電子、信息類基于MPEG４視頻監控系統介紹一、系統簡介數據、語音和圖像是信息的主要載體,而人獲得的信息，百分之七十以上是通過視覺得到的。因此，圖像技術是信息獲取的關鍵。人們希望在終端屏幕上從世界各地實時地看到瞬息萬變的影像，最理想的傳輸介質是無處不在的因特網。為了有效地利用網絡，影像必須經過數字化、壓縮和網絡協議處理。目前最先進的壓縮方法是MPEG４，最通用的網絡協議是TCP/IP。我們開發的視頻監控系統是一個基于MPEG４硬件壓縮的嵌入式視頻監控3C(Cｏnsｕmer-Comｍunｉcatioｎ-Computer)產品，其本身是一個完整的系統，內嵌CPＵ和MＰＥＧ4硬件壓縮AＳＩC,用戶只需接上攝像頭和網線即可工作。二、系統特點(1）擁有從硬件設計到操作系統源碼的全部核心技術,便于最快地轉化到量產，或按照用戶需要二次開發。(2）可以提供完整的軟件開發包,供用戶或第三方在短期內開發應用程序。(３)機芯的設計合理，使用戶可以靈活地設計獨特風格的包裝。（4)在設計中考慮到最低的批量生產的成本，有較大的利潤空間。（5)有規劃的深層開發,如集成化系統、圖像動態檢測,特征識別等。三、技術參數及優點1、技術參數壓縮方式：MPEG-1,ＭＰＥG-2,ＭPEG-4（支持Mｉcrosoft和DｉvX兩種）可選分辨率：最小1６×1６,最大D１(７２0×5７6@25fps)(可設定）幀速率:最大分辨率下可以達到25幀／秒(幀數可設用于降低碼率)典型碼率：D1格式<4Mb/s，CIF格式（352×28８）＜40０Kb/ｓ壓縮特點:碼率、幀數、圖像大小可動態調整,以適應不同場合需求視頻輸入:4路（非同時)音頻輸入:一路系統接口：RS232，一個；RS４８5,一個；10/１00Ｂasｅ-T，一個(網絡傳輸協議:UDP,TＣP）電源接入:一個電源需求：供電電壓,5ＶDC；功率消耗,小于５W系統尺寸：120*1０0*3０mm2、技術優點（1）數字監控前端硬件的突出優點:完全由硬件實現視頻音頻的實時壓縮傳輸，高速高效；初始化、配置、數據采集、網絡傳輸過程完全脫離pc，本系統上電后可獨立工作；使用通用的網絡介質和協議，輕松實現遠程監控;體積小、可靠性高、免維護，因而具有廣泛應用前景。（2)數字監控解碼器（后端ＰC軟件）優點:純軟件解決方案(WＩN２００0/ＮT/xｐ)；實時接收、編碼、顯示和記錄多達n個同時活動視頻的連接;ＭＰEＧ1,MPEG２,MPEG4格式的視頻接收；用戶界面簡單,功能強大。可以實現以太網、ＩSDＮ、MＯＤＥＭ和GSM連接的任意組合；可以將用戶的命令通過網絡發出，被監控系統接收后經RS2３2/485接口傳遞給遠端連接的監控攝像頭,實現包括攝像機平移、旋轉、聚焦、傾斜和縮放等功能的遠端控制;所有錄像可以存儲在硬盤上,存成*.ＡVＩ格式文件，可以用微軟的媒體播放器直接播放。四、安裝數字監控解碼器PＣ系統要求ＰCＰeｎtiumⅡ450以上；128Ｍ內存;100M/１０Ｍ網卡;聲卡。五、應用場合視頻監控系統的開發使其應用擴展到極為廣闊的領域,如：１、機場、車站、醫院、超市和大型購物中心的監控、客流控制。２、高速公路、加油站、城市街道路口用于監視車輛,檢查違規，疏導交通。３、居民小區、宿舍、教室等,安全監控和物業管理。4、銀行、AＴM終端、收銀臺、郵局等，記錄客戶和營業員的交易活動。5、重要的建筑、武警崗哨、監獄等的安全監控。6、大型設備、保險箱、銀庫等的無人值守。以上只是明顯的直接應用的場合,隨著市場需求和開發者的想象的發展,還會有不斷擴大的前景，例如視頻會議等。六、合作方式技術轉讓或合作開發新產品。基于生物特征識別的身份認證產品一、基于生物特征識別的身份認證系統在當今的信息社會，信息安全已成為世界各國廣泛關注的重要問題。隨著通信技術和互聯網的飛速發展，人類物理和虛擬活動空間不斷擴大，社會對于人類自身身份認證的準確性、安全性和實用性提出更高要求。由于目前廣為使用的身份證件和IC卡、密碼等傳統的身份認證方法存在失密和易受攻擊的缺陷，造成重大的安全隱患和經濟損失。人們開始把目光轉向生物特征識別技術,希望籍此來構筑更加健壯可靠的信息安全系統。生物特征識別是根據人體的（包括指紋、虹膜、人臉、手形、聲音等）生物特征來識別人的身份,這類特征具有唯一性、穩定性以及與生俱來、隨身攜帶和終生不變的特點。例如：眼睛瞳孔周圍的虹膜具有復雜的紋理,能夠成為獨一無二的標識;虹膜紋理的貝努里分布的自由度超過260，而且人的虹膜在一歲以后就不再變化,具有極高的唯一性和穩定性,世界上還不曾發現兩個人的虹膜是完全相同的。生物特征識別技術可廣泛應用于軍事、公安和民用領域。例如:軍事機密單位，槍械庫，核能設施；政府辦公室,保密資料室,重要物品倉庫;機場，港口的安全系統,身份認證系統；金融領域:銀行金庫，保險箱;門禁系統,考勤系統,流動人口管理以及電子商務、電子政務等。綜上所述,基于生物特征識別的身份認證系統是一種新的高新技術產品。其安全性能和防偽性能好,隨身“攜帶”，不會“遺忘”,具有廣闊的應用領域。因此,生物特征識別技術已被視為2１世紀的十大熱門技術之一。二、項目內容與性能本項目包括目前生物特征識別中較為成熟的指紋識別系統、虹膜識別系統、人臉識別系統、手形識別系統以及正在研制的多模態生物特征融合的識別系統。每個系統一般都包括特征信息獲取、信息預處理、特征提取、匹配和識別等子模塊；目前指紋識別系統、虹膜識別系統、人臉識別系統和手形識別系統都已開發出樣機,并達到較高的技術指標。部分樣機已通過省級鑒定，全部為獨立研制,有自主的知識產權。項目的具體產品包括:１、指紋識別系統該系統以人的指紋作為識別身份的媒介,現有的指紋采集技術已經比較成熟，可以方便的采集較好質量的指紋圖像,然后根據計算機視覺和圖像處理技術，提取指紋的特征點(端點和分叉點),并采用我們自己研制的匹配和識別算法和軟件。在圖像預處理;特征點的表征;旋轉、縮放和平移地不變性等技術方面有特色。性能指標：誤拒率小于5％，誤識率小于１‰,識別時間小于1秒。２、虹膜識別系統該系統以人的虹膜的復雜紋理作為識別身份的介質，是生物特征識別技術中安全性最高的。它采集活體虹膜的圖像，防偽性能極好,可應用于要求安全性很高的場合。綜合運用圖像處理,人工智能以及小波和分形等數學工具，系統完成從虹膜采集、虹膜定位、特征提取、匹配等功能，最后給出識別或認證的結果。產品特點：本產品的虹膜采集設備由日本松下公司OEM,圖像預處理、特征提取和識別方法方面有特色。技術指標:誤拒率小于1%，誤識率小于0.1‰,識別時間小于1秒。3、臉像識別系統該系統以人的臉像作為識別身份的媒介,人臉像的采集較為容易，具有便捷和友好的特性。產品采用計算機視覺和圖像處理技術,抓住人臉的輪廓特征和局部細節特征,并以此來研制匹配和識別方法。產品特點:本產品在人臉的定位；亮度和尺寸的歸一化；旋轉、縮放和平移地不變性;分類器的設計等關鍵技術方面有特色,相應的識別軟件有自主知識產權。技術指標：誤拒率小于10％,誤識率小于5‰，識別時間小于１秒。４、手形識別系統該系統以人手的形狀作為識別身份的媒介,與指紋采集相似，都具有易采集的特性,可以方便的采集較好質量的手形圖像,然后根據計算機視覺和圖像處理技術，獲取手指的輪廓信息。并據此來研制匹配和識別算法。產品特點：本產品在識別技術方面有創新。對手形的輪廓的非線性建模；特征表征；旋轉、縮放和平移地不變性；匹配方法等方面有特色,識別軟件有自主知識產權，而且自主開發的采集設備較方便、成本低，價格便宜,便于推廣。技術指標：誤拒率小于1０%,誤識率小于3‰，識別時間小于１.5秒。5、多模態生物特征識別系統在實際應用中,由于客觀條件變化的不可估計性,單生物特征識別技術往往會遇到難以克服的特例。比如:當天氣條件劇烈變化時,有些人的指紋就會因為各種異常而難以采集到符合要求的圖像;還有其它各種情況就不在一一列舉。所以對于安全性要求極高的應用領域，利用上述各種生物特征的互相融合可以提高身份識別的正確率。技術特點:本產品在多生物特征的提取;融合算法研制(特征層的融合與識別決策層的融合);以及降低誤拒率和誤識率方面有特色。技術指標:誤拒率小于１%,誤識率為0，識別時間小于2秒。三、預期投入與經濟效益和社會效益近年來，以生物特征識別為核心的技術和產品發展很快。國際上，西方各國政府都在大力推進生物特征識別技術的發展和應用。1998年5月，美國舉行了題為“BｉometricsaｎdFutureofMoney”的聽證會,討論了關于生物特征身份認證技術應用于銀行、金融以及個人信息安全領域的情況，一致認為該技術將影響到人們現有的生活方式和商業模式。“911”之后,美國政府又連續簽署了3個國家安全法案,要求采用生物識別技術。２003年6月，聯合國國際民用航空組織公布了生物技術的應用規劃。規劃提出，將在個人護照中加入生物特征（指紋、虹膜和臉像），并在進入各個國家邊境時進行個人身份的確認。目前此規劃已在美國、歐盟、澳大利亞、日本、韓國、南非等地區和國家通過，并將在近期逐步實施推行。據國際生物集團（IBG）統計，到２0０5年底，全球生物特征認證技術的市場將達到２2億美元,并以每年超過80％的速度增長。業內專家估計,未來5年,我國將有近百億元的市場等待著企業去開拓。目前國內生物特征識別產品的研制還剛開始，除了指紋識別系統已有一些公司開發了一些產品外,虹膜識別系統還沒有看到在市場上有成熟產品。手形識別系統以及上述的多模態生物特征融合的識別系統國內外均處于起步研究階段。生物特征識別系統是一種信息安全產品，研制有自主知識產權、適合亞洲人特色（人臉的膚色和虹膜的顏色等特點)的國產產品有十分重要的意義,而且具有重大的社會效益和經濟效益。

森林防火輔助決策系統中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室是我國火災科學領域的國家級研究機構,現已成為火災科學領域國際知名的研究基地和學術中心。實驗室成立來共承擔科研項目２19項,其中與森林火災相關的科研項目28項,分別來自國家科技部、林業局、教育部、中科院、國家自然科學基金委和安徽省。通過這些項目的實施,在森林火災應用基礎研究方面已取得一批高水平的研究成果,其中基于地理信息系統的“森林防火輔助決策系統”即為代表性成果之一。該成果的核心模型榮獲中科院自然科學進步二等獎。一、森林防火輔助決策系統功能簡介以GＩS為平臺的森林火災輔助決策系統，實現了各類森林防火信息空間屬性和特征屬性的結合,將極大的提高森林防火管理各環節的信息查詢、檢索，制圖、標圖工作的速度和質量，進而實現基于火行為預測預報的計算機輔助決策，提高森林防火的管理水平。本系統不僅可為森林防火的日常管理提供服務,一旦發生森林火災，還能夠實現森林火災的快速定位，及時了解詳實的火場及其周圍的地理和資源環境。在輔助決策系統的支持下,對火災發展趨勢、速度、強度進行準確預測預報，由此制定合理的撲火方案,實現撲火力量的最優配置,縮短撲火出動時間,提高撲火效率，把森林火災造成的損失盡可能地減少到最低限度。系統的建立和使用將使得森林防火工作從傳統的經驗型的定性管理轉化為自動化、標準化、規范化的定量管理，極大的提高森林防火管理的效率和現代化水平，進一步提高森林防火決策的科學性、合理性。二、系統技術參數1、基礎地理信息數據●1:10萬土地利用圖●１：10萬TM圖像數據●１:10萬地形線素圖●１：１０萬交通圖●１：10萬水系圖●1:5萬森林資源分布圖森林防火輔助決策系統所采用的各類數據格式全部采用國家標準和國際通行格式、標準編碼，便于進行數據交換，便于與國家林業局即將建設的數字林業系統相銜接。基礎地理信息數據由應用單位提供，也可委托本實驗室進行數字化輸入。2、地圖管理、查詢●能按圖名、圖幅號、行政區劃、地名、地理坐標、經緯度等信息調圖等多種查圖方式查詢,檢索任一地點、任一比例尺、任一圖種的地圖。●能對各類可查詢的信息進行統計、分析，制作各類專題圖和統計圖表。●系統應實現以屬性信息查空間分布，和以空間位置查屬性信息的雙向查詢功能。3、林火行為輔助決策(1)典型可燃物燃燒性測定選取重點林區若干典型樹種,分別對其枝、干、葉,運用火災科學國家重點實驗室具備的熱分析儀、釋熱速率測量儀、在線成份分析儀等先進儀器設備，測定可燃物的基本熱解和燃燒特性，形成系統的可燃物燃燒性基礎數據庫。（2)典型可燃物火蔓延模型的建立選取重點林區若干典型樹種，運用大型燃燒風洞和多功能林火蔓延實驗臺,進行火燒實驗，測定典型可燃物在不同坡度、風速條件下的火蔓延特性，建立火蔓延模型。（3)火行為預測預報依據火場的自然、地理、地形、資源分布及屬性、可燃物分布及屬性，和當時的天氣條件，以可視化技術動態模擬火災的發展、蔓延過程，形成系統的林區火行為預測預報模型庫，預報出指定時間段火災蔓延的范圍和火勢情況。(４)林火撲救決策支持依據火行為模擬和預報的結果,自動進行火災阻隔、火災撲救方案的設計,并搜索附近的撲火力量和撲火資源，提出最佳的撲救方案,指出撲火隊伍的最佳行徑線路。（５）火災損失綜合評估系統自動計算火場范圍，與資源分布圖結合,求取過火面積、各類林地的分類統計,求取林火的綜合損失。4、系統版本（１）網絡版實現以GIS服務器為核心,在服務器上安裝地理信息軟件及數據庫；在客戶端安裝森林防火輔助決策系統軟件，通過Intｅｒneｔ訪問存放于ＧIS服務器上的地理信息資源，進行系統資源的檢索、查詢，編輯、制圖,統計、分析等數據管理工作。系統的主要應用也在該模式下運行,如火險等級預報、火行為模擬、預防和撲救的輔助決策、火災損失評估等。該模式方便建立省-市-林區多級指揮系統的指揮協調和資源共享。（２)單機版GIＳ平臺和森林防火輔助決策系統安裝在同一計算機。輔助決策功能相同。(3)移動版以筆記本電腦加無線通訊模塊為平臺,安裝森林防火輔助決策系統軟件。適用火場現場指揮，采用獨立的移動系統工作方式,通過GPＳ和無線網絡與指揮中心通訊。5、系統平臺網絡版:SｕperMａpＩＳ單機版／移動版：SｕpeｒＭａpIＩＩＳupｅｒMap為北京超圖公司開發的組件式GIＳ平臺，成本低，二次開發方便,全中文內核。三、森林防火輔助決策系統報價產品編號組件產品名稱單價(萬元）１網絡版GＩS服務器軟件122指揮中心核心軟件15３客戶端軟件（每套)104單機版輔助決策軟件185移動版無線通訊軟件46輔助決策軟件18７可燃物參數測定(每樹種)２8技術支持費15%注：1、以上報價均不包括硬件系統。2、以上報價均不包括基礎地理信息的采集、輸入。３、以上為單獨開發獨立的軟件報價。如需在林業部門現有地理信息系統上集成模塊,經費另議。?ECON變電站監控系統組態軟件一、項目簡介隨著微機綜合保護測控設備等各種智能二次設備的廣泛應用,變電站的硬件系統普遍采用間隔層分布式的三層結構。針對這種結構,ECON變電站監控系統組態軟件(以下簡稱EＣＯN）提供了建立變電站級監控系統的有力手段。ECON通過優化和整合變電站的各種二次設備,結合先進的計算機技術、自動化技術和通信技術,實現了對變電站的主要設備和輸配電線路的自動監視、測量、控制和微機保護,并完成客戶端監控、與上級調度通信等綜合性的自動化功能。該軟件已通過安徽信息技術廳的測試。二、主要功能ＥＣON軟件結構分為系統組態平臺、數據服務器和客戶端監控平臺三個部分。各部分主要功能如下。系統組態平臺（1)提供系統組態工具，實現現場設備組態、歷史數據庫組態、報警組態和用戶管理；(2)提供畫面組態工具,實現監控畫面組態；（3)提供報表組態工具,實現數據報表組態。數據服務器（１）實現全站數據采集和數據處理；（2)實現數據庫服務和提供網絡訪問接口，可以提供OＰC數據服務;（３）存儲運行日志。客戶端監控平臺（1）通過直觀的畫面對現場工況進行實時監控,可以查看遙測、遙信和遙脈數據，觀察實時曲線和保存歷史曲線，并實現畫面遙控和遙調;(2）瀏覽和打印歷史數據報表和實時數據報表；(3）實時顯示報警、動作和SOＥ信息;(4)瀏覽報警／事件記錄并打印;（5）微機綜合保護管理,實現召喚和修改定值及定值區號、召喚定值模擬量。三、主要特點通用性強：系統不僅可用于變電站自動化系統,也可作為一般性的數據采集及監控系統（SCADA）用于工業過程控制。分布式結構:數據采集、下傳功能和歷史數據存儲集中在服務器軟件；畫面瀏覽、報表打印、報警分析放在客戶端軟件；兩者通過網絡通信。這一分布式結構可提供多客戶端的系統模式，從而提高系統的實時性和可靠性。組態方便：實現設備模板的功能。利用設備模板，可方便的添加或刪除對應的設備，而修改某種設備模板后，該種設備就會全部修改。大大減少了工程人員的工作量。易擴展易維護：具有易擴展易維護的通信規約機制。用戶只需要按照規約模板,實現相應的通信命令子集，就能將一種采用不同通信規約的智能設備連接到系統中，實現不同廠家設備的網絡互連。四、應用范圍3５ＫV-11０KV變電站。電力管理系列軟件——集散型生產和用電管理信息系統一、系統概述本系列軟件是中國科學技術大學計算機系主要技術骨干聯合數名博士生和數名縣級供電部門市場營銷專家針對縣級供電部門研制而成,對農電“兩改一同價”后實行“三公開”、“四到戶”、“五統一”的電力營銷工作有很強的適用性。本軟件在1997通過省級鑒定，綜合功能國內領先，而其中的生產和用電信息一體化集成管理為國內首創，至今為國內唯一成熟的集成式管理信息系統。系統初始化后,用電營銷便全部可以實現計算機化管理,充分利用計算機性能，來解決縣級供電公司“三公開”、“四到戶”、“五統一”后手工工作量大的難題。系統集成了縣級供電公司的設備管理、電量電費結算管理、線損管理、購電成本分析、線損率統計與分析、電量統計與分析、報表匯總、電費通知單和發票打印、電力系統圖(接線圖)管理，是一個綜合性的軟件,系統建成后將能為縣級供電公司提供巨大的經濟效益。該系統配置靈活：規模可大可小,投資可多可少,不管你是擁有數千臺變壓器的大型供電公司，還是只有幾百臺變壓器的小型供電公司，必有一款配置適合你。二、系統介紹“集散型的電力管理”中的“集”指電網信息、設備信息、線路信息、電價信息、用戶檔案信息、計量信息等相對固定的信息由總公司統一管理、集中處理,其優點是公司的重要管理部門能通過該系統全盤了解公司的生產和用電信息，同時又能把公司從電量電費結算等繁重的數據處理工作中解放出來,集中精力搞好用電管理和服務。“集散型的電力管理”中的“散”指電量電費結算由各供電所分散處理，處理結果通過專用軟件傳送到公司。“集散型的電力管理”是目前最先進的解決方案,是我們的主營產品。（一）系統配置１、小型企業配置：在一臺電腦上安裝生產和用電管理單機版本軟件,可以進行電力系統圖管理、設備管理、電量電費結算等該系列軟件所提供的所有功能。本配置最適合只擁有100臺變壓器的供電公司或只管理10kv及以上用戶和設備的大中型供電企業。這種配置方式可以無縫升級為大中型配置方式,所有已初始化的數據可以不加修改地重用。2、中型企業配置：在一臺網絡服務器和若干臺工作站上安裝網絡版軟件，適合于1０00臺變壓器以下、１0萬戶以內低壓用戶的供電企業。所有的電表底碼和設備檔案等數據處理由計算中心集中處理，其它的科室只能以只讀方式查閱數據。最小硬件配置=一臺網絡服務器+四臺計算中心工作站最小軟件組合=服務器軟件+四套網絡版客戶端軟件3、大型企業配置圖：在中型企業配置的基礎上增加一臺遠程訪問服務器,可以把抄表和電量電費結算等數據密集型工作下放到各供電所，以減輕計算中心的工作量。其配置圖如下圖所示計算中心、科室客戶機計算中心、科室客戶機(本地機)供電所客戶機(遠程)PTN總公司集線器總公司服務器，包括：用電管理服務2、電力工程CAD服務3、SQLServer服務遠程訪問服務器ModemModemModemPSTN4、系統基本硬件配置以大型企業為例,其基本硬件如下:網絡服務器；遠程訪問服務器;計算中心工作站；科室、經理室工作站；供電所工作站；遠程維護工作站。(二）軟件主要功能1、電網結構圖和基礎檔案的集成管理功能管理全公司的高壓和低壓電力系統圖(一次接線圖)，解決了生技部門用CAD制圖的問題,能快速查閱和打印各供電所的一次主接線圖和低壓網絡圖,能增加和修改用電戶和設備等基礎檔案,是總個系統運行的基礎。2、電量電費結算功能操作員只要輸入電表底碼，結算系統可以自動計算電量、自動查對變損、自動計算電費、根據功率因數自動考核力調電費。系統可以按比例計算電費。3、設備管理功能本軟件具有線路、配電設備和資產管理功能。線路檔案主要有導線型號、資產價值、投運時間、桿塔情況、維護記錄;配電變壓器具有型號、容量、電壓等級和資產價值等信息;計量檔案包括電表、ＣT、ＰＴ的檔案信息；還具有電容器、油開關的檔案管理功能,從而解決了人工管理過于繁瑣、查對費工費時的問題４、系統用電營銷的分析和診斷功能本軟件能自動生成多達２8份分析報表,提供縣級供電企業全方位的用電營銷信息，使領導能在用電管理工作中得心應手,減少用電營銷數據手工處理的工作量,縮短工作時間，大大提高管理的實時性，具體功能如下：１）營銷與生產技術管理功能可分別實現按供電所統計匯總變壓器、按1０KV干線統計并匯總變壓器、按1０KV支線統計并匯總變壓器、10ＫV斷路器和油開關統計、1０KV無功補償電容器統計功能和10ＫV線路情況統計。2）購電量及成本分析功能系統提供了以下幾種功能：公司購入電量統計功能;按電價統計和分析購電量;縣級公司向上級電網交換電量結算功能;發電站峰、谷、平電量計算功能。3）線損率統計和分析功能本軟件系統具有強大的線損率統計和分析功能，通過線損率按３5KV、10ＫV、0.4KV和按主干線、支線、配電臺區分別對縣級公司的線損率進行分析和診斷,為線損管理提供明確的方向，可實現公司線損率統計、分析功能和供電所級線損率統計分析功能。４）電費統計和分析功能本軟件提供了按用電性質統計公司級和供電所級電量明細功能,并能計算各類電量所占比例，從而為縣級公司加強市場管理提供決策依據，也為公司制訂電價提供基礎數據。5)電費統計功能本軟件系統提供了電費通知單打印、發票打印、電費清單打印和電費回收率統計功能,解決縣級落實“三公開”、“四到戶”以后電費手工管理速度慢，工作量大的難題。三、軟件價格:面議低功耗SOC軟硬件協同設計平臺一、項目概況隨著制造工藝和ＩP（IｎtｅlｌｅctualPrｏperty）技術的發展，使得混合使用各種定制的嵌入式處理器核以及新型的片內/片外存儲器來為特定的嵌入式應用構建其專用的ＳＯC(System-ｏn－Cｈiｐ）體系結構成為可能。這種趨勢為系統設計者提供了一個巨大的空間,使之可以為實現低功耗、緊湊的代碼長度、軟硬件容錯以及可測試性等目的進行設計優化。然而，受市場的壓力,產品的生命期越來越短，要求的TTＭ(Timｅ-tｏ-Ｍａrｋｅｔ)周期也越來越短，這樣，就迫切需要可以支持快速ＳOC結構評估的輔助設計工具和環境——編譯器、調試器仿真器等，以便可以快速完成軟硬件的平行開發。另一方面,近幾年來，電子系統的低功耗設計問題成為系統設計關注的重點,主要因為:（1）大量移動計算設備需由電池供電,而電池受重量和體積的限制，儲能能力有限；（2)處理器芯片工作頻率越來越高,散熱問題越來越嚴重；(3）高性能計算機系統由于功耗大，導致能耗運行成本上升，并且高溫造成系統可靠性下降。我們目的是實現一個支持低功耗SOC體系結構設計空間搜索的可視化設計環境。本項目的主要研究目標是對其中的關鍵問題進行研究,內容包括：(1）xｐＡDL的定義；（２）可視化設計環境xpTOOＬS的設計實現;(3)SOC體系結構定義的完整性一致性驗證方法；（4）面向仿真器/編譯器的體系結構建模方法;（5）ＳＯC系統級功耗模型;(６）系統級低功耗優化設計技術。二、國內外技術發展狀況SＯC設計的瓶頸在于缺乏自動的軟件工具生成環境，常規的方法是在設計的后期才能開發出這些工具，因而無法應用于設計空間的搜索（DSE）。IP應用的越來越廣泛使得潛在的SOＣ設計空間變得越來越大，如果沒有強有力的工具的支持,DSE實際上將無法進行。自動生成DSE軟件工具的關鍵在于實現工具軟件的可重定向性（retａrgｅtable）,即要求工具軟件可以在很大程度上適應不同體系結構的變化。可重定向性要求提供一種使工具軟件理解目標系統的機制。從當前國際上的研究來看，基于語言的方法是最有效的。借助于體系結構描述語言(ADＬ)的支持，可以實現DSＥ與工具軟件的自動生成。基于SＯC系統軟硬件協同設計環境的設計流程如下圖所示,主要構成要素包括：（1）體系結構描述語言以及可視化描述/驗證工具；(2)可重定目標的編譯器和仿真器,用于代碼生成和代碼的仿真執行與評估;（3)系統綜合,將用ADＬ定義的體系結構映射成為RＴL級的描述,然后借助商品化的ＥＤＡ工具，完成系統的物理實現。系統需求系統需求/設計約束軟硬件功能劃分體系結構DSE應用軟件設計指令級仿真/評估編譯優化系統綜合ADL描述目標碼ADL是一種用于定義ＳOC的體系結構模板的抽象語言。本質上，系統的體系結構信息包括指令集以及該指令集的實現。ADL主要定義了系統的行為、組成結構以及系統部件的延時和功耗等屬性,其中系統的行為定義指定義處理器的指令集，而對系統結構的定義采用類似于網表（ｎeｔlｉsｔ）的形式。理想情況下，ADL應該具有以下功能：(1）對各種體系結構進行定義;(2）顯式的支持指令中的有效操作組的定義約束;（3)易于編譯器和硬件體系設計者理解和使用;(4）支持自動生成代碼生成器；(５)支持自動生成匯編器;（６)支持自動生成指令級仿真器；(7）支持代碼優化。然而，總體而言,目前所提出的機器描述語言尚存在以下問題:（1）缺少對上述理想ADL的一個或多個特征的支持，現有的ＡDL大多只支持特定的處理器系列；（２)針對于專用研究目的，沒有形成標準的通用表達方式,限制了成果的交流和IP復用;(3)對復雜的系統行為的描述能力不強,如流水線的沖突、指令異常等。根據我們的了解,國內尚沒有開展對該領域研究。本項目組從2001年9月起,開始本研究方向的調研,對上述研究小組的工作進行了較深入的跟蹤分析。本項目的研究得到國家和安徽省自然科學基金的支持。三、項目的研究意義隨著ＳOＣ系統應用的不斷普及，其功能的需求和IC芯片的集成度不斷升高，電子系統的設計越來越依賴于EDＡ工具的支持。另一方面，受市場的壓力,產品的生命期越來越短,要求的ＴTM(Ｔime－to-Market)周期也越來越短,借助計算機輔助設計軟件來完成系統的設計、驗證和性能分析，已經是唯一的制造工序選擇。業界迫切需要可以支持快速SOC結構評估的輔助設計工具和環境——編譯器、調試器以及仿真器等,以便可以快速完成軟硬件的平行開發。眾所周知,芯片設計是高技術、高投入、高風險、高回報的行業。因此支持自動完成SOC系統設計的EDＡ設計軟件工具具有廣闊的市場前景,而對本項目的研究成果作進一步的商品化研究，即可形成這種有力的工具。國外的同類研究因為有其特定的商業背景，核心成果一般不公開，而國內芯片設計產業正步入成長期，對EDＡ工具需求預計會越來越大。研究具有自主產權的EDA工具是打破國外技術壟斷,提升我國電子工業形象和國際競爭力的重要環節。四、合作方式具體面談。?石油勘探生產系列軟件介紹中國科技大學力學和機械工程系工程力學專業沖擊工程實驗室經過多年的開發研究,自主開發出了油井勘探生產中使用的BSTAＢ系列軟件；沖擊動力學專用軟件ＭEPＩC２和MEPIC3動態有限元程序;光滑粒子方法的DＳPH２軟件；超高速撞擊中流固耦合的動力學程序MHELP程序。可用的正版商用軟件：MSC－NASTRＡN,ＭSC-ＤATRAN,MSＣ-PＡＴRAＮ;ANSYS;ＦLＵENT；ＡBＡQUＳ;ADＡMS等工程軟件。已開發的和石油勘探生產相關的軟件包括：1、斜井穩定性分析（ｓtudyofboｒｅｈolestability)分析計算并給出鉆井過程中為保持井孔穩定所需的安全泥漿壓力范圍，包括防止井孔剪脹、壓脹和壓裂破壞時的安全井壓。巖石被視為各向同性材料，開發的軟件包括:(1)BＳTAＢ1.１考慮溫度影響的各向同性彈性巖體中斜井穩定性分析。（2)BSＴAＢ１．２各向同性彈塑性巖體中斜井穩定性分析(可同時給出井孔附近塑性區范圍及變形場和應力場）。（3）BＳＴＡB１.3考慮頁巖吸濕效應(aｂsｏrption)的斜井穩定性分析。（4）BＳTAＢ1．4考慮出沙(sanｄpｒoducｔiｏn）時的斜井穩定性分析。２、復雜地層中井筒穩定性分析(studyofｉnclｉnedboｒeｈoleｓｔabｉlityinｃｏmplexrockforｍatｉｏn)軟件ＢＳTＡB3．1:考慮復雜地質構造中,任意走向層狀巖石中井孔穩定性分析。巖層中可含各類薄弱層（節理、斷裂面等）,巖石被視為橫觀各向同性材料，軟件可給出任意走向巖層和奇異原地應力條件下維持斜井穩定的安全井壓范圍及特定地質條件下井孔周圍的破壞區。圖１特定地質條件下井孔周圍的破壞區的局部顯示圖3、橢園形管道受內外壓作用下脹裂/壓垮破壞分析軟件軟件BＳTAB2.1石油鉆探生產設備中橢園形管道受內外壓力作用下的脹裂或壓垮的有限元應力分析和安全評估軟件。圖2軟件界面和顯示窗口圖正在開發的軟件:深海石油天然氣平臺或浮筒式貯油（氣)設備輸油(氣）管道的應力分析及設備安全性評估。采用有限元軟件分析,考慮自重、洋流、浮筒搖擺、偏航等因素對管道受力的影響，對管道與浮筒式貯油(氣)設備的安全性作出分析和評估。聚合物光纖及其入戶網鏈路通訊系統一、概述：寬帶入戶網中應用聚合物光纖鏈路系統具有價格低廉,施工方便，無電磁干擾等優點，具有極大的市場和廣泛應用前景。中國科學技術大學光子技術研究所在科學院創新工程項目，國家杰出青年基金項目支持下,開發成功包括聚合物光纖制備、處理、參數測試儀、聚合物光纖器件及其鏈路系統的全套技術。竭誠歡迎有識之士前來洽談投資合作。二、市場前景分析表明寬帶入戶網必須具備１00Mbit/s以上的數據傳輸速率。若采用雙絞銅線或同軸電纜，由于帶寬的限制，轉送距離短,電纜重(70g/ｍ）,價格高;更重要的是噪聲很大,在1００Mbiｔ／s以上的傳送速率下,電磁輻射，噪音遠超過FＣC的規定值。光纖正好相反,幾乎無噪音干擾。石英光纖具有帶寬寬，傳輸損耗低等特點，是長距離通信干線的理想傳輸介質，但在光纖入戶時卻遇到了巨大困難。其芯徑細(８~62．5um），在光纖耦合，對接中需要高精度對準，幾微米的連接偏差就會引起很大的耦合損耗，連接器的成本和安裝費用大大增加了系統的造價，據估算在接入網中采用單模石英光纖其成本將達到＄30０0/戶。這對接入用戶來說是難以接受。而直徑大于100m的石英光纖由于材料脆性以及彎曲性能不好，不適于用于多接點的入戶網。目前最有希望的解決方案之一是在入戶網中應用聚合物光纖(PＯＦ）線路系統，它具有以下優點:價格低廉,可塑性強，重量輕(8g/ｍ），施工方便,無電磁干擾問題;可以使用低廉的LＥD及LＤ作為光源。因此,聚合物光纖是入戶工程中首選材料,受到廣泛的重視，其缺點是損耗大,耐熱性低,使用壽命約1０年。故通信主干線由石英光纖制成的光纜承擔，接入網由聚合物光纖與器件實現。各種寬帶業務的實現和光纖入戶計劃的實施，使光纖接入網在整個光纖通信產業占有的市場份額將超過１／3。根據有關權威預測，今后２0年內,光纖光纜需求增長量可達20%,20０１－2005年國內市場年增長15%。聚合物光纖接入網的開發成功將使其成本降低至3０0０元/戶以下，為單模石英光纖入戶價格的1/8。另外,聚合物光纖在汽車工業,航天和軍事上還有著廣闊的應用前景。有關機構對聚合物光纖及元件的國際市場需求分析，到2006年需求將上升到７0０多億美元。這充分顯示聚合物光纖及接入網在市場競爭中的優勢。三、現有技術和產品采用聚甲基丙烯酸甲酯預制棒法拉制寬帶入戶網塑料光纖;聚合物光纖拉絲機；聚合物光纖端面拋光機，熱切割刀;聚合物光纖幾何參數測試儀，折射分布測試儀;聚合物光纖譜損測試儀;聚合物光纖連接器，耦合器等器件；聚合物光纖10Mbｉt/s,1０0Mbit/s通信鍵路。?光機電一體化類全光學生物微操作微加工系統——九五8６3成果ＬOT-Ｐ系列產品，即“全光學生物微操作系統”系列產品采用的微操作器和微加工器全部都是采用光來實現的,可對生物細胞或細胞器進行各種微操作和微加工。光學微操作器——光鑷,用于對被加工細胞進行目標牽引、懸浮、提拉、或使兩個或更多個細胞密切等操作。可直接操作直徑幾百納米到幾十微米的細胞,可間接操作生物大分子。進行細胞或大分子間的相互作用力的測量。光學微加工器——光刀,用于對細胞進行穿孔、切割、刻蝕、整形等加工。具有光學穿透性的光鑷和光刀還能穿過細胞壁，對細胞器進行微操作和微加工。系統的主要微操作由計算機控制,視頻實時顯示對目標細胞的微處理，監控細胞生命運動過程。系統的設計主要針對生命科學的研究，也可用于其他領域微小粒子物理化學性能的研究。LOT－P系列產品性能優良，可配置熒光、PIＣ-微分干涉、科研型CCD、顯微針等附件擴展更多的功能和適用范圍。LOＴ-P－A型主要配置性能指標１、光鑷

光源波長80０nm,功率0－100mw，連續可調

捕獲力：皮牛量級（10-１２牛頓)

聚焦物鏡:１０0X,NA：1.２52、光刀：

光源波長5３0nm,脈寬1０ｎs,能量20μj,分段調節

聚焦物鏡１0０X，NA：1.25，光斑直徑<１.０μm;40X，ＮA：０.6５,光斑直徑<2.０μm3、顯微成像與視頻圖像監測

國產倒置顯微成像系統

系統分辨率優于1μｍ、放大倍數約1０00倍(1７寸顯示器、100X物鏡、64０×４８0像素)

數碼攝影Ⅱ:ＭTV-１８8１EX型，0.02ＬUX的最低照度,７９5×596的像素

黑白圖像

靜態或動態圖像記錄，640×4８0分辨率下動態圖像記錄3０幀／秒4、樣品：液相中的細胞或細胞器5、精密電動樣品平臺

平臺移動范圍±20mm，重復定位精度＜３μm

平臺移動速度1-２000μm/ｓ，單步最小移動距離＜1μm

平臺負載0．5Kｇ6、組合式防震工作臺，由光學防震工作臺和計算機操作臺兩部分有機組合而成ＬOT－P－B型主要配置性能指標1、功率0－300mw，提高光捕獲力2、進口倒置顯微成像系統,提高系統品質和光學成像質量3、其余指標同ＬOＴ-Ｐ－Ａ型LOＴ-Ｐ-Ｃ型主要配置性能指標1、光刀采用氣體脈沖激光光源，波長１93nm，或248nm或３08nｍ，脈寬20nｓ，能量μj2、數碼攝影Ⅲ:科研型ＣCＤ3、其余指標同LOＴ－P-B型?微束激光基因轉移儀——十五８６３成果“微束激光基因轉移儀”是在國家十五863計劃的支持下，由上海中科大光鑷科技有限公司、中國科學院研究所和中國科學技術大學三家合作研制的具有我國自主知識產權的產品。該產品獲得實用新型專利“一種易于拆裝清洗密封的生物樣品池”,發明專利“將外源遺傳物質高效導入活細胞的方法”。儀器性能指標：

光源波長350nｍ；脈寬約為15ｎs，激光能量可調,最大５mj

視屏實時顯示激光照射細胞的動態過程

激光瞄準靶細胞定位準確，重復性好

計算機控制實現對樣品的自動化掃描，掃描速度可調優點:

轉化效率接近于基因槍

耗材成本低

對細胞損傷小適用的外體種類較廣泛，不受基因型的限制應用領域:基因工程領域：定向改造生物，將帶有優良性狀的外源基因轉入受體生物，使受體生物獲得新的性狀，如抗病、抗蟲、高產、高蛋白等。專用軟件提供了多種可以調節的參數如激光穿刺密度、范圍、行走速度等。為使用者針對樣品個體差異設計更具有針對性的實驗方案提供了空間。

細胞鑷子LOT(LaserOpｔiｃａlＴweeｚerｓ）系列細胞鑷子是利用光與物質相互作用產生力學效應的原理設計的,是用激光束實現對細胞的操作，因而具有無機械接觸，遠距離操控，不干擾細胞的周圍環境等突出的優點，是對單個細胞進行操控和研究的特有手段,光鑷微操作儀在生命科學、細胞工程、生殖醫學、分散體系、制藥、環保等眾多的涉及細胞等微小粒子的科學和技術部門有廣泛的應用。本系列產品包括演示型、實驗型和科學型三種典型的配置,也可按用戶特定需求,提供專門的配置。三種型號的功能特點:Ⅰ、演示型:提供光鑷的基本操作。即實現用光捕獲、夾持、拖動生物細胞等。并在顯示屏幕上實時觀察操作過程和被操控細胞的動態變化，是研究、觀察細胞個體行為的基本工具，也是學校、科技館等公共場所直觀、生動地演示光的力學效應的實驗儀器。Ⅱ、實驗型：采用計算機圖像采集和顯示,具有高的圖像分辨率和清晰度，B型采用計算機控制平臺,實現光鑷操作自動化，運用流體力學法測量光阱力。Ⅲ、科學型：系統主要配件采用進口產品，整機機械及光學性能最佳。適合于高精度科學研究的需求。樣品(懸浮于液體中的細胞）1、細胞折射率大于液體折射率；2、細胞在近紅外780nｍ光波段透明3、細胞的尺度為0.５μｍ－20μｍ(根據用戶要求確定）三種型號的基本配置：型號配置Ⅰ演示型Ⅱ、實驗型Ⅲ、科學型：AB光鑷機體國產國產進口光鑷捕獲物鏡/數值孔徑1０0×／1.2５油浸1０0×／1.25油浸10０×／1.２5油浸光鑷光源/功率780nｍ/0-４0ｍW780nm/0-60mW800nm/0-１０0mＷ樣品操作方式手動調節手動調節計算機控制計算機控制顯微圖像觀察工業監視屏17寸電腦顯示器1７寸電腦顯示器顯微圖像采集數碼攝影Ⅰ數碼攝影Ⅱ數碼攝影Ⅲ注：

配專用樣品池

Ⅱ-B自動樣品臺,包括機械平臺、電機、電機控制卡、電源、與計算機接口軟件。附：LOT－ⅡA的技術參數:

光鑷光源，波長７80nm,0-60mw可調

捕獲物鏡10０X，油浸NA=1.25

系統分辨率優于１μm，放大倍數約１0０0倍（１7寸顯示器、100X物鏡、６4０×480圖像像素

數碼攝影Ⅰ:MＴV-1１32Ｃ型,0.05LUX的最低照度,542×５8２像素

操控方式：手動,平臺移動范圍：110mm×7０mｍ

光鑷的操控范圍：Ｘ-Y平面６mm，Ｚ方向＞１０μm

靜態圖像采集與動態圖像采集

目鏡和顯示屏同時觀察ＧH02４五通道數字延遲脈沖發生器在科學研究、通訊、電子和一些自動控制中，經常需要能精確定時的數字脈沖信號，用以產生測試信號或控制用的程序。GH０２4數字延遲脈沖發生器可同時輸出五通道ＴTL周期方波,最小延時分辨為1納秒、周期可長達１6秒,通道輸出最大延遲和脈寬條件可達1.67秒。系統核心主要基于Altera公司CPLD和ATMＥL公司ＭCU。主要性能指標輸入:120Ｖ—260V交流輸入,47HZ—63HZ,最大輸入功率5W液晶顯示、薄膜鍵盤控制、RS232微機通訊接口數字脈沖輸出:ＴＴL方波，可分別驅動５０Ω負載，短路電流達80mA系統工作周期可設置范圍為2—１6777２１5微秒,步長0.０5微秒主通道脈沖寬度可調節范圍到1—1６777215微秒，步長0.0５微秒；其它通道相對主通道的延遲范圍0．160—167７７2１.3微秒，最小延時步長為1納秒。脈寬范圍為0—1677７2１.3微秒，步長0．05微秒。環境溫度范圍:0—４0℃，濕度：最大９０%(非凝結）電磁兼容性（EMC）符合IEC1000安全防護符合EN61０1０重量：小于２Kg體積:250×190×85(寬×深×高）3LＤ－400B智能濺射離子泵電源控制器國家專利：001125９5.8、0024052９．６濺射離子泵（Sputtｅr-ionpumｐ）由于其清潔無油、對多種氣體的抽氣能力、以及不怕震動和易于維護，是目前超高真空獲得系統中使用最廣泛的一種真空泵，廣泛應用于分析儀器、材料研究、加速器、光束線、儲存環、空間環境模擬、鍍膜技術以及其它要求無污染的環境。濺射離子泵的工作原理是利用電磁場的作用產生潘寧放電，使氣體分子電離，利用電離產生的離子轟擊并濺射陰極板（鈦板),使電離了的氣體分子收附于其中或利用濺射的吸氣劑膜層（鈦膜）來抽氣。幾十年的濺射離子泵的發展過程中,近十年來國外變化最大的是離子泵電源控制器，主要表現在采用高頻開關電源代替50Hｚ功頻電源,以及電源的智能化和數字化。本產品按目前國際行業標準提供了一種基于開關電源方式的智能濺射離子泵電源控制器，全面使用開關電源替代過去的功頻電源,重量輕、體積小、輸入電壓范圍寬、高效節能。主要特點體積小、重量輕、智能化,使用界面友好RS23２微機通訊接口,便于聯網控制輸入電壓范圍寬，開關電源,高效節能電磁兼容性及安全防護符合國際標準性能指標輸入：１80V260V交流輸入,４7Hｚ63Hz,最大輸入功率300Ｗ4位LED數碼管顯示高壓、離子流、系統狀態和報警閾值,六只鍵盤用于功能設定。自動量程切換,ADC轉換及顯示次數20０Hz。兩點輸出離子流報警閾值點設定。RS２32/RS4８５微機通訊接口輸出:－7000Vｄｃ、-5０00Ｖdc、-3０00Vdc,穩定度小于１。最大輸出電流（短路電流）100mA,最大輸出功率1２0W（３KＶ/40mA)。最小輸出電流檢測8.０10-8安培，最小檢測電流分辨1.010-8安培。環境溫度范圍：0４0C，濕度：最大9０%（非凝結)電磁兼容性（ＥMＣ）符合IEC1000安全防護符合ＥN6１010重量:5Kg體積：１９5320120(寬深高）全數字式多功能溫濕度測量儀一、特性（1)采用國際最先進的數字式溫度、濕度一體化傳感器；（2)（3)采用兩只LCD液晶顯示器，每次可選擇顯示2種參數;（4)機內可儲存6４組溫、濕度數據，并可進行擴展;（5)多種模式選擇、顯示最大值、最小值和實時值；（6）帶RS-232接口，可方便地與計算機進行通訊。二、技術指標（１)測量相對濕度范圍：0～100％；（２)測量干球溫度范圍：－40~+120℃;(3)計算參數：;(4）測量精度：±2%ＲH（濕度）、±0．5℃(溫度）；(5)分辨率：±０.1％RＨ(濕度）、±０．1℃(溫度）;(６)響應時間:4s（濕度)、１0s（溫度)；（7)長期穩定性:<1%RH/年。三、應用領域農業研究、農業溫室大棚、氣象、環保、實驗室、檔案館、博物館、軍械彈藥庫、卷煙廠的發酵庫、醇化庫、成品庫、儲絲房，生化醫藥、食品餐飲、電子、超市、倉儲等。非色散型紅外吸收氣體濃度變送監控技術一、項目概要氣體濃度變送監控技術是工業過程、安全和環保監控必不可少的關鍵技術之一，在煤炭、石油、化工、冶金、煙草、食品、制藥等行業以及環保工程和生物工程等方面都有著廣泛的用途，它對于提高產品質量、降低能源消耗、保證生產安全、防止環境污染等方面都起著十分重要的作用。本技術是利用不同氣體成分在紅外波段內均有不同的特征吸收波長，根據氣體成分對某一特征吸收波長的吸收大小而確定氣體的濃度,在本技術中采用廣譜的紅外發光光源（2—２0μm)、多只窄帶的干涉濾光片和高靈敏的紅外探測器以及高精度模數轉換,將氣體成分的濃度信息轉換為數字信號，由微處理器進行信息處理,并轉換為氣體濃度的數字信號和4—2０mA的標準信號，從而實現氣體濃度的變送監測。本技術具有以下優點：1、可完全避免干擾氣體對監測氣體的干擾；2、不存在諸如電化學氣體傳感器,在氣體濃度超過極限時的“中毒”現象；３、可實現多氣體濃度的變送監測;4、監測精度高,可達到pｐm級;５、無轉動部件，具有極高的可靠性。本技術屬光電子一體化智能監控儀表范疇,是國家重點支持的高新技術領域。項目所需的關鍵器件如紅外光源、紅外探測器、高精度A/Ｄ轉換芯片擬直接從國外進口,其它材料和器件從國內采購。二、國內外技術發展狀況及項目達到的水平國內生產的工業用氣體濃度變送監測裝置,大都采用電化學式氣體傳感器，且電化學傳感器主要依靠進口，非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測裝置大都是從國外進口,國內僅有幾家分析儀器廠生產非色散型紅外吸收氣體分析儀器(臺式儀器）,但大都采用鎳鉻電熱絲作為紅外輻射光源，并采用切光片進行調制和薄膜微音檢測器進行信號檢測，在密封、防振和可靠性方面存在問題，測量精度不高，一般在滿量程的2—5%左右，目前尚無生產非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測裝置的企業。在紅外氣體變送監測領域,國外的發展很快,如美國的SCOTT公司以生產非色散型紅外氣體濃度變送器為主,測量精度能達到滿量程的２%,并逐漸取代電化學式氣體濃度變送器，且隨著微電子技術的發展，采用微電子機械(ＭEＭs）一體化的紅外氣體傳感器的研究正在興起,并向著體積小、功耗低、精度高、穩定性好、可靠性高，易于實現本質安全等方向發展。本項目的總體技術水平可達到國際先進水平（90年代末期)。三、項目已有的技術和基礎及未來發展我校擁有紅外傅里葉光譜儀和氣相色譜儀等先進的測試儀器,在火災煙氣氣體濃度的非色散紅外吸收監測分析領域作了大量基礎研究工作,進行了火災煙氣中常見氣體（如CＯ、CO2、CH4、NO等）的紅外吸收光譜分析，對紅外氣體傳感器進行了深入的研究，關鍵技術問題基本解決，如氣體探測室的結構、紅外光源、光路設計、紅外濾光片、紅外探測器等，并完成了火災煙氣多種氣體成分分析儀的設計，積累了豐富的非色散型紅外吸收氣體濃度監測的經驗,加上關鍵元器件的進口渠道已落實,氣體探測室的加工和鍍膜技術已能滿足設計要求,具備產業化開發的基礎，稍作樣機開發，即可進入孵化階段(小批試制),通過孵化后,有望形成產業化、規模化的紅外氣體濃度變送監測裝置的生產、銷售基地。四、項目的市場前景本技術在煤炭、石油、化工、冶金（過程監測,泄漏監測）、煙草、食品、制藥、進出口檢疫、糧食儲備倉庫熏蒸過程氣體濃度監測等領域以及環保工程（污染檢測）和生物工程等方面都有著廣泛的用途，有著巨大的潛在市場,以煤炭行業為例，全國共有規模以上煤炭企業共２79５家（國家統計局200０年統計年鑒數據），若按每家煤炭企業需要100臺氣體變送監測裝置計算,僅煤炭行業就迫切需要2７．95萬臺的瓦斯等氣體濃度變送監測裝置,加之其它行業的需求,全國的潛在市場約為3０萬臺。本技術及其產品的技術水平處于國際先進水平,其價格約為進口產品的50%左右，是電化學式氣體濃度變送技術的理想替代產品，且完全可以替代進口,在國內市場具有很強的競爭力，并有望進入國際市場。五、經費預算所需要的開發經費為2５萬元,其中，設備購置費１０．０萬元，材料費4．０萬元，實驗、外協費3.０萬元，資料、印刷費0.75萬元，差旅費2.0萬元,檢測、鑒定費,3.0萬元,管理費1.2５萬元,其他費用1．0萬元。六、經濟效益分析非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測技術屬國家重點支持發展的高新技術領域，產品的附加值很高，在煤炭(一氧化碳、瓦斯監測)、石油、化工、冶金（過程監測,泄漏監測）、環境保護（污染檢測)、生物醫藥工程、煙草、進出口檢疫、糧食儲備倉庫熏蒸過程氣體監測等領域有廣闊的應用市場，其潛在市場巨大。若組織規模化生產，達產規模為年產2,0００臺,每臺生產成本約3，000元,售價高達9，0０0元左右（相當于進口電化學氣體變送器的價格),投產第一年銷售500臺,可實現年銷售收入450萬元，利稅270萬元，第二年銷售1０0０臺,可實現銷售收入9０0萬元,利稅60０萬元，投產第三年達到設計規模,銷售20００臺，可實現年銷售收入1，80０萬元,利稅1,２０0萬元,經濟效益十分可觀。同時它對于提高產品質量、降低能源消耗、防止環境污染、保證生產安全、減少災害損失等方面將起著十分重要的作用，具有很大的社會效益。

化工、新材料類高鐵酸鹽（鈉、鉀)凈水劑的中試生產一、項目簡介目前國內外用于飲用水的消毒劑幾乎都是含氯物質的：漂白粉、氯氣和二氧化氯。它們雖然具有很好的殺菌效果,但不能將水中的懸浮雜質除去,更為重要的是，殘留在飲用水中的氯能與水中的有機物反應生成對人體頗為有害的有機氯碳化合物。此外為了除去水中的細微懸浮物，還需另外添加絮凝劑。目前所用的無機絮凝劑絕大部分都是聚合鋁。據報導，鋁在人體中有積累效應，易導致老年性癡呆癥等疾病。高鐵酸鹽（鈉、鉀)是六價鐵鹽,具有很強的氧化性,溶于水中能釋放大量的原子氧，從而非常有效地殺滅水中的病菌和病毒。與此同時，自身被還原成新生態的Ｆe（OH)3,這是一種品質優良的無機絮凝劑,能高效地除去水中的微細懸浮物。實驗證明，由于其強烈的氧化和絮凝共同作用,高鐵酸鹽的消毒和除污效果，全面優于上述含氯消毒劑和高錳酸鹽。更為重要的是它在整個對水的消毒和凈化過程中，不產生任何對人體有害的物質。二、已有的技術和基礎高鐵酸鹽的制備方法可分為三種:化學濕法、化學干法和電化學法。化學干法是利用鐵的化合物與硝酸鉀或過氧化鉀進行固相反應而成,此反應需高溫條件，產品不夠均勻且生產率較低；電化學法是將金屬鐵或其氧化物直接進行陽極氧化成六價，此法操作簡單，但電極副反應使電流效率降低,無功電力耗損大，目前尚無法進行實際生產;化學濕法是利用次氯酸鹽將三價鐵氧化成六價，這樣方法盡管操作過程較復雜,反應條件嚴格，但產品質量（純度和均勻度)和產品產率高。在實驗室充分比較了上述三種合成方法之后,我們最終選擇了化學濕法。在完成了高純度高鐵酸鉀的實驗室制備的基礎上，我們進行了公斤級的小規模生產性試驗。經過長時間的反復實踐和改進，我們已掌握了生產過程中的關鍵因素和條件,建成了一條高鐵酸鹽的小型生產線,并掌握了一套比較穩定的生產工藝流程,所得產品高鐵酸鉀的純度在9５%以上。在生產過程中，所有的副產品都進行回收和循環使用，這不但進一步降低了成本，更重要的是不對環境造成任何不良影響。三、國內外技術發展狀況鑒于本項目在綠色能源，化工等方面的許多重要應用前景,目前國內外已有不少大學和科研機構都在進行高鐵酸鹽的制備和應用開發研究。但迄今它們還是處于實驗室制備階段，國內外市場尚沒有高鐵酸鹽產品面市。四、市場預測及經濟效益分析如前所述，高鐵酸鹽是一種高技術合成的理想綠色環保凈水劑，它除了飲用水消毒凈化劑外,還可在污水處理方面得到應用。高鐵酸鹽迄今沒有市場產品,其主要原因是:除了大規模制備遇到技術難題外,人們一直認為它不穩定，易分解。事實證明，在強堿性介質中或在干燥的空氣中,它們都是非常穩定的。另一原因就是它的價格貴。其實高鐵酸鹽的制備中所用的原材料極其豐富、價廉,在解決了生產中的難點,提高了生產效率之后，高鐵酸鹽的價格并不昂貴,我們完全可以將其成本價格控制在2—3萬元/每噸。經過長時間的反復實踐和改進，我們已掌握了生產過程中的關鍵因素和條件，并研制成功了一套公斤級的高鐵酸鹽的生產試驗裝置,也掌握了一套比較穩定的生產工藝流程,所得高鐵酸鉀產品的純度在95％左右。在生產過程中，所有的副產品都進行回收和循環使用,這不但進一步降低了成本，更重要的是不對環境造成任何不良影響。作為凈水劑來用，它的價格雖然超過漂白粉等,由于它凈水力強，每噸水所需用量只有５—1０克，如此每噸水的凈化費用不到一角,價格上完全可以與現有的凈水消毒劑競爭，而且其水質達到可直接飲用的標準。高鐵酸鹽市場需求量巨大,單就城市自來水消毒一項來作一個估算:人均需自來水60噸/年·人,每噸需鐵酸鉀5克計，一個百萬人的城市自來水消毒凈化就需300噸。單此一項就可見其未來市場巨大！除此以外,高鐵酸鹽還是一類很有希望的環保型高性能電池的正極材料,用它做成的電池電能量高，放電電流大，現在已有很多人在研究;高鐵酸鹽本身就是重要的強氧化劑,在有機化學工業上有著重要的作用。高鐵酸鹽還可以在國防上得以應用，有關專家建議：可用之制成高效凈水片劑,使軍隊在征戰條件下作飲用水消毒凈化處理。一些被放射核污染的水,其放射微粒可通過高鐵酸鹽的高效絮凝作用大部分除去。由于高鐵酸鹽生產中所用原材料資源豐富，價格低廉，在解決了規模生產中的問題之后，產品價格也比較便宜。我們初步估算,不同高鐵酸鹽的產品成本價格可定位在人民幣2—3萬元/噸。中試生產如果設計為年產５0噸,估計一年左右時間就可收回投資。五、投資估算設備資金:70萬元;流動資金:20萬元;其它資金:10萬元；合計需投入資金１00萬元。六、合作方式、合作開發,在實驗室水凈化處理實驗的基礎上，與自來水廠進行實際規模試驗,給出相關檢測數據報告并建立一條中試生產線，為進一步擴大生產規模打好堅實的基礎。鋰離子電池正極材料錳酸鋰的產業化中試項目一、項目背景由Ｓｏny公司推出的第一塊鋰離子電池中,正極材料是鈷酸鋰，負極材料為碳。其中,決定電池的可充電最大容量及開路電壓的主要是正極材料。目前市售手機用鋰離子電池9０%以上是使用鈷酸鋰。所以，我國現有的生產正極材料公司，產品幾乎全部是鈷酸鋰。然而,據我們的調查，國產的鈷酸鋰價格被電池廠不斷壓低，每噸價格已從幾年前的3０萬元人民幣左右降到目前的低于20萬元,而生產成本卻由于進口原料鈷的價格上升增加到17至18萬元，因此鈷酸鋰的利潤空間很窄。與鈷酸鋰同屬4伏正極材料的候選體系有鎳酸鋰和錳酸鋰兩大系列，對他們的研究已經比較透徹。與鈷酸鋰相比，這兩個系列材料在性能上各有長短,然而在生產成本上具有明顯優勢。特別是錳酸鋰,由于我國有豐富的錳資源,每噸錳的價格目前為8500元(鈷為２0萬元／噸,鎳為9萬元/噸）,因此原料價格優勢十分明顯,必然會帶來終端正極材料價格的優勢。然而，與優質鈷酸鋰比，錳酸鋰在比容量和循環壽命上還有不足。鈷酸鋰的實際使用比容量為130ｍAh/g,循環次數可達到3０0至５00次以上:而錳酸鋰的實際比容量在１00mＡh/g左右,循環次數為１00至200次。另一方面，國內手機電池廠家對正極材料要求分兩類:（Ａ)為品牌機配套的手機電池,要求高質量的鈷酸鋰，循環次數需要達到３00至5００次。這類鈷酸鋰目前完全依靠進口,價格為３０萬元／噸以上。（Ｂ)非配套的一般手機電池,對正極材料質量要求不高，循環次數只要100次以上即可。這類鈷酸鋰基本國產化,目前價格為19萬元／噸。二、項目目標根據鋰離子電池的現狀，我們將適合手機電池的正極材料作為產業化的近期目標。顯然,再上與國內其他鈷酸鋰技術水平相當的項目（B類鈷酸鋰)已經沒有意義。我們的目標為:１、突破Ｂ類錳酸鋰，取代B類鈷酸鋰。選擇性能價格比最佳的錳酸鋰作為主要突破口，開發出非配套手機可用的錳酸鋰電極粉料，以取代Ｂ類鈷酸鋰。2、開發A類鈷酸鋰，替代進口。我們認為國內的鈷酸鋰生產工藝尚有改進余地,因為國內的生產工藝基本上采用固相反應法，而據我了解，日本等國多采用濕化學法,比如噴霧熱解法。因此,我們在主攻Ｂ類錳酸鋰的同時,也用相對較小的力量，分析A、B類鈷酸鋰在結構和電化學性能上的差別,并探索改進的生產工藝。這項開發如果成功，將可能部分取代A類鈷酸鋰進口粉料，并進一步出口。３、開發鎳鈷酸鋰，瞄準B類和A類鈷酸鋰。相對于鈷酸鋰，鎳鈷酸鋰(鎳比鈷多四倍以上）在價格上有優勢,而且比容量更高。我們將試驗應用生產錳酸鋰或Ａ類鈷酸鋰的工藝來制備鎳鈷酸鋰。試驗成功的話,將可能取代B類甚至A類鈷酸鋰。三、市場前景預測1990年SＯNY公司商品化鋰離子電池問世,至今只有十年歷史,但由于其具有工作電壓高、能流密度高、循環壓壽命長、自放電低、無污染、安全性能好等獨特的優勢,現已廣泛用作移動電話、便攜式計算機、攝像機、照相機等的電源。并已在航天、航海、人造衛星、小型醫療儀及軍用通訊設備中逐步替代傳統的電池。短短十年的迅速發展，鋰離子電池在小型可充電電池的市場中的占有率已經超過30%。據統計，目前在移動電話使用的電池中，鋰離子電池就占70%以上。鋰離子電池的主要生產出口國日本，2000年生產4.78億只,2０0１年生產5億只,2００５年預計增長到8億只。中國的移動電話用戶，從1998年底的４200萬用戶激增到2001年底的1.44８億戶,已占全球第一,但只占中國近13億人口的1１％,中國已成為全世界移動電話用戶規模最大的國家,并且今后幾年的用戶還將繼續擴大。這表明離子電池還有很大的潛在市場。我國手機鋰離子電池的生產廠家，90%以上采用鈷酸鋰作正極材料。對正極材料的年需求量約為２5００噸,其中50０噸從國外進口。隨著移動電話的迅速增長,電池生產廠家紛紛擴產，對正極材料的需求亦將快速增長。環境污染和能源危機使得汽車動力的“更新換代”已勢在必行。為此世界各發達國家如美國、日本、德國、法國等均高度重視，投入巨資,研制ＥV車用鋰離子電池。在各國政府支持下,日本索尼、三菱汽車公司、日立公司、三洋公司，美國３M和魁北克公司，法國的SAFT等公司使用鋰離子電池的EV車紛紛亮相。我國對EV車的開發亦十分重視，已將此列為“九五國家重大科技產業項目”。可以看出隨著全球EＶ車產業的發展,高能量鋰離子電池需求量是非常可觀的。隨著鋰離子電池制造技術的進步，電池性能的不斷提高和電池成本的下降,將大大加快現代移動通訊和家用電器的發展速度,并促進電動汽車、國防軍工、航天航海、電訊技術等高科技領域的發展。可以預言，鋰離子電池將成為最具發展前景的可充電電池,成為21世紀最重要的化學電源之一。四、中試項目經費估算主要用于：噴霧干燥機：5萬元;球磨機：5萬元;大馬弗爐：5萬元;其他(原料、外協等）：3萬元。五、投資分析鋰電池實驗組，采用濕化學法工藝路線,水溶液溶膠——凝膠法,制備了鋰電池正極材料錳酸鋰,實現了原料在原子水平上的混合,解決了傳統干法生產物料均勻混合的難題,降低了設備投資。實驗室制備的正極粉體材料,其電化學性能已接近B類鈷酸鋰水平,但卻大幅度降低了正極材料的成本，由此將帶來顯著的經濟效益。實驗組具備電池制備和電極材料電化學性能的全套測試系統，化學分析手段、結構分析設備利用科大結構中心。試驗條件和人才均具優勢,只需少量中試經費，購置少量設備,完成中試后，可實現產業化。中試完成后，建立年產500噸錳酸鋰車間，投資估算為300萬元。其中設備投資200萬元，廠房、水電100萬元。根據實驗室試驗，估算錳酸鋰的生產成本：（以生產1噸錳酸鋰產品計)：名稱單耗（噸）單價(元)金額（元）錳３.1１００0031000鋰0.2０5250005100電250０度0．5元/度1250水２０5１00人工２０00折舊２000合計4１4５0錳酸鋰售價暫按每噸7萬元計算。利稅合計：每噸7-4．1４５=2.855萬元，利潤率可達３0%。年銷售額500×7＝35０0萬元,年利潤約１２00萬。經濟效益顯著。六、中試實驗條件要求1、原料。已有工業級原料可以購買。我們計劃用更便宜的原料來替代其中一種主要已試驗過的原料,而不影響產品性能和增加工藝難度。2、噴霧干燥機。尚缺。可暫時借用一套學生實驗用小型噴霧干燥機。３、球磨機。尚缺。前期可用小型球磨機代替。４、大馬弗爐。尚缺。目前可暫時用小型馬弗爐分多次燒結。5、粉料成份分析手段。我們實驗室已建立化學滴定分析方法,試錳的含量和價態。汽車用塑料配飾材料國家發改委發布的工業運行情況顯示，汽車工業成為機械行業中的一大“亮點”。汽車行業的快速發展，轎車進入家庭的理念已逐漸深入人心，在政策的支持下，轎車市場的春天已經到來，帶動了包括車用塑料在內的相關行業的發展。而汽車用塑料配飾件市場也將迎來自己的繁榮期。汽車塑料外飾件,包括５類主要的塑料材料，它們是熱固性塑料、熱塑性彈性體(ＴＰE）、工程塑料、熱塑性塑料以及合金或半合金。其中,熱固性塑料外飾件的市場最大,占有約30％的市場,同時,其市場增長率也將是最大的。工程塑料類占有汽車塑料外飾件的第二大市場，主要的塑料品種是PA、POM和PC／AＢＳ。而在塑料彈性體材料的應用中,汽車保險杠無疑是重要的領域，其中又以TPO(熱塑性烯烴)為主。此外,汽車外殼的裙邊模塑件、儀表透明罩、前大燈/信號燈的外殼以及車身內飾板等也是汽車中較多采用塑料材料的部位,而且這些方面的應用也發展很快。在國外，一輛價值1萬美元的小轎車,汽車用品服務商可以用各種汽車用品把它“武裝”到9萬美元，其中包括塑料制內外裝飾等汽車配件和汽車飾品,以及防爆膜等普通汽車養護用品,它貫穿于新車銷售、售后服務、零部件銷售、二手車經營等各個方面,市場領域十分廣闊。目前我國汽車的保有量已達16０0多萬輛,但汽車用品行業(包括汽車內外塑料飾件）的介入程度還不超過5０%，未來發展潛力極為可觀。汽車用改性聚丙烯系列材料是一種性價比非常高的新型材料,它提高了基礎聚丙烯樹脂的綜合物理性能，耐蠕變性,尺寸穩定性,具有高韌性、高剛性,優良的耐熱性，耐老化性及很好的耐低溫性和較高的沖擊強度。目前,中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室的技術研究人員已經開發了二十多個品種的汽車專用改性塑料,包括：改性聚丙烯、尼龍、ＡBS、PBT等及相關合金，廣泛用于國內多種車型的保險杠、儀表板、暖風機殼、風扇護圈、防擦條、燈圈、踏板、格柵、變速桿罩、扶手、風扇葉、門內板、散熱器罩、物品箱及蓄電池殼等部件上。這些產品以其優良的性能、合理的價格，為汽車塑料部件的國產化提供了堅實可靠的原料來源。目前已供貨給江淮瑞風商務車、奇瑞汽車、各種皮卡車所配套的汽車零部件廠家。中國科學技術大學同時還可以開展如下工作:塑料、橡膠及纖維的改性及工藝聚合物/無機物納米復合材料的制備及工藝新型無鹵阻燃劑及阻燃材料的分子設計、制備方法、結構控制、阻燃機理和綜合性能優化的研究高分子材料的物理性能的檢測委托檢驗、鑒定檢驗以及技術服務高耐候性硅氧烷聚氨酯乳液一、用途該技術生產的產品是一種具有優良的耐候性硅氧烷聚氨酯乳液,專用于生產各類高檔外墻涂料和罩光漆。二、特點硅氧烷聚氨酯乳液具有合適的分子量和較低的分子量分布、固含高及無乳化劑等優點。本實驗室采用化學法將硅氧烷基團接在聚安脂分子主鏈上,所得硅氧烷聚氨酯樹脂兼具兩種材料的優點，即既具有聚氨酯的優良耐磨性、柔韌性及耐低溫性,又具有有機硅材料的高彈性、耐水性以及特殊表面性能(表面光滑、張力低），因此所成的膜表面張力低，具有很強的抗污染性。本合成技術是在分子鏈上引入親水基團,由于不加乳化劑而采用高速分散方式乳化,乳液中不含其它水溶性雜質和乳化劑，所以體系化學、機械和鈣離子穩定性都十分優良。硅氧烷聚氨酯樹脂能和各種成膜助劑很好相配，成膜質量好,可耐－5０℃低溫，適合于高檔彈性外墻涂料。三、技術指標項目指標外觀透明乳白色液體固含（％)35PＨ值7－８粘度(ｍpa.s）200-１500耐低溫性(℃)-５0鈣離子穩定性優良機械穩定性(2８０0rｐm.1ｈr)優良粒徑（nm)５0離子性陰離子延伸率(%）高彈≥600中彈≥400四、投資規模以１000噸/年計共需投資300萬,共需設備20臺，其中定型設備11臺，非定型設備9臺。廠房：4００平方米,輔助廠房４０0平方米。環保型水性聚氨酯合成革漿料一、項目簡介在我國聚氨酯（PU)合成革是一個新興的產業,其發展僅2０年左右。由于具有優異的耐磨性、良好的撕裂強度和伸長率,同時賦予皮革制品表面平坦、手感豐滿、舒適、回復性良好、價格適中等特性,PU革不但替代了很多價格昂貴的天然皮制品,而且也逐漸取代了低檔、廉價的PVC人造革，現已成為人們生活中一種不可缺的消費品。據報道我國PU皮革市場年增長率高達15－25%,僅溫州地區合成革就已從開始的一家企業發展到現在的１0０多家企業,共300多條生產線，年產值近100億元。僅以溫州300條生產線計算，年需要的溶劑型PＵ樹脂量就達70多萬噸。目前國內合成革生產過程中,均采用溶劑型PU樹脂作為生產革品基層和面層的基本原料，這種類型的PU樹脂含有大量有機溶劑，對人們健康有著嚴重影響,隨著環保法規的日益完善以及人們對環境的追求,傳統的溶劑型樹脂正面臨越來越嚴峻挑戰。水性聚氨酯樹脂由于不含溶劑或少量溶劑,對環境友好,近年來正受到社會的廣泛關注。在美國、意大利、日本、韓國等主要合成革生產國，已逐漸淘汰了溶劑型PU樹脂產品，采用了水性環保型聚氨酯樹脂合成革漿料。中國科技大學高分子科學與工程系是專業性很強的研究單位,多次承擔國家重點攻關項目并獲獎,現擁有一批高級研究人員及聚氨酯研究的專用儀器和設備。高素質的研究人員,現代化儀器、設備,廣泛的信息網絡，良好的社會品牌為水性聚氨酯合成革漿料的研制與開發提供了堅實的基礎。現已在水性皮革涂飾劑、水性聚氨酯漆用樹脂、水性聚氨酯粘合劑、水性聚氨酯紡織涂層研制成功的基礎上對水性聚氨酯合成革漿料進行了研究，制備了各種規格、不同模量的產品,產品類型分為普通型和耐光型和軟、中硬、硬共六個品種，已滿足不同用途的客戶要求。二、性能特點外觀:乳白色液體固含：3５－４0％