【文章內容簡介】 存儲能力，現(xiàn)有無線傳感網(wǎng)設備的硬件能力無法支持。因此 ，現(xiàn)有傳感網(wǎng)系統(tǒng)，例如 Zigbee 或 6LoWPAN，都無法建立比較大的穩(wěn)定的傳感網(wǎng)絡。 GTiBee 無線云傳感網(wǎng)系統(tǒng)結構圖 GTiBee 技術的最大優(yōu)勢是將網(wǎng)絡層和部分鏈路層實現(xiàn)在服務器端。由于服務器端的硬件能力是無線傳感網(wǎng)設備端的一百萬倍以上， 30 通訊路徑的設置和維護功得到了跨越性的突破。 由于服務器中使用的是傳統(tǒng)式軟件，而不是嵌入式軟件，軟件開發(fā)的速度和質量得到了大幅度的提高。同時，多種通訊路徑優(yōu)化的算法已在現(xiàn)有軟件中實現(xiàn)，可以直接使用。 傳感網(wǎng)無線設備里的功能得到了簡化，因此縮減了無線設備硬件的 要求和成本，也同時縮減了嵌入式軟件開發(fā)的需求。 應用創(chuàng)新： 創(chuàng)新點 1：以圖形化的方式，監(jiān)測系統(tǒng)所有無線設備的通訊質量和網(wǎng)絡結構，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性； 創(chuàng)新點 2：通過飲用水電導率的實時監(jiān)測，為用戶提供飲用水安全指示，保障用戶的用水健康； 技術創(chuàng)新： 創(chuàng)新點 1：耐腐蝕、長壽命、在線智能監(jiān)測的電導無線傳感器 （ 1）創(chuàng)新度： 可以對工業(yè)用水、冷卻水、自來水、純凈水等弱電解質的電導率精度在線監(jiān)測，針對傳統(tǒng)飲用水監(jiān)測傳感器易腐蝕、壽命短、數(shù)據(jù)監(jiān)測延時長的不足，本系統(tǒng)采用的在線智能監(jiān)測電導無線傳感器采用不銹鋼或工程塑料，耐腐蝕，使用壽命長，以無線云傳感網(wǎng)平臺為基礎，實現(xiàn)飲用水水質的長時間（可連續(xù)工作 1 年以上）在線監(jiān)測、實時監(jiān)測并執(zhí)行云端下達的控制指令。該項技術屬國內首創(chuàng)。 31 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點解決的問題： 電導率傳感器長期在線監(jiān)測，對傳感器的材質、工藝和測量精度均提出了較高要求，需解決電導率傳感器長期在線工作的穩(wěn)定性和可靠性。 創(chuàng)新點 2：基于 GTiBee 智能組網(wǎng)技術的動態(tài)輪詢采集和異步報警通訊系統(tǒng) （ 1）針對傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)采用的 ZIGBee 組網(wǎng)技術組網(wǎng)規(guī)模小、傳輸距離近、采集數(shù)據(jù)延遲等問題，本系統(tǒng)采用具有 自主知識產(chǎn)權的GTiBee 通訊協(xié)議，以輪詢方式采集水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，以異步報警的方式及時上報告警信息，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和可靠性。該項技術屬國際領先，填補國內空白。 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點解決的問題： 在動態(tài)輪詢采集的條件下，保證報警信息的及時響應，對系統(tǒng)的通訊時隙分配和防碰撞機制提出了較高要求，該系統(tǒng)需解決動態(tài)輪詢采集的穩(wěn)定性和異步報警信息的無漏報問題。 創(chuàng)新點 3：基于云計算平臺的飲水機水質監(jiān)測與閉環(huán)控制系統(tǒng) （ 1）針對傳統(tǒng)飲水機水質監(jiān)測系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)分析局限性，本系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析技術，將飲水機水泵、過 濾裝置控制與水質監(jiān)測形成閉環(huán)系統(tǒng)，通過水質監(jiān)測數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)分析結果，使反滲透膜的性能發(fā)揮到最大，達到最長使用周期。該項技術屬國內首創(chuàng)。 32 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點解決的問題： 通過閉環(huán)控制，降低反滲透膜的沖擊壓力，在保障過濾效果的前提下，提高反滲透膜的使用壽命，是業(yè)內的一個難題。該系統(tǒng)需通過大數(shù)據(jù)分析和控制算法在線升級方式，解決反滲透膜的使用壽命問題。 項目實現(xiàn)路徑 本項目明確定位于開發(fā)基于 GTiBee技術的智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，既關注微觀因素的影響，又關注宏觀系統(tǒng)的變化，采用先理論基礎后實際應用的原 則，加強理論和實踐的結合，具體技術路線如下： (1) 通過調研和分析現(xiàn)有飲用水凈水系統(tǒng)的技術規(guī)范及和云計算環(huán)境下給該項目帶來新的網(wǎng)絡安全威脅，確定本課題的研究要點，即完成風險分析； (2) 確定本課題的研究目標為，研制耐腐蝕、長壽命、在線智能監(jiān)測的電導無線傳感器；確定基于 GTiBee智能組網(wǎng)技術的動態(tài)輪詢采集和異步報警通訊系統(tǒng)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道；實現(xiàn)智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理平臺設計及相應的安全保障策略； (3) 通過對研究要點中的關鍵技術的突破，形成一系列的專利和軟件著作權； (4) 在關鍵技術 完全突破的基礎上，完成整個智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測平臺的搭建。 技術線路圖 33 智 慧 云 凈 水 物 聯(lián) 網(wǎng) 系 統(tǒng)大 數(shù) 據(jù) 處 理 及 統(tǒng) 計 分 析智 能 組 網(wǎng) 設 備無 線 感 知 節(jié) 點電 導 率 傳 感 器及 凈 水 機 設 備電 導 率無 線 傳 輸信 息 匯 聚指 令 下 發(fā)無 線 傳 輸控 制 指 令 市場分析：對細分市場的規(guī)模、競爭者分析。真實、合理、具體 市場產(chǎn)品需求 目前，國家對水污染治理越來越重視，特別是自來水二次污染嚴重，水中有害物質達 765種，其中 20種確認致癌， 24種可疑致癌，18種致結石，約有 80%的疾病尤其是慢性疾病是因為水污染引發(fā)的。為了殺菌，有些人燒開水喝。事實上，自來水燒開后，雖然細菌被殺 34 死，但細菌的尸體仍然殘留在水里，成為人體發(fā)熱的根源，即醫(yī)學上所說的“致熱質”。加氯消毒的傳統(tǒng)沉淀過濾過 程中，氯與水中的腐黑素合成為三氯甲烷，是世界上公認的致癌物質。水燒至 90 至 100度之間三氯甲烷是生水的 3 至 4 倍。自來水未經(jīng)過沉淀直接養(yǎng)魚魚會死，但人和魚相比體積大，氯對人體的毒害不會立刻顯現(xiàn)出來。井水、地下水也不安全。地球上的酸雨、工農(nóng)業(yè)廢水滲入地下造成污染，致使深井水雖然沒有自來水污染嚴重，但其鈣、鎂離子含量高，長期飲用易得心腦血管、膽結石等疾病。深井水堿性大，而人體需酸堿平衡，人體對水的要求是弱堿性的。 本系統(tǒng)中的凈水機也稱凈水器，按濾芯組成結構分為 RO反滲透凈水機和超濾膜凈水機、能量凈水機等。 RO 反滲 透凈水機標配的是 5級過濾，即： PP 棉、顆粒炭、壓縮炭、 RO反滲透膜、后置活性炭（也稱小 T33） 5 級；超濾凈水器是以超濾膜為主、其它濾芯如活性炭（不包括能量濾芯）為輔，超濾凈水器按照安裝方式分為立式與臥式兩種，立式超濾凈水器由 PP 棉、顆?；钚蕴?、壓縮活性炭、外壓超濾膜、T33 組成；臥式超濾凈水器由不銹鋼外殼及內壓超濾膜、 KDF組成。 反滲透純水機原理：反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的 反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。 反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲 35 透過程簡單，能耗低，近 20 年來得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結合制取高純水，目前其應用范圍正在擴大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。 隨著反滲透技術在凈水系統(tǒng)中的應用，反滲透膜的使用周期和更換問題成為凈水機廠家和用戶十分關心的問題，實時監(jiān)測反滲透膜的工作狀 態(tài)，并及時合理地更換反滲透膜成為凈水市場日益增長的剛性需求。 產(chǎn)品的市場目標群體 從長遠角度看，所有凈水機的生產(chǎn)廠家及其用戶是該項目產(chǎn)品的主要市場目標群體；短期內，公司產(chǎn)品的市場目標群體定位在有品牌效應的、市場前景較好的凈水機生產(chǎn)廠家。 競爭對手分析：項目產(chǎn)品、模式與主要競爭企業(yè)同類產(chǎn)品的比較競爭優(yōu)勢。 目前市場上的凈水機反滲透膜檢驗多采用人工定期上門檢測的方式進行抽查，該方式不能保證反滲透膜更換的及時性和合理性。該項目的監(jiān)測手段屬于行業(yè)首創(chuàng)。 目前，生產(chǎn)直飲水凈水機的廠家很多，如美的、海爾 、榮事達、安吉爾、 等，但是他們的凈水機均沒有水質在線監(jiān)測功能，其反滲透膜等易耗品均采用定期上門檢測、定期更換的方式，此方式 36 不能保證反滲透膜等易耗品及時更換，即不能保證用戶引用的直飲水始終是達標的。 隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，目前也有一些企業(yè)開始關注飲用水水質在線監(jiān)測問題，如陜西公眾智能科技有限公司、上海浩澤凈水等企業(yè)。但是他們的產(chǎn)品定位和技術方案均與本項目有所不同。陜西公眾智能科技有限公司的水質在線監(jiān)測主要采用 GPRS 或 3G 技術作為通訊手段，且其監(jiān)測對象為自來水，而非直飲水。上海浩澤凈水的產(chǎn)品定位與 本項目相類似，但是其主要用戶群為家庭，其通訊方式為 WiFi 等成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術，而非無線傳感網(wǎng)通訊。此技術的缺點在于：在辦公場所或學校等人口密集型區(qū)域，其飲水機數(shù)量較多，網(wǎng)絡通訊質量不佳，不能保證系統(tǒng)及產(chǎn)品穩(wěn)定可靠運行，且其實施成本較高。 主要競爭對手和產(chǎn)品狀況： 公司名稱 技 術 方案 是否支持 自組網(wǎng) 智 能 延 時控制 產(chǎn)品平均通 訊成本 xx WSN 是 有 30 元 陜西公眾 GPRS 否 無 80 元 上海浩澤 WiFi 否 有 50 元 項目產(chǎn)品通訊性能比較 37 產(chǎn)品技術 陜西公眾 上海浩澤 本項 目 通訊距離 根據(jù)基站確定 30 米 (室內 ) 200 米 (室內 ) 通訊單元功耗 2W 100mW 50mW 多種通訊方式 支持 不支持 不支持 組網(wǎng)方式 自組網(wǎng) 手動組網(wǎng) 手動組網(wǎng) 綜上所述： 本項目的研發(fā)是基于市場和用戶的實際需求，定位準確，功能實用，在產(chǎn)品性能、應用以及穩(wěn)定性上有絕對的優(yōu)勢。 商業(yè)模式：商業(yè)邏輯，盈利方式 本公司采用與凈水設備生產(chǎn)公司合作的方式，共同推廣自主研發(fā)的智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其應用。本系統(tǒng)采用“硬件（點） +軟件（線） +云服務運營平臺（面）”的商業(yè)模式，為用戶 提供免費的智慧云凈水設備，并為用戶提供水質的在線監(jiān)測及后期維護服務。用戶只需定期繳存一定的服務費，即可享用純凈放心的飲用水。服務費收益由我公司與凈水設備公司按比例分成。 當用戶數(shù)量積累到一定程度，我公司可以利用大數(shù)據(jù)技術，從該系統(tǒng)的運行和維護中獲得有價值的數(shù)據(jù)，提供給凈水設備生產(chǎn)公司，研發(fā)生產(chǎn)更好滿足市場和用戶需求的產(chǎn)品和服務，從而進一步增加本 38 系統(tǒng)的用戶數(shù)量和凈水設備的市場份額，擴大本公司與合作公司的市場影響力，獲得更多的服務收益。 商業(yè)創(chuàng)新點： 功能創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、或其他方面的創(chuàng)新 A． 功能創(chuàng)新 a. 以圖形化的方式，監(jiān)測系統(tǒng)所有無線設備的通訊質量和網(wǎng)絡結構； b. 通過飲用水電導率的實時監(jiān)測，為用戶提供飲用水安全指示； c. 以輪詢方式采集水質監(jiān)測數(shù)據(jù) d. 以異步報警方式及時上報告警信息； e. 基于云計算平臺的飲水機水質監(jiān)測系統(tǒng) f. 飲水機水泵、過濾裝置控制和水質監(jiān)測的閉環(huán)系統(tǒng)，通過水質監(jiān)測數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)分析，使反滲透膜的性能最大發(fā)揮，達到最大使用周期。 B． 商業(yè)模式創(chuàng)新 系統(tǒng)采用自主知識產(chǎn)權的 GTiBee 協(xié)議，具有組網(wǎng)靈活，穩(wěn)定性高，擴展性強，柔韌度好等優(yōu)勢，可實現(xiàn)系統(tǒng)的快速推廣。 在市場推廣方面，目前公司與寧波井億家環(huán)境科技有限 公司聯(lián)合為用戶提供免費的智慧云凈水設備，并為用戶提供水質的在線監(jiān)測及后期維護服務，用戶只需定期繳存一定的服務費，即可享用純凈放心的飲用水。服務費收益由我公司與井億家公司按比例分成。 39 此外，我公司還可與其他凈水設備生產(chǎn)公司合作推廣智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。 團隊介紹 : 創(chuàng)始團隊和核心管理團隊成員的簡歷，優(yōu)勢。 1)、創(chuàng)始人：王煜 ★教育背景（學習或培訓） 1994 年 9 月― 1998 年 6 月，美國馬里蘭大學，電子工程專業(yè)，學士學位 1998 年 9 月― 2020 年 8 月，美國麻省理工學院，電子工程專業(yè)，碩士學 位 2020 年 9 月― 2020 年 6 月，美國麻省理工學院，電子工程專業(yè)，博士學位 ★工作經(jīng)歷 2020 年 5 月― 2020 年 12 月，美國亞德諾半導體 (ADI)公司，實習芯片設計工程師 2020 年 6 月― 2020 年 12 月，美國亞德諾半導體 (ADI)公司，高