工业物联网关键技术与标准
报送单位:重庆邮电大学 推荐单位:重庆市教育委员会

产生时间:2007-2017

支撑项目(平台):工业物联网与网络化控制教育部重点实验室、智能仪器仪表网络化技术国家地方联合工程实验室、工业物联网国际科技合作示范基地、重庆市工业物联网协同创新中心、重庆市物联网工程技术研究中心、网络化控制技术重庆高校创新团队

参与单位:重庆市教育委员会

所属学科:控制科学与工程

主要贡献者:王平、王恒、魏旻、王浩、谢昊飞、曾鹏、冯冬芹、王刚、仲崇权、岳恒、朱伟、朴昌浩、李清都、李永福、严冬、冯辉宗、蒋建春、向敏、徐洋、付蔚、陈俊华、黄庆卿、李帅永、张佳佳、李勇、张焱、耿道渠

成就简介:突破了精确时间同步、确定性通信调度、数据安全和恶劣环境下数据传输完整性、可靠性等工业物联网关键技术瓶颈,研制了全球首款列工业物联网核心芯片和协议栈软件,牵头制定国际标准3项,核心技术形成专利保护群。

  1.核心技术
  ①针对工业物联网系统结构复杂性问题,初步建立了工业物联网系统理论体系。创新以“盖邮戳”思想研究了通信时延对工业互联网系统一致性影响问题,建立了基于事件驱动的工业物联网系统一致性分布式控制理论,提出了工业物联网系统的函数投影同步法、不同系统同步法;突破了传统的连续(或周期)信息采集、控制器需连续(或周期)更新的方法限制,在极大地减少控制器更新次数基础上,工业物联网系统依然达到一致,为工业物联网系统应用提供了新的理论依据。
  ②突破了工业物联网关键技术瓶颈,核心技术形成专利保护群。突破了精确时间同步、确定性通信调度、数据安全和恶劣环境下数据传输完整性、可靠性等工业无线网络关键技术瓶颈,研制了全球唯一支持三大工业无线国际标准的渝芯/腾飞系列工业物联网核心芯片,有效减少了工业物联网设备的研制成本和开发周期。
  ③建立了传感器网络三层架构下安全威胁、安全目标和安全机制之间的关系模型,提出了逐跳加密的数据汇总和端到端加密等安全数据融合方法,核心技术形成国际专利;
  ④自主研发了WIA-PA,率先研发了支持双网关冗余、跳信道抗干扰、精确时间同步、确定性调度及网络管理等各项功能的协议栈软件,形成了支持我国自主工业无线WIA-PA标准的软硬件完整解决方案。
  ⑤针对传感器网络的异构性和动态性,提出了统一的传感器网络测试平台架构,开发了集成协议符合性测试、网络拓扑分析、标识解析、安全测试与风险评估等多种功能的传感网综合测试系统,实现了深度路由、跳频、精确时间同步等工业物联网关键技术的测试。
  2.技术转化
  ①利用工业物联网技术协同开发的5大类智能仪器仪表处于国内领先水平,实现了流程工业检测控制技术跨越式发展,5大类智能仪器仪表新增销售收入12.71亿元。 
  ②联合开发的标识打印机系列产品的打印速度、支持条码类型数等技术指标达到了国外先进技术水平,市场占有率达到了80%以上,年效益近亿元。
  ③联合开发的车联网系统架构标准、服务接口标准等成为长安公司企业标准,并被多家企业采用,共同发的车联网智能信息终端、数字化汽车仪表等产品销售收入2亿元。
  3.获得的成果
  ①在IEEE Transactions on Automatic Control、 Automatica等重要刊物上发表论文50余篇、IF=3.0以上论文16篇, ESI高被引论文8篇(Top 0.1% 热点论文2篇),出版专著教材12部。
  ②申请发明专利100余项(PCT专利6项),获授权60余项(美国专利1项),牵头制定国际标准ISO/IEC 19637、ISO/IEC 21823-2和IEC 62601,是5项物联网国际标准的联合编辑。
  ③获国家发明二等奖和科技进步二等奖各1项;重庆市技术发明一等奖2项、重庆市科技进步二等4项、省部级自然科学二等奖3项,中国标准创新贡献一等奖学2项、二等奖1项。

159345