重点实验室瞄准工业化和信息化相互融合发展的重大需求,尤其是国家战略性新兴产业的发展需求,组建了具有两化融合学科和专业背景的多学科应用技术创新团队。在强化国防科技特色,增强重点实验室核心竞争力的同时,重点实验室努力抓住两化深度融合发展的机遇,通过协同创新,进一步提高重点实验室为国家和地方经济服务的能力。围绕射频核心技术,实验室在物联网智能识别、海洋电子、光电检测等方面展开了应用技术研究,并取得了丰硕的成果。
1. 由射频识别向智能识别应用发展,以核心技术为突破,实现物联网多种应用。围绕智能识别的核心芯片技术及传感器技术,实验室逐步由传统的射频识别技术向智能识别应用方面发展。
(1)在RFID技术方面,团队主要完成超高频无源RFID系统读写器的设计开发、超高频有源433MHzRFID系统及无线模块的设计开发、高频无源13.56MHzRFID应用系统开发、超高频无源RFID读写器芯片设计技术研究及应用的平台底层的驱动软件及接口。并在此基础上已完成多接口超高频RFID阅读器系统,支持多种通讯方式,能与电脑、手机等多种智能终端无线联接,并能对多个阅读器进行组网。基本的通信接口有串口、USB,WIFI、GPRS、以太网,ZIGBEE等整个系统从底层硬件到上位机软件都是自主开发,掌握了超高频RFID阅读器系统开发的核心技术。
根据本实验室RFID工作前期积累,结合实际需求,实验室与浙江东昂电子科技公司合作,开发了“RFID消防管理系统”,设计了UHF RFID消防专用标签,目前该系统已在诸暨市大唐镇进行试点,已布一万个试范点,涉及当地1000家企业。实验室团队参加了杭州502工程,701工程,对杭州各指挥中心进行了无线通信的互联互通。结合智能识别技术的无线智能终端,主要设计目标应用于公安、执法及人防,目前正在试用,已通过公安部三所的测试,并出具了相关的测试报告。
实验室团队基于HF RFID技术,成功开发了“阳光长跑体育测试系统”,并已在杭州电子科技大学和义乌工商学院装机试用,经过十几万人次的现场测试,系统运行效果良好,受到省相关部门的好评并引起媒体关注。
(2)围绕物联网发展,实验实团队自主研发了无线传感器网络(SWSN),并基于此网络开发的“手机可控的无线智能插座”参加了2013年浙江网上技术市场科技成果展和 2013深圳信息科技展,社会反响良好。开发的物联网实验教学平台已销售至杭州职业技术学院等多家院校。
基于此成果,结合工业物联网应用实际,与浙江芬雪琳服饰有限公司合作开展基于物联网的生产制造系统项目研发,并成功获得浙江省义乌市重点科技项目资助,项目总经费520万元,目前已完成第一期项目任务,并已在企业上线试运行。
(3)实验室团队研发智能移动通信终端技术应用宽带无线网络、嵌入式系统、DSP、多媒体信息压缩等技术和理论,研发了可用于单兵作战与反恐应用的专用通信网络终端,集通信、定位、态势感知于一体。采用GPS/北斗全球定位系统及自主开发区域定位系统,结合地理信息系统(GIS),可完成对敌我态势的感知、感兴趣目标的定位与搜索;具有图像声音采集、图像/语音压缩及多媒体业务传输等基本通信功能;具有体积小、重量轻、待机时间长等特点,并成功参与了演示验证。
(4)杭州电子科技大学已成为中国电子标签标准工作组成员之一,本项目组负责人及主要成员均参加了中国RFID标准制定组有关工作。目前已参与起草了《道路运输行业无线射频识别(RFID)技术应用规范》的技术参数部分,包括915MHz频段的符合 ISO/IEC 18000-6B协议的读写器和天线规范,2.45GHz的有源RFID的读写器、天线以及标签规范,以及数据在有源和无源标签中的存储格式,技术规范中使用的专业术语的解释和修订等。另外还参与了有关整个系统的架构、安全保护等方面的设计。
2. 海洋电子与射频技术结合,深化发展,应用与技术双推进。海洋电子技术在原有深海探测与取样技术基础上,与射频技术相结合,进一步研究了水下无线通信技术、水面无线通信技术、海洋环境检测技术等无线通信检测技术。
(1)深海探测与取样技术已经成功实现小批量生产,研制成功的深海多管取样器、深海箱式取样器、深海浮游生物可视控多层拖网、深海浅地层岩芯取样钻机、深海导航投放系统、探测型电视抓斗、海底热液柱探测、深海拖曳式综合物探系统、光缆抓斗、2M光缆钻机、深海生物拖网、深海光缆拖体和20M深海钻机等在我国多年海洋科考中发挥了重要作用。
(2)水下无线通信技术成功应用于水下数据耦合传输器、水声通信水下数传系统、光纤通信水下数传系统、同轴缆通信水下数传系统、耦合通信水下数传系统中,实现了多种模式可替换的水下通信。
(3)水面无线通信技术涵盖北斗通信、铱星卫星通信、无线数传电台通信、无线GPRS通信和无线射频通信,可实现远程锚泊数据的实时接收、高速处理和可靠存储,在国内海洋监测技术领域,首次建立一个通信模式如此全面的岸基接收装置。海洋环境检测技术在海底磁力传感器、深海探测拖体、深海原位观测系统等方面进行了研究,在南海和东海进行了海试。
相关成果在海军某部、中海油、中国极地中心等单位也得到实际应用。解决了我国深海探测取样装备长期依赖进口的局面;技术成果获省部级一等奖2项和国家科技进步二等奖1项。实验室在OCEANS 2013国际会议(由美国电气和电子工程师协会海洋工程分会(IEEE/OES)和海洋技术协会(MTS)联合举办,是海洋科技领域最大规模的国际会议)上发表论文5篇。
3. 重视交叉学科研究,采用光电结合技术,开拓检测领域。实验室团队重视交叉领域研究,开展光束聚焦和传播特性的研究,在光信息存储中的超分辨技术、高数值孔径光学系统焦深定量变化规律、旋转矢量偏振光束波前相位调节引起的焦点区域光场演化特性、特殊光束和漩涡光束的光学聚焦特性、光场中微小颗粒动力学规律、矢量光束和光旋涡的实验产生方法等,取得了一系列的研究结果,在J. Opt. Soc. Am. B, Opt. Commun., Phys. Lett. A, Appl. Optics, Opt. Engineering等国际权威期刊上发表论文50余篇。通过将将学术研究和实际应用相结合,开发了高精细度腔增强痕量气体分析仪、光学行波腔增强痕量物质检测技术、微小颗粒筛选分离装置、颗粒物质动力学特性研究装置、光纤式光学外差法倏逝波腔衰荡光谱分析装置等等。系统研究了环形相位调制器在焦点处的调节作用。研究结果表明:环形相位调制器可以调节焦深、焦点破裂、焦移、焦点跳跃和光梯度力。改变环形相位调制器的内环相位,焦移和焦点跳跃现象同时出现。基于环形相位调制器在焦点区域的调制作用,提出了构建可控光镊子方法。该方向研究已授权发明专利20余项。实验室成员获国家发明专利金奖一项。