物联网采用 Arduino 嵌入式网关硬件平台和 IEEE1888 协议，功能包括： (1) 全功能网关：既可以向存储器上报数据，也可以从应用单元获取指令。(2) 独立配置管理模块： 可以通过配置管理模块提前设置网关参数。(3) 底层设备实时控制：服务器或手机端 APP 向网关发送控制命令，网关接受命令后进行执行处理。(4) HTTP 服务器：能把在线化的传感器数据或状态信息长期保存。(5) 数据可视化：APP 能读取设备数据或存储器内的历史数据，并可视化展示。(6) 支持底层多类型传感器的 WiFi、BLE4.0、以太网等接入到网关。

高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于国民经济和人民生活的各个领域，但是大多数高分子材料因其易燃性而导致的火灾时常发生，对人们生命安全和环境造成巨大的危害。在火灾死亡的人当中，大部分是因为吸入有害物质窒息致死。因此，高分子材料的阻燃化近年来受到全社会的广泛关注，其关键技术则是阻燃剂。过去大多使用含有卤素的阻燃剂，随着许多国家禁止使用有毒有害阻燃剂，市场对于环境友好无卤阻燃产品的需求日益迫切。本成果结合聚合物自身的特性，进行针对性的无卤阻燃改性，尽量降低或消除材料在火灾中的安全隐患。本技术是

01. 成果简介  实时以太网是未来工业控制系统网络技术的发展方向。目前，实时网络技术中的最先进的技术之一为时间触发以太网（Time Triggered Ethernet）技术。时间触发以太网将时间触发技术的确定性、容错机制和实时性能同普通以太网的灵活性、动态性能以及“尽力而为”相结合，为同步的、高度可靠嵌入式计算与网络、容错设计提供支持。时间触发以太网起源于奥地利的维也纳技术大学，在工业控制、汽车电子、航空航天等领域得到了广泛的应用。  本团队研发了具有完全自主知识产权的时间触发以太网系统，系统性掌握了时间触发网络核心技术，具体包括高精度高可靠时间同步技术、基于全局时间的确定性调度技术、基于冗余链路的数据可靠性传输技术、基于线性规划的数据流规划技术和面向动态需求的快速数据流规划技术。形成了时间触发以太网交换芯片、接口芯片、交换机、终端接口卡和终端设备等原型产品，以及设计/部署/管理软件工具集。与同类产品相比，具有自主化、实时性、确定性、高可靠等技术优势。如下图所示，时间触发以太网为信息应用和控制应用提供了统一传输通道，同时保证了服务质量。图1. 时间触发以太网原理  根据工业通信和工业物联网解决方案独立供应商HMS Networks发布的2019工业网络市场份额报告显示，越来越多的工业设备正不断连接到工业网络，2019年新连接节点数预期可增长10%。其中，工业以太网的市场份额持续快速增长，而现场总线2019年将首次出现下降。工业以太网现占据新安装节点的59%（去年是52%），而现场总线占据35%（去年是42%）。根据当前的发展趋势，工业实时以太网市场将保持较快增长，本成果技术具有良好的产业化前景。02. 应用前景 本成果技术作为底层通信网技术，可被应用于汽车电子、航空航天、船舶装备、轨道交通、工业自动化等领域。03. 知识产权 已申请发明专利1项。04. 团队介绍 团队负责人为赵曦滨副教授、博士生导师，清华大学信息系统安全教育部重点实验室副主任，清华大学-中车四方所智能装备工业物联网联合研究中心副主任，中国自动化学会高级会员，中国自动化学会智能制造专委会委员。长期从事企业信息化、工业网络、工业网络安全、智能制造等理论与实践工作。近年来，作为负责人和主要成员主持参与了省部级以上项目等20余项，其中国家级项目（863、973和自然科学基金）19项，省部级科研项目7项，全国博士后基金项目1项。在国内外重要期刊上发表学术论文70余篇，其中SCI/EI收录60余篇，合作专著1部，申报发明专利30余项，其中已获授权5项。团队成员还包括万海副研究员。05. 合作方式 投融资。06. 联系方式 邮箱：wanhai@tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

面对物流市场规模壮大趋势，设计助力外骨骼装置，解决搬运工抬起重物吃力、身体易疲劳问题。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 刘枣财 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20483217 丁宁 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20482103 张文丽 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20402110 殷乐 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20497207 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 虞晴 机器人产业学院 教师 材料力学 四、项目简介 面对物流市场规模壮大趋势，设计助力外骨骼装置，解决搬运工抬起重物吃力、身体易疲劳问题。

      主要功能特点：两分频设计，动态性能良好；箱体结构采用计算机CAD辅助设计；分频器经过专业扬声器测试系统调校、检测；音质清晰自然、人声表达准确；适用于多媒体课室、小型会议室；标配壁挂安装配件，吊装简单方便。       主要技术参数：额定功率：65W；最大功率：200W；额定阻抗：4Ω；频率响应：75Hz-20kHz；驱动器：1个6.5寸长冲程低音驱动器、1个3寸前纸盆高音；灵敏度：89dB/1W/1M；最大声压级：112dB；指向性覆盖角：140°（H）x100°（V）；连接器：正负极接线夹；箱体型式：倒相式；箱体及外饰：高密度中纤板（黑色）箱体，钢网；安装：标配壁挂架；箱体尺寸（只）：330×170×228(单位：mm)；净重：7.5kg/对。       资质：全国通用的工信部五所（中国赛宝）产品参数检测报告、中央电教馆认证（官网可查）、RoHS环保认证、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001、商务部企业信用等级AAA级认证、全国质量检验稳定合格产品