[01276425]基于物联网技术的水下微型移动终端研究

一、课题来源与背景水下微型可移动终端是通过物联网技术进行设备组网，通过云平台实现数据与控制指令的上传与下载功能，并能够提供机动灵活的移动与定位，从而保证水下运动区域的功能全覆盖。

目前，对于该机构的设计主要有两类实现方式：基于外部信号的非自主方式和基于传感器的自主方式。基于物联网技术的水下微型可移动终端研究，是目前海洋渔业生产、浅海及河道监测、水族造景设计、个人消费电子等领域急需的技术和研究的重点方向，也是水下设备发展的必然趋势。

二、研究目的和意义基于物联网技术的水下微型可移动终端研究，主要涉及：海洋仪器仪表、水下机械装备、视觉图像处理、数据挖掘与大数据处理、物联网技术与应用等多个前沿科学领域。在民用领域，尤其是海洋水产养殖、水族造景设计、消费娱乐电子等方面，本研究成果具有很强的灵活适应能力。

本研究在水下姿态调整算法、数据传输与控制命令响应、低功耗设计与结构设计等重点领域，面临诸多关键技术急需突破。

三、主要论点与论据第一，研究适用于微型水下可移动终端的功能整合与信息管理办法，并能够适用于不同产业条件下的产品市场化需求。对于物联网功能拓展及协议栈更新，能够研究出可行的网络拓扑协议。

第二，研究可靠的微型水下可移动终端的结构设计模型，能够适用于浅层水深工作环境要求，并能够适用于不同工作场合在终端设备运动过程中，得出可靠的结构与动力数学模型，并能够对典型结构进行重心预设。

第三，研究可行的低功耗控制算法与能量预警数学模型。对于微型设备的能量控制，必须提供一种可供参照的能耗特性曲线关系，并能够对于不同工作环境下的设备续航能力进行预先评估。本项目基于浅层水深应用环境，对基于物联网技术的水下微型可移动终端做出研究，主要包括以下内容：

第一，物联网技术与水下微型可移动终端功能整合与信息管理方法。

第二，水下微型可移动终端姿态调整与位置控制算法。

四、创见与创新

第一，物联网技术与水下微型可移动终端功能整合与信息管理方法。该方法是将物联网技术的工作特点与传统水下可移动终端设备相结合，建立数据挖掘算法模型，汇聚每一个终端设备控制信息，并通过云平台大数据处理算法，完成高效的信息管理机制。

第二，水下微型物联网可移动终端姿态调整与位置控制算法。利用最优控制理论特点，得到可移动终端的最佳动力输出取值曲线，完成三个自由度的稳定动作控制。

第三，水下微型物联网可移动终端驱动机构设计与外观结构设计。

同时，结合设备能量使用特点，建立能量消耗数学模型，同时提供设备续航时间预警评价机制。

五、社会经济效益

存在的问题本项目创新性的将物联网技术应用到传统的水族共享经济行业中，并且能够灵活实现视频信息远传与工作状态的通知查询等功能，对使用人员来说学习成本极低。本项目具有先进的技术水平与可靠的系统设计，在市场化的过程中表现出良好的兼容性与广阔的市场化前景。本项目同时具备良好的兼容性，能够提升传统行业的技术水平，符合国家产业升级的要求，并且能够快速投产。在产品的未来发展方面，也具备良好的延续性，是一种非常具有市场化前途的优秀产品。在产品外观与操作性上，还需要进一步研究，使之符合最新产业发展需求。

六、历年获奖情况

2017年，青岛市城阳区“区长杯”创新创业大赛铜奖。2018年，成果获批青岛市科技局科技计划项目（创业孵化与投资基金）100万元资助。

七、成果简介

本项目创新性的将物联网技术应用到传统的水族共享经济行业中，并且能够灵活实现视频信息远传与工作状态的通知查询等功能，对使用人员来说学习成本极低。本项目具有先进的技术水平与可靠的系统设计，在市场化的过程中表现出良好的兼容性与广阔的市场化前景。

本项目同时具备良好的兼容性，能够提升传统行业的技术水平，符合国家产业升级的要求，并且能够快速投产。在产品的未来发展方面，也具备良好的延续性，是一种非常具有市场化前途的优秀产品。

产品推广过程中，能够很好地结合传统水资源领域的企事业单位特点，极大便利了从业人员的学习成本。因此推广速度较快，形成市场规模较大，反响良好。

产品目前应用在以下企事业单位，并产生了较大规模的经济效益：

1. 青岛乐爱创意科技有限公司，创业及产业化，销售总额：210万。

2. 青岛三美微控技术有限公司，技术合作，销售总额：60万。

3. 青岛芯优讯电子科技有限公司，销售总额：30万。

4. 青岛云智造电气工程有限公司，销售总额：40万。