【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存儲(chǔ)能力，現(xiàn)有無(wú)線傳感網(wǎng)設(shè)備的硬件能力無(wú)法支持。因此 ，現(xiàn)有傳感網(wǎng)系統(tǒng)，例如 Zigbee 或 6LoWPAN，都無(wú)法建立比較大的穩(wěn)定的傳感網(wǎng)絡(luò)。 GTiBee 無(wú)線云傳感網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 GTiBee 技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是將網(wǎng)絡(luò)層和部分鏈路層實(shí)現(xiàn)在服務(wù)器端。由于服務(wù)器端的硬件能力是無(wú)線傳感網(wǎng)設(shè)備端的一百萬(wàn)倍以上， 30 通訊路徑的設(shè)置和維護(hù)功得到了跨越性的突破。 由于服務(wù)器中使用的是傳統(tǒng)式軟件，而不是嵌入式軟件，軟件開(kāi)發(fā)的速度和質(zhì)量得到了大幅度的提高。同時(shí)，多種通訊路徑優(yōu)化的算法已在現(xiàn)有軟件中實(shí)現(xiàn)，可以直接使用。 傳感網(wǎng)無(wú)線設(shè)備里的功能得到了簡(jiǎn)化，因此縮減了無(wú)線設(shè)備硬件的 要求和成本，也同時(shí)縮減了嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的需求。 應(yīng)用創(chuàng)新： 創(chuàng)新點(diǎn) 1：以圖形化的方式，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有無(wú)線設(shè)備的通訊質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性； 創(chuàng)新點(diǎn) 2：通過(guò)飲用水電導(dǎo)率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為用戶提供飲用水安全指示，保障用戶的用水健康； 技術(shù)創(chuàng)新： 創(chuàng)新點(diǎn) 1：耐腐蝕、長(zhǎng)壽命、在線智能監(jiān)測(cè)的電導(dǎo)無(wú)線傳感器 （ 1）創(chuàng)新度： 可以對(duì)工業(yè)用水、冷卻水、自來(lái)水、純凈水等弱電解質(zhì)的電導(dǎo)率精度在線監(jiān)測(cè)，針對(duì)傳統(tǒng)飲用水監(jiān)測(cè)傳感器易腐蝕、壽命短、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)延時(shí)長(zhǎng)的不足，本系統(tǒng)采用的在線智能監(jiān)測(cè)電導(dǎo)無(wú)線傳感器采用不銹鋼或工程塑料，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，以無(wú)線云傳感網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)飲用水水質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間（可連續(xù)工作 1 年以上）在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并執(zhí)行云端下達(dá)的控制指令。該項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。 31 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題： 電導(dǎo)率傳感器長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)，對(duì)傳感器的材質(zhì)、工藝和測(cè)量精度均提出了較高要求，需解決電導(dǎo)率傳感器長(zhǎng)期在線工作的穩(wěn)定性和可靠性。 創(chuàng)新點(diǎn) 2：基于 GTiBee 智能組網(wǎng)技術(shù)的動(dòng)態(tài)輪詢采集和異步報(bào)警通訊系統(tǒng) （ 1）針對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的 ZIGBee 組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)規(guī)模小、傳輸距離近、采集數(shù)據(jù)延遲等問(wèn)題，本系統(tǒng)采用具有 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GTiBee 通訊協(xié)議，以輪詢方式采集水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以異步報(bào)警的方式及時(shí)上報(bào)告警信息，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和可靠性。該項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)際領(lǐng)先，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題： 在動(dòng)態(tài)輪詢采集的條件下，保證報(bào)警信息的及時(shí)響應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)的通訊時(shí)隙分配和防碰撞機(jī)制提出了較高要求，該系統(tǒng)需解決動(dòng)態(tài)輪詢采集的穩(wěn)定性和異步報(bào)警信息的無(wú)漏報(bào)問(wèn)題。 創(chuàng)新點(diǎn) 3：基于云計(jì)算平臺(tái)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制系統(tǒng) （ 1）針對(duì)傳統(tǒng)飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)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(shù)，將飲水機(jī)水泵、過(guò) 濾裝置控制與水質(zhì)監(jiān)測(cè)形成閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，使反滲透膜的性能發(fā)揮到最大，達(dá)到最長(zhǎng)使用周期。該項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。 32 （ 2）創(chuàng)新難度和需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題： 通過(guò)閉環(huán)控制，降低反滲透膜的沖擊壓力，在保障過(guò)濾效果的前提下，提高反滲透膜的使用壽命，是業(yè)內(nèi)的一個(gè)難題。該系統(tǒng)需通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和控制算法在線升級(jí)方式，解決反滲透膜的使用壽命問(wèn)題。 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)路徑 本項(xiàng)目明確定位于開(kāi)發(fā)基于 GTiBee技術(shù)的智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，既關(guān)注微觀因素的影響，又關(guān)注宏觀系統(tǒng)的變化，采用先理論基礎(chǔ)后實(shí)際應(yīng)用的原 則，加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合，具體技術(shù)路線如下： (1) 通過(guò)調(diào)研和分析現(xiàn)有飲用水凈水系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范及和云計(jì)算環(huán)境下給該項(xiàng)目帶來(lái)新的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，確定本課題的研究要點(diǎn)，即完成風(fēng)險(xiǎn)分析； (2) 確定本課題的研究目標(biāo)為，研制耐腐蝕、長(zhǎng)壽命、在線智能監(jiān)測(cè)的電導(dǎo)無(wú)線傳感器；確定基于 GTiBee智能組網(wǎng)技術(shù)的動(dòng)態(tài)輪詢采集和異步報(bào)警通訊系統(tǒng)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道；實(shí)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(tái)設(shè)計(jì)及相應(yīng)的安全保障策略； (3) 通過(guò)對(duì)研究要點(diǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)的突破，形成一系列的專(zhuān)利和軟件著作權(quán)； (4) 在關(guān)鍵技術(shù) 完全突破的基礎(chǔ)上，完成整個(gè)智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的搭建。 技術(shù)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(jì) 分 析智 能 組 網(wǎng) 設(shè) 備無(wú) 線 感 知 節(jié) 點(diǎn)電 導(dǎo) 率 傳 感 器及 凈 水 機(jī) 設(shè) 備電 導(dǎo) 率無(wú) 線 傳 輸信 息 匯 聚指 令 下 發(fā)無(wú) 線 傳 輸控 制 指 令 市場(chǎng)分析：對(duì)細(xì)分市場(chǎng)的規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)者分析。真實(shí)、合理、具體 市場(chǎng)產(chǎn)品需求 目前，國(guó)家對(duì)水污染治理越來(lái)越重視，特別是自來(lái)水二次污染嚴(yán)重，水中有害物質(zhì)達(dá) 765種，其中 20種確認(rèn)致癌， 24種可疑致癌，18種致結(jié)石，約有 80%的疾病尤其是慢性疾病是因?yàn)樗廴疽l(fā)的。為了殺菌，有些人燒開(kāi)水喝。事實(shí)上，自來(lái)水燒開(kāi)后，雖然細(xì)菌被殺 34 死，但細(xì)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(xué)上所說(shuō)的“致熱質(zhì)”。加氯消毒的傳統(tǒng)沉淀過(guò)濾過(guò) 程中，氯與水中的腐黑素合成為三氯甲烷，是世界上公認(rèn)的致癌物質(zhì)。水燒至 90 至 100度之間三氯甲烷是生水的 3 至 4 倍。自來(lái)水未經(jīng)過(guò)沉淀直接養(yǎng)魚(yú)魚(yú)會(huì)死，但人和魚(yú)相比體積大，氯對(duì)人體的毒害不會(huì)立刻顯現(xiàn)出來(lái)。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(méi)有自來(lái)水污染嚴(yán)重，但其鈣、鎂離子含量高，長(zhǎng)期飲用易得心腦血管、膽結(jié)石等疾病。深井水堿性大，而人體需酸堿平衡，人體對(duì)水的要求是弱堿性的。 本系統(tǒng)中的凈水機(jī)也稱凈水器，按濾芯組成結(jié)構(gòu)分為 RO反滲透凈水機(jī)和超濾膜凈水機(jī)、能量?jī)羲畽C(jī)等。 RO 反滲 透凈水機(jī)標(biāo)配的是 5級(jí)過(guò)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(jí)；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、顆粒活性碳、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(nèi)壓超濾膜、 KDF組成。 反滲透純水機(jī)原理：反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B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(dá)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(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲 35 透過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，近 20 年來(lái)得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水（見(jiàn)鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，目前其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，已開(kāi)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(shù)在凈水系統(tǒng)中的應(yīng)用，反滲透膜的使用周期和更換問(wèn)題成為凈水機(jī)廠家和用戶十分關(guān)心的問(wèn)題，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反滲透膜的工作狀 態(tài)，并及時(shí)合理地更換反滲透膜成為凈水市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的剛性需求。 產(chǎn)品的市場(chǎng)目標(biāo)群體 從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，所有凈水機(jī)的生產(chǎn)廠家及其用戶是該項(xiàng)目產(chǎn)品的主要市場(chǎng)目標(biāo)群體；短期內(nèi)，公司產(chǎn)品的市場(chǎng)目標(biāo)群體定位在有品牌效應(yīng)的、市場(chǎng)前景較好的凈水機(jī)生產(chǎn)廠家。 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析：項(xiàng)目產(chǎn)品、模式與主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品的比較競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 目前市場(chǎng)上的凈水機(jī)反滲透膜檢驗(yàn)多采用人工定期上門(mén)檢測(cè)的方式進(jìn)行抽查，該方式不能保證反滲透膜更換的及時(shí)性和合理性。該項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)手段屬于行業(yè)首創(chuàng)。 目前，生產(chǎn)直飲水凈水機(jī)的廠家很多，如美的、海爾 、榮事達(dá)、安吉爾、 等，但是他們的凈水機(jī)均沒(méi)有水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)功能，其反滲透膜等易耗品均采用定期上門(mén)檢測(cè)、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(shí)更換，即不能保證用戶引用的直飲水始終是達(dá)標(biāo)的。 隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，目前也有一些企業(yè)開(kāi)始關(guān)注飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)問(wèn)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(shù)方案均與本項(xiàng)目有所不同。陜西公眾智能科技有限公司的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)主要采用 GPRS 或 3G 技術(shù)作為通訊手段，且其監(jiān)測(cè)對(duì)象為自來(lái)水，而非直飲水。上海浩澤凈水的產(chǎn)品定位與 本項(xiàng)目相類(lèi)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(shù)，而非無(wú)線傳感網(wǎng)通訊。此技術(shù)的缺點(diǎn)在于：在辦公場(chǎng)所或?qū)W校等人口密集型區(qū)域，其飲水機(jī)數(shù)量較多，網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量不佳，不能保證系統(tǒng)及產(chǎn)品穩(wěn)定可靠運(yùn)行，且其實(shí)施成本較高。 主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和產(chǎn)品狀況： 公司名稱 技 術(shù) 方案 是否支持 自組網(wǎng) 智 能 延 時(shí)控制 產(chǎn)品平均通 訊成本 xx WSN 是 有 30 元 陜西公眾 GPRS 否 無(wú) 80 元 上海浩澤 WiFi 否 有 50 元 項(xiàng)目產(chǎn)品通訊性能比較 37 產(chǎn)品技術(shù) 陜西公眾 上海浩澤 本項(xiàng) 目 通訊距離 根據(jù)基站確定 30 米 (室內(nèi) ) 200 米 (室內(nèi) ) 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(dòng)組網(wǎng) 手動(dòng)組網(wǎng) 綜上所述： 本項(xiàng)目的研發(fā)是基于市場(chǎng)和用戶的實(shí)際需求，定位準(zhǔn)確，功能實(shí)用，在產(chǎn)品性能、應(yīng)用以及穩(wěn)定性上有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 商業(yè)模式：商業(yè)邏輯，盈利方式 本公司采用與凈水設(shè)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(yīng)用。本系統(tǒng)采用“硬件（點(diǎn)） +軟件（線） +云服務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)（面）”的商業(yè)模式，為用戶 提供免費(fèi)的智慧云凈水設(shè)備，并為用戶提供水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)及后期維護(hù)服務(wù)。用戶只需定期繳存一定的服務(wù)費(fèi)，即可享用純凈放心的飲用水。服務(wù)費(fèi)收益由我公司與凈水設(shè)備公司按比例分成。 當(dāng)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(shù)，從該系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)中獲得有價(jià)值的數(shù)據(jù)，提供給凈水設(shè)備生產(chǎn)公司，研發(fā)生產(chǎn)更好滿足市場(chǎng)和用戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)，從而進(jìn)一步增加本 38 系統(tǒng)的用戶數(shù)量和凈水設(shè)備的市場(chǎng)份額，擴(kuò)大本公司與合作公司的市場(chǎng)影響力，獲得更多的服務(wù)收益。 商業(yè)創(chuàng)新點(diǎn)： 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(cè)系統(tǒng)所有無(wú)線設(shè)備的通訊質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； b. 通過(guò)飲用水電導(dǎo)率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為用戶提供飲用水安全指示； c. 以輪詢方式采集水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) d. 以異步報(bào)警方式及時(shí)上報(bào)告警信息； e. 基于云計(jì)算平臺(tái)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) f. 飲水機(jī)水泵、過(guò)濾裝置控制和水質(zhì)監(jiān)測(cè)的閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(dá)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(shí)產(chǎn)權(quán)的 GTiBee 協(xié)議，具有組網(wǎng)靈活，穩(wěn)定性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，柔韌度好等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速推廣。 在市場(chǎng)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(fèi)的智慧云凈水設(shè)備，并為用戶提供水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)及后期維護(hù)服務(wù)，用戶只需定期繳存一定的服務(wù)費(fèi)，即可享用純凈放心的飲用水。服務(wù)費(fèi)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(shè)備生產(chǎn)公司合作推廣智慧云凈水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。 團(tuán)隊(duì)介紹 : 創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)和核心管理團(tuán)隊(duì)成員的簡(jiǎn)歷，優(yōu)勢(shì)。 1)、創(chuàng)始人：王煜 ★教育背景（學(xué)習(xí)或培訓(xùn)） 1994 年 9 月― 1998 年 6 月，美國(guó)馬里蘭大學(xué)，電子工程專(zhuān)業(yè)，學(xué)士學(xué)位 1998 年 9 月― 2020 年 8 月，美國(guó)麻省理工學(xué)院，電子工程專(zhuān)業(yè)，碩士學(xué) 位 2020 年 9 月― 2020 年 6 月，美國(guó)麻省理工學(xué)院，電子工程專(zhuān)業(yè)，博士學(xué)位 ★工作經(jīng)歷 2020 年 5 月― 2020 年 12 月，美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體 (ADI)公司，實(shí)習(xí)芯片設(shè)計(jì)工程師 2020 年 6 月― 2020 年 12 月，美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體 (ADI)公司，高