一、产品简介： 本系统由传感节点、控制节点、中继节点、网关、基站、现场监控终端、本地监控终端及远程监控终端（包括远程监控中心、客户监控终端、便携式移动监控终端）等组成，采用以无线传感器网络（Wireless Sensor Networks—WSN）为核心的物联网对诸如鸡、猪、奶牛等畜禽设施养殖环境进行监控。 本系统根据畜禽设施养殖需求，采集畜禽室内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度等参数，以及畜禽室外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数，以多跳路由方式无线自组网、路由传输到无线传感器网络基站；无线传感器网络基站处理及存储网络数据，并根据畜禽室内环境信息控制排风扇、水帘、喷淋设备、照明灯和加料设备等执行设备，调控畜禽室内环境；无线传感器网络基站又与本地监控终端和远程监控终端进行通信交互，各监控终端向用户实时提供监测数据以及执行装置的工作状况，用户还能通过监控终端远程控制监控现场执行设备的工作。 本系统还能扩展采集、传输图像、视频和语音信息。系统能进行室内参数超限和室外自然灾害（极端气候）应急报警，并且系统各监控终端具有智能决策功能，人机操作界面采用层次结构，数据及状态显示多样。本系统能实现设施畜禽业技术、生态修复技术、健康养殖技术的有机融合，对畜禽室内环境进行综合监控与修复，改善畜禽养殖环境，使畜禽在适宜的环境下生长，增强畜禽的抗病能力，减少和避免大规模病害的发生，并且能实现畜禽产品溯源与质量安全控制， 有效提高畜禽产品的产量和质量。系统实时性强、稳定性好、可靠性高、成本低、安装维护使用方便。 本系统产品获授权国家发明专利 4 项、实用新型专利 3 项、软件著作权登记1 项和外观设计 1 项，并获江苏省农业装备产品推广资质证书。本产品经部省级组织专家鉴定，其成果达到国际先进水平。产品系统架构及部分产品实物如图1～图 7 所示。 图 1 畜禽设施养殖物联网系统架构 图 2 无线温室采集器     图 3 单通道无线控制器 图 4 8 通道无线控制器 图 5 WSN 基站 图 6 8 通道采集控制及现场监控终端 图 7  物联网远程监控终端 二、主要功能和性能指标 主要功能指标： （1）能实现畜禽室内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度或/和硫化氢气体浓度、氨气浓度以及畜禽室外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数数据的采集、处理、传输、存储、显示及远程无线网络化监控、决策和管理。 （2）能根据多媒体信息、各种标量信息及内建的专家数据库，协助用户明确问题，构建和修改完善模型，列举可能的方案，然后在多方案、多目标、多准则的情况下加以自动比较、分析、综合处理和优化，以完成所需的决策和估计任务，即选定和实施最佳方案。 （3）无线传感器网络的无线信号绕射性强、分布性强、实时性强、自组织性强、扩展性强、鲁棒性强、带宽效率高。 （4）能根据不同畜禽、各种季节对畜禽室内环境指标的要求，通过监控终端自行设定温度、湿度、照度和有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度或/和硫化氢气体浓度、氨气浓度等环境参数的采集时间和监控范围，并且能通过监控终端远程控制监控现场执行装置的工作以及进行相应的状态显示。 （5）能够根据畜禽设施养殖室内环境要求自适应控制畜禽室内相关设备如：排风扇、水帘、喷淋装置、照明灯和加料装置的开启和关闭，使畜禽一直保持在相对适宜的温度、湿度、照度和有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度或/和硫化氢气体浓度、氨气浓度等参数环境中。 （6）除能检测和/或控制畜禽室内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度或/和硫化氢气体浓度、氨气浓度等畜禽室内环境参数以及设施畜禽室外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数外，还能扩展采集、传输图像、视频和语音信息以及扩展畜禽产品溯源与质量安全控制，并能进行温室内参数超限和温室外自然灾害（极端气候）应急报警。 （7）能对实时测量的所有参数数据及其融合数据进行实时处理、实时绘制曲线及表格，并能实现虚拟现实的实时显示； （8）能进行历史采集数据查询、表格及曲线绘制、报表统计、打印。 （9）能实现设施畜禽业技术、生态修复技术、健康养殖技术的有机融合， 对畜禽室内环境进行综合修复，增强畜禽的抗病能力，减少和避免大规模病害的发生，从而有效提高畜禽产品的产量和质量。 主要性能指标： （1）环境温度、湿度和照度的测量量程、精度、灵敏度（或分辨率）为： 温度测量指标： 量程：-20℃～70℃；精度：示值误差不超过±0.5℃(温度范围 0℃～55℃)， 示值误差不超过±1.0℃(其余温度范围)；灵敏度：0.5mV/℃。 湿度测量指标： 量程：0％RH～95％RH；精度：示值误差不超过±4%RH(湿度范围 20％RH～ 80％RH)，示值误差不超过±5%RH(其余湿度范围)；分辨率：0.5％RH。照度测量指标： 量程：0 lx～40000 lx；精度：示值误差不超过±5% rdg。有害气体浓度测量指标： 量程：0 ppm～100ppm (典型探测范围：0～30 ppm)；精度：示值误差不超过±0.5 ppm；灵敏度：0.15～0.5。 （2）智能决策选择熟练度≥ 95%。 （3）智能决策学习熟练度≥ 95%。 （4）智能决策制定精确度≥ 98%，其中关键智能决策制定精确度 100%。 （5）WSN无线通信频段：433MHz ISM/SRD。 （6）模拟信号输入/输出接口：4mA～20mA、0～10mA 、0～5V、0～5V。 （7）数字信号输入/输出接口：I/O、UART、RS-485、RS-232、开关量、频率量。 （8）网卡接口：RJ45。 （9）WSN节点工作温度：-20℃～70℃（其中 WSN 中继节点和 WSN 网关工作温度：-40℃～85℃）。 （10）WSN基站工作温度：-40℃～85℃。 （11）WSN节点和基站系统工作湿度：≤95%RH。 （12）WSN供电电压：AC 150V～265V、50Hz。 （13）WSN各节点、网关防护等级：IP65 或 IP55。

研发阶段/n（1）对于温水性养殖鱼类，按照50~60mg/kgo鱼体重的用量，将黄芪多糖拌在饲料中投喂，连续投喂15~30天，为一个预防周期。根据疾病流行季节的长短，在间隔15~20天后，可以再用一个预防周期。（2）对于冷水性养殖鱼类，按照60~80mg/kgo鱼体重的用量，将黄芪多糖拌在饲料中投喂，连续投喂15-30天，为一个预防周期。根据疾病流行季节的长短，在间隔20天左右后，可以再用一个预防周期。（3）对于养殖虾、蟹类水产动物，按照120~150mg/kgo体重的用量，将黄芪多糖拌在饲料中投喂

研发阶段/n（1）对于温水性养殖鱼类，按照40~50mg/kgo鱼体重的用量，将甘草多糖拌在饲料中投喂，连续投喂15~30天，为一个预防周期。根据疾病流行季节的长短，在间隔15~20天后，可以再用一个预防周期。（2）对于冷水性养殖鱼类，按照50~60mg/kgo鱼体重的用量，将甘草多糖拌在饲料中投喂，连续投喂15-30天，为一个预防周期。根据疾病流行季节的长短，在间隔20天左右后，可以再用一个预防周期。（3）对于养殖虾、蟹类水产动物，按照100~150mg/kgo体重的用量，将甘草多糖拌在饲料中投喂

研发阶段/n（1）采用BHIA培养基从患病鱼体病灶处（或者从肝、脾、肾、腹水）分离病原菌，在初培养的基础，挑取单个菌落进行纯培养并快速鉴定其种类。（2）将分离菌株接种在盛有适宜的培养基的平板中，采用药物纸片检测分离菌株的药物敏感性，确定分离菌株的药物敏感谱。（3）参照日本化学疗法学会的试管法，在药物系列试管中测定抗生素类药物对分离致病菌的抑、杀菌浓度，根据不同种类的抗生素类药物对分离菌株的最小抑菌浓度（MIC）的大小，选择治疗疾病的适宜药物种类和剂量用药。应用前景：适用于全国各地的海、淡水水产养殖区

可以量产/n该成果获2009年湖北省科技进步一等奖。开展了黄鳝、长吻鮠、黄颡鱼、鳜、河蟹、青虾和中华鳖健康高效养殖技术研究及产业化示范。建立了黄鳝、长吻鮠、黄颡鱼、中华鳖苗种规模化繁育技术，解决了黄颡鱼生活史早期高死亡率的难题。系统研究了黄鳝、长吻鮠的营养需求，研制了无公害饲料配方，提出了长吻鮠动态投喂管理技术。评估了鳜、河蟹和青虾的养殖容量和生态效应，建立了黄鳝、长吻鮠、黄颡鱼、鳜、河蟹、青虾和中华鳖健康高效养殖技术模式。在湖北省主要渔区开展了渔业环境调查、水质监测及水产品检测，监测水域达到280

信息技术在畜牧业生产、管理、服务等领域应用程度在逐年增加，畜牧信息化养殖过程中，应用了大量的信息采集模块，能量补给问题越显突出。以往多数采用的是更换电池或者有线充电的方法，采用更换电池的方法会使得工作人员频繁进出，容易带入病菌等影响奶、肉质量的因素，而采用有线充电则对使用者而言太过于麻烦。 本技术提出了无线充电技术在畜牧信息化养殖中的应用新型磁耦合谐振技术完成无线充电，这样可以减少人为因素对养殖环境的影响，也减少了有线充电的麻烦。

研究内容 ：石蛙（棘胸蛙）从野生驯养到人工规模养殖一直是水产界 的难题。该课题通过十六年的潜心研究，首先系统研究了石蛙应用生态学 基础理论，为其养殖技术研究提供了可靠依据。然后经过漫长而又艰难的 探索基本掌握了不同生长发育阶段的石蛙池型设计和亲蛙培育、人工繁 殖、孵化、蝌蚪及幼蛙培育、成蛙饲养、饵料开发、生态规模养殖及病害 防治等系列核心技术 推广应用情况： 本项目成果已分别在浙江、 江西等三个单位推广应用，

项目成果/简介:压电驻极体是具有强压电效应的柔性驻极体材料，因其表现出“类铁电性”和，也称为铁电驻极体，是一类新型的人工智能和新能源材料。它的压电性源于双极性空间电荷在聚合物基体上的取向排列，以及材料特殊的微孔结构。压电驻极体膜是具有强压电效应的新型柔性压电功能膜，与传统压电材料的压电效应起源有本质区别。 与压电陶瓷和传统的铁电聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比较，压电驻极体具有一些独特的性能：压电驻极体在提高压电活性的同时还拥有聚合物的高柔韧性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超轻（体密度可低至330kg/m3）、低成本、低电容率、可大面积成形，以及低声阻抗（0.03MRayl）等特点。经过特殊工艺制备的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33高达1000pC/N，这一数值远远高于PVDF（约25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，压电驻极体组合了压电陶瓷和铁电聚合物薄膜各自的优点，在国防、医疗、航空航天、绿色能源（例如宽频带振动能量采集器、生物运动能量采集、海浪发电等）、控制、通讯（例如自供能微型无线传感网络）、智能结构、电声换能器、空气耦合超声换能器等领域有广阔的应用前景。应用范围:柔性薄膜传感器、结构健康监测、人体健康监测、无损检测、触觉传感器、电子肌肤、声呐、空气耦合超声波换能器、微能量采集器等多个领域。项目阶段:小规模生产效益分析:目前芬兰的Emfit公司是唯一能够大批量生产聚丙烯（PP）压电驻极体功能膜的生产商，采用的技术主要由两部分构成：微孔结构薄膜制备和电极化处理。在微孔 薄膜制备阶段，首先将聚丙烯树脂与无机矿物颗粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后挤出成聚丙烯-矿物颗粒复合薄板，最后双向拉伸形成微孔结构的薄膜。在电极化处理阶段采用电晕极化方式。而我们拟采用的技术是：以低廉价格的商品聚丙烯包装材料为原材料，采用具有自主知识产权的多次压缩气体膨化工艺调控薄膜微结构和机电性能，获得高活性聚丙烯压电驻极体膜。利用该技术生产出功能薄膜的活性远高于芬兰商品膜，最高可达50倍。

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

膜法口罩的核心是高性能空气净化膜材料，该材料具有由纳米纤维构成的三维类蜘蛛网结构，形成的微孔尺寸可控制在0.1到0.5微米范围内，能有效过滤99%以上的非油性颗粒，有效拦截各种固体气溶胶、飞沫和病毒，同时具有良好的透气性，不会产生呼吸的不适感。空气净化膜材料除了可用于制作口罩外，还可以用于空气净化器、医疗防护服等领域。基于膜材料制作的防护服，具有良好的抗菌拒水性能，是医疗防护中等级最高的医用防护服，它的特点是人体的汗气可以向外散发，而外面的水和细菌病毒等不能进入，且具有优异的耐老化、耐消毒等性能，可经常消毒杀菌。 在工业领域空气净化膜用于烟尘的超低排放控制，已经推广应用了上百套工程装备，产生经济效益二十多亿元，先后获得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、中国膜工业协会科学技术一等奖、侯德榜化工科学技术青年奖等奖励。     以空气净化膜为核心滤材的5万口罩已经在南京市江北新区、浦口区多家政府机构、江苏省膜产业园入园企业等上百家单位使用，为坚持在防疫一线工作的人员提供了有力保障。在南京市政府召开的防疫物资主题会议上，空气净化膜技术受到了南京市工信局、科技局等部门的高度重视，。