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辽宁省环境监测物联网技术工程实验室简介
2014-09-12 09:56 科技处    (点击: )

 

辽宁省环境监测物联网技术工程实验室  

 

本工程实验室经辽宁省发改委批准成立于2012年。日常采取学术委员会领导下的主任负责制,内设云产品研发中心、泛在化技术与传感器产品研究中心、物联网水环境监测设备研究中心、土壤与水修复设备研究中心、虚拟化监测产品研究中心5个研究机构;并设立综合办公室、大型仪器共享中心和物联网产品认证中心3个公共服务机构。实验室学术委员会将由中科院沈阳自动化所、清华大学、东北大学、大连理工大学、企业等单位的专家和学者组成。实验室主任由 田力威 教授来担任,负责实验室的全面工作和研究方向规划与发展。各研究中心负责人由校内外的中青年学术带头人来担任。  

目前工程实验室形成了以下几个产品方向:  

1)感知层的面向区域重大污染事件和面向小尺度重污染事件水环境监测技术与装备研发。  

主要开展构建环保物联网的水环境监测技术与装备研究,针对流域水环境的各种智能终端数据(如自动监测设备仪表、数据采集传输仪、地面实测数据、卫星、无人机等遥感监测信息、跨部门与跨业务横纵向水环境质量数据和水环境关联数据、政策法规、目标管理体系等多元数据)的规范化管理,以实现“感知”和智能化运行为目标,研究可运营、可管理的流域环保物联网平台架构,进行监测数据、业务数据、管理数据的多元数据融合采集技术研究,建立流域水环境数据安全技术体系,保证水环境的多元数据在采集与存储过程中的安全性、可靠性、完整性与不可篡改性,为流域水环境综合管理智能化平台的数据采集与传输做强有力的技术支撑,实现“感知、监管、应急、服务”四位一体的流域水环境智能管理快捷通道。  

研发产品包括:流域环境检测物联网的构建及感知技术与设备研发,流域环保物联网平台构建技术研究,流域水环境多元数据采集、传输及交换设备研发,面向流域水环境数据采集及传输的安全设备研发。上述成品能实现为区域1)提供相关环境管理工作提供参考依据;掌控环境质量现状及发展趋势;3)积累环境背景资料;4)智能开展环境科学研究等功能。  

2)网络层的泛在环境监测传感器网络设备的研发;  

开展泛在网络(通信网、互联网、物联网的高度协同和融合)的研究,将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。  

首先,运用无线传感器网络技术,将大量的微型传感器节点通过随机撒播等方式随机部署在监测区域内,并对感兴趣的信息进行不间断的高精度数据搜集。以改变当前滞后的环境监测技术,解决环境监测中遇到的困难和难题为目标,利用无线传感器网络在环境监测中的优势,突破传统的环境监测方法和思路,提高监测精度,为环境监测提供可靠科学的监测数据,使用无线传感器网络,在布线和管理的难点都将迎刃而解,投资也大幅减少由于采用无线传感器网络技术,数据采集点可以广泛的布置在不同地区,灵活改变监测布局,从而实时获取精确的检测数据,不需要任何固定网络的支持,具有快速展开、抗毁性强等特点它可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息。  

其次,基于物联网技术以城市监控的互联网络为基础,进行流域水环境数据采集及传输网络体系,通过水环境质量在线监控可实现对区域内河流、湖泊断面监测数据的实时传输,从而对城市的水环境质量有一个更加全面的、及时的了解,为流域水环境监控数据库建设及预警平台建设提供基础保障。  

最后,通过传感网、物联网和互联网的协同和融合,形成泛在网络应用的具体体现,实质是泛在网络要融合协同的一种网络工作模式。  

研究内容包括:泛在网络协同和融合的环境监测产品研究,WSNs普适环境下非应用相关技术攻关WSNs基于IP 的上下文网络聚合产品研发,WSNs基于多宿主的网络传输成品研发,RFIDWSN的集成产品研发。  

3)处理层的基于云的环境数据综合处理技术及产品研发。开展基于云计算和大数据技术,完成智慧环境监测数据中间件和应用支撑云服务平台产品的研发,主要通过平台整合和分析环境监测数据的不同地域、不同类型用户群的海量数据(信息),实现大数据存储、实时处理、深度挖掘和模型分析,实现“更深入的智能化”以达到智慧化。最后,通过云计算技术的应用,形成基于云的环境数据综合处理品,让人们能够调用全网络资源,并在面向环境监的物联网中大规模地使用。  

在面向环境监测物联网中每时每刻都在产生大量的数据,这其中既有对决策有很大贡献的数据,也有帮助较小的数据,还有噪声数据,对如此海量数据的处理,需要有超级计算能力,并且在科学模型的指导下,才能高效地发现有用的决策信息,并智能地处理。通过云计算技术的应用,形成基于云的环境数据综合处理平台,让人们能够调用全网络资源,并在面向环境监的物联网中大规模地使用。  

研究内容包括:云计算技术在环境监测中的应用系统研发,环境监测系统数据质量控制系统研发,环境监测系统数据集成系统研发,环境监测系统大数据分析系统研发与综合示范。  

4)应用层的虚拟化环境仪器监测设备的研发。  

环境监测仪器作为仪器仪表领域的一个重要组成部分,它的未来发展趋势必然走向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化。将环境监测技术与虚拟技术相结合将会很好地满足这个发展要求。虚拟化了的环境监测仪器能够方便的对监测数据进行存储、回放、打印,利于这些数据的管理,不仅大大提高工作效率,而且在进行后期科研时,极为方便。网络化的虚拟环境监测仪器不仅可以实现常年无人值守自动连续监测,而且便于检索,实现资源共享。同时,对我国环境监测仪器的虚拟化对策的研究,能够很好的为后期虚拟式环境监测仪器的开发提供帮助,打下坚实基础。  

根据环境监测分析仪器按应用场合不同,本方向主要研发实验室通用分析仪器、专用环境监测仪器(包括物理污染的监测仪器)、自动环境监测系统三类产品。逐步建立起硬件上能兼容GPIBVXIPXI DAQ 四种总线标准的虚拟环境分析仪器开发平台。通过完成拥有自主知识产权的VISA 库、仪器驱动程序、应用软件的研发实现虚拟化的物理监测仪器和虚拟化水环境境监测系统的全面国产化。  

工程实验室近几年先后承担了国家、省、市级项目10项,获得软件著作权20个,申请发明专利3项。获得国家、省、市成果奖励4项。  

 

 

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