作为全球导航卫星系统(GNSS)的后起之秀，我国自主北斗导航卫星系统(BDS)近年来迅猛发展。“十二五”及未来“十三五”期间，已有和正在发展大规模的各类地基北斗 /GPS 站网(CORS 网、GNSS/MET 网等)，同时，空基(无人机、有人机)和天基观测载荷 研制已提上日程。所有这些观测数据将形成天空地一体化网络的北斗大数据资源。随着导航、 定位、授时等北斗传统应用的日趋成熟(图 1)，北斗大数据附加值发掘及新型应用领域产 业链的拓展将前景广阔。本项目为导航卫星创新增值应用及北斗大数据信息的深度挖掘，将干扰导航定位精度的大气折射、地表反射等误差源，“变废为宝”为遥感探测的信号源，在突破我国自主导航卫 星遥感探测关键技术的基础上，从地基探测和空基(无人机、有人机)探测两个层面，实现 软硬件一体化的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测系统。方案及成果将面向行业 应用需求，引进吸收国际前端技术，紧密结合当地资源优势，打造内蒙古自治区成为国内率 先开展北斗气象水文生态增值创新应用的省份，拓展北斗大数据在气象预报、智慧农业、智 慧水利、生态环境等领域的应用(图 1)。图 2 为北斗/GPS 环境多要素智能监测与大数据服务平台总体方案。围绕“数据获取——数据存储——分析挖掘——应用服务”这一主线进行。其中: 数据获取分为地空天三类:(1)自主研发的低成本北斗/GPS 环境多要素智能监测设备;(2)无人机搭载北斗/GPS 智能监测传感器;(3)GNSS 遥感卫星。 环境监测要素包括:农业环境生态(土壤湿度、植被水分等)、气象水文(大气水汽、积雪深度、水位等)、海洋(潮位、风场、盐度、海冰等)。 该方案将充分发挥导航卫星无源探测、高时空分辨率、低成本高产出、实时性强的优势。同时，方案涉及的监测要素及方法可实现同卫星遥感(高分卫星、降水卫星、重力卫星等) 监测的有效结合和优势互补，作为国土资源实时监测系统的有机组成部分，共同实现国家级、 区域级空天地一体化物联网遥感大数据智能监测服务。清华大学在利用地基、空基北斗/GPS 观测数据进行气象水文生态要素监测技术开发、 产品研发、软硬件研发集成等方面具备丰富的研究积累，尤其针对我国自主北斗导航系统的 创新应用，团队成果国内领先且得到国际同行的高度认可，开发并集成了一套完备的“北斗 /GPS 双模多要素智能监测”整体解决方案。除发表高水平学术论文外，已申请多项发明专 利和软件著作权(表 1)，2016 年技术成果已通过软硬件服务在青海(气象/水利/环境)、四 川(农业/气象)、山东(农业)、北京(科研单位)等地取得了初期经济效益。中心已具备 的技术基础与部分成果展示如图 3-图 6 所示，包括全国范围地基综合观测站网建设(图 3)、 空基试验与技术攻关(图 4)、监测产品研发(图 5)、软硬件设备自主研发(图 6)。所有这 些技术积累将为本方案的顺利实施提供有力保障。目前市场上尚无相关产品，并且本项目的成果产出可从如下几个方向进行多层次、全方 位的市场化对接:(1)软件模块:研制内容一产出的气象水文生态监测要素估算软件模块，可同以北斗 导航定位为主打方向的企业对接，通过嵌入本软件模块，拓宽其业务范围，在为农业、气象、 水利等部门提供导航定位服务的同时，融入气象水文生态要素同步监测的功能。不同需求定 制的软件模块按 1-10 万元每套计算，初期市场年需求量预计 50 套，预计每年产生收益 50-500 万元，市场成熟后可面向全国推广，年收益可达 1000-5000 万元。(2)监测产品:研制内容一产出的气象水文生态监测要素产品，如通过 SDCORS 监测 网络附加得到的多要素监测产品，可实现政府买单为行业公众提供服务。可与高校、科研院 所等联合申报国家级、省部级科研项目，预计单个项目经费 500-1000 万元。(3)新型监测设备:研究内容二所产出的面向气象农业水文应用的北斗/GPS 双模气象 水文生态多要素综合监测设备，具有低成本、小型化、多功能等优势，可独立进行市场推广。 按单套收益 5 万元计算，初期市场年需求量 50 套，预计年收益 250 万元，市场成熟后可面 向全国推广，年收益可达 500-3000 万元，并可与目前市场上通用的 GNSS 定位型接收机竞 争，实现行业接收机的更新换代及初期市场垄断。(4)演示系统:研究内容三所产出的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测演示 系统，可率先在山东省(青岛市)开展示范应用，且该创新应用模式在全国具有推广价值。 可联合申报科研项目，预计单个项目经费 500-1000 万元，同时可实现业务化推广应用，名 利双收。

智能防火报警系统整合了GSM短信技术、高速数据传输的蜂窝移动通讯技术、载波技术、微功率无线技术、TCP/IP网络通信技术、嵌入式技术、图像采集技术、火焰识别技术、专家控制技术等先进技术。采用自主研发的红紫复合火焰传感器对火焰发出的紫外线和红外线进行检测，采集火焰的特征参数信号，可防止太阳光、灯光、闪光等外界干扰信号，实现对火焰信号的准确识别，并发出报警信号。同时配合烟雾传感器和高清摄像头对现场进行烟雾和画面的采集，大大增强了火灾初期报警的准确性。采用高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，速率一般在500kbps以上，系统可将报警信号和画面快速的传送至远程的中央控制室。采用“智能天线”技术，基于天线的动态波束成型，改变来自AP的射频能量的形态与方向，确保方舱内部的无线通信，可很好的防止其它无线信号的干扰。智能防火报警系统采用专家系统进行控制，专家系统由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成，能很好的实现对防火报警系统的智能控制，使系统更加可靠、智能。

智能草地养护系统是服务机器人领域技术实现大规模市场化应用的智能化产品之一，主要使用在公园，家庭草坪等场所。智能草地养护系统主要分为：智能割草机，草地浇灌系统和充电定位系统。智能割草机主要具有以下功能：自动割草、清理草屑、自动避雨、自动行走功能，自动躲避障碍物，电子虚拟篱笆、自动返回充电，手机遥控等；草地浇灌系统可以根据草地干湿程度和用户的设定进行，定时自动的浇灌；充电定位系统具有是为整个系统提供电源和智能割草机的实时定位。项目团队和国内企业合作，将图像处理，UWB定位和GPS定位与智能养护系统结合，共同研发了多款智能割草系统。目前，项目产品技术成熟，且多已量产。

Ø 本项目是基于MultiFLEX2-AVR单片机，通过若干传感器检测场地，并自主控制机械臂完成自主寻找并抓取收集网球的功能的智能系统。获得2011全国机器人大赛二等奖。

项目概况 智能语音报警系统是采用计算机多媒体技术、网络技术、故障诊断技术和软件技术开发的软件产品。系统的硬件平台可采用独立的系统，也可直接使用计算机控制系统的监控站（需要在监控站上加装声卡、音箱）。 本项目处于国内先进水平，拥有自主知识产权。主要特点 SoundAlarm系统使用多线程技术，保证了报警信息的采集不受其它任务的干扰和影响。而在SoundAlarm的数采线程中使用了DCS数据服务接口，保证与DCS的各操作员站同步获得报警点的信息。 系统的语音管理线程采用实时任务管理算法，保证报警语音不会出现漏报和误报。同时系统的语音管理线程将报警点分为多个等级，实现了语音分级管理，使系统具有分等级报警的特性。 系统的语音播放线程使用Windows多媒体底层驱动函数集开发，保证语音播报占用资源少、运行稳定，且使用了防冲突的声音输出技术，保证语音播报过程如被其它进程打断能自动恢复。 SoundAlarm系统在正常运行时除操作员控制接口外所有任务为后台运行，因而系统的运行占用资源非常少。经测试，SoundAlarm软件在正常运转时如果没有报警，其CPU占用率平均低于0.5%，瞬态CPU占用率不超过1%；有报警时其CPU占用率平均低于1%，瞬态CPU占用率不超过5%。此外，SoundAlarm系统的代码在内存管理上进行了优化，系统启动时根据报警点数的配置情况向Windows申请2~2.5M的内存，进行独立的内存管理，不会造成系统内存过度占用和频繁内存分配造成的资源浪费。技术指标  SoundAlarm系统在设计时充分考虑了系统调试方便、快捷的要求。其调试方式有：报警点信息一览、系统测试、单点测试。测试由主窗口（调试和监视窗口）的对应按钮操作进入。由于系统主窗口在操作员级别无法看到，所以调试时需要专业工程师以工程师或管理员资格登陆后进行。市场前景 SoundAlarm系统可作为DCS的功能扩展应用软件，能与DCS实现无缝集成。它与DCS的集成可有2种情况：基于数据链接的集成、基于数据链接和操作的集成。基于数据链接的集成情况下，SoundAlarm需自己实现语音报警的确认、禁音操作窗口。该窗口在系统组态时进行配置。而在基于数据链接和操作的集成时则由DCS提供相应的操作按钮，此时在系统组态时可去除SoundAlarm系统自己的控制窗口。 SoundAlarm目前已多个DCS实现了无缝集成，并获得了成功应用。

本研究成果基于目前列车在行驶过程中都要依靠列车员通过肉眼来识别站名，从而提醒乘客。夜间行驶时，列车员容易疲劳，而且对外面的环境难以识别，工作难度加大，很容易出现报错、报漏站的情况。对于出门旅行的乘客，对车厢内外的温差也一无所知，下车后很可能会因为所穿衣服不适而带来不便。对于初到外地的旅客，常常会因为人生地不熟而苦恼，如果能利用在列车上的时间来熟悉自己的目的地，将省时又省钱。

成果完成年份：2011.7 成果简介：本项目是基于MultiFLEX2-AVR单片机，通过若干传感器检测场地，并自主控制机械臂完成自主寻找并抓取收集网球的功能的智能系统。获得2011全国机器人大赛二等奖。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造技术 应用范围：智能机器人 现状特点：国内先进 技术创新：通过两辆车的配合实现无人控制下的网球捡拾 所在阶段：样机 市场状况及效益分析：市场上

该系统综合应用了自动控制技术、信息技术、现代管理技术、智能化技术等先进技术，与工艺生产技术相融合，实现企业从原材料选择、采购、生产加工到产品出厂全过程的智能化生产及管理，以适应复杂环境下的安全可靠、绿色低碳、经济高效的可持续发展要求，以三个层次专业应用和IT技术相结合，通过数据整合、应用和业务集成，达到商务智能、运营智能、操作智能。包括智能分析、经营预测、数据挖掘，运营优化、预警预报、实时绩效、应急指挥，传感分析、现场总线、先进控制、实时优化、动态模拟、在线仿真等功能。 该系统综合应用了自动控制技