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創新藏在每一個細節里———記第三屆3S杯全國大學生物聯網技術與應用“三創”大賽一等獎獲獎作品

作者:通訊員 陳程 邱元元 倪瑜笙 黃淑敏 郭逸柔 任大可 ?? 來源:《南京郵電大學報》

發布時間:2017-12-08 00:00

11月17日至19日，2017年互聯網+眾創論壇暨第三屆3S杯全國大學生物聯網技術與應用“三創”大賽決賽在我校舉行。大賽共評選出一等獎20項，二等獎59項，三等獎88項，我校成績不俗，其中一等獎6項。參賽隊伍勇于創新，用巧妙的想法和精湛的技術向世人詮釋了南郵精神。本報記者專門采訪了我校一等獎獲獎項目負責人，和大家一起分享他們的創新故事。

基于Android的智能可穿戴式摔倒檢測裝置

吳思遠、王振宇團隊研究的“基于Android的智能可穿戴式摔倒監測裝置”能較為準確地判斷摔跤行為的發生，并及時通知醫療救護人員或家人，盡可能減少摔倒造成的傷害。研究表明，該技術可以將老年人的死亡率降低至20%。負責人吳思遠曾在敬老院服務，看到越來越多因子女外出工作而疏于照顧的老人在跌倒時得不到及時的救治，便萌生了設計摔倒檢測裝置的想法。

該裝置小巧靈便，在日常生活中，只需佩戴在手腕或胸口，就可以精準監測老年人的體位變化，不會對老人的日常生活造成影響，而在數十米之外的手機APP上，家人可以實時準確了解老人的活動狀況，從而在老人發生危險后及時前往救助。

研發中，他們遇到了許多難題。在對人體姿態進行識別的過程中，很難有好的方法進行有效的區分，多次實驗后決定采用基于支持向量機的姿態識別算法，取得了較好的效果。而采集實驗數據更是困難重重，因為涉及到產品使用人員的特殊性，并不能真的找老人來進行摔倒實驗，只能找身邊的同學作為實驗對象。“他們都很辛苦，摔得很慘”，提及此，吳思遠滿臉愧疚與感激。

基于多攝像機協同的異常行為目標檢測、跟蹤與再識別

蘇晉鵬與葛亞明的獲獎項目“基于多攝像機協同的異常行為目標檢測、跟蹤與再識別”，初因是想通過所學來解決兩個問題：一是道路擁擠，車輛寸步難行；二是看到新聞里說有人入室偷竊后更換衣服未被攝像頭識別，輕松逃離作案現場。獲獎項目已經形成了兩個子系統：一個是行人的目標檢測、跟蹤與再識別；另一個是車輛的實時檢測與跟蹤。兩個系統中，第二套子系統的檢測與跟蹤精度都很高，經過南京市道路的實際測驗，都取得了不錯的效果。

蘇晉鵬表示會繼續完善這個項目。行人這個數據是由他自己做的一個數據庫得來的，雖然現在再識別成功率已經有60%，但還是很有機會繼續提升。下一步，他和隊友除了打算繼續提升檢測的能力，還想把這套算法移植到嵌入式系統里面進一步小型化。如果得到企業贊助的話，這樣一個便民技術更是可以考慮投放市場。

基于互聯網+的應急搜救智慧服務系統

提及“基于互聯網+的應急搜救智慧服務系統”設計初衷，項目申報人傅建仁告訴記者，發生災害時通訊網絡、定位信息、傷患情況和周圍環境等不確定因素導致無法根據受災情況及時、合理地安排人員和投放救援物資，而 ‘基于互聯網+的應急搜救智慧服務系統’則能最大程度地解決這些問題，從而減少災害環境人員傷亡。

該設計項目與已有的遙控式搜救機器人大有不同，是利用移動群智感知思想將移動智能融入到災害場景，通過自組網絡和機會傳輸以及網絡互聯技術，實現位置信息確認的最大可能以確保最大程度地降低災害環境人員傷亡數目。

項目最大的技術難點是如何使An鄄droid平臺支持AdHoc網絡模式。在無線傳感器網絡中，AdHoc網絡憑借其無中心、自組織、多跳路由、動態拓撲等特點脫穎而出，成為災害發生時構建自組網絡的首選。而Android平臺默認并不支持AdHoc網絡，所以如何能夠在 Android平臺上使用AdHoc模式構建自組網絡并保證相互通信成為了一項難題。談及困難攻克，傅建仁感慨萬分：“大家都很努力，有時候團隊為了攻克一個難題奮戰到凌晨2、3點，特別感動。因為興趣，所以工作很久也不覺得累?！备到ㄈ氏Ｍ酉聛砟苓M一步優化系統，使之能保存災害前最后一個GPS信息，并盡量減少系統能耗。

面向智慧城市的人性化高效疏散規劃系統

“樂觀者于一個災難中看到一個希望，悲觀者于一個希望中看到一個災難?！睆埨讏F隊用自己的智慧詮釋著這句諺語的真諦。近年來，隨著人為因素的不斷增加以及自然因素的不穩定性，世界各地難以預測和難以控制的災難也不斷增多。張雷團隊一同開發的“面向智慧城市的人性化高效疏散規劃系統”以更為人性化更為科學化的手段致力于災難中人員的合理疏散以及傷亡人員的減少。

“我們的系統通過數據采集，云服務處理，用戶訪問和網絡傳輸四個子系統短時間內將在災難初發時求助的人群進行科學化人性化的疏散。”張雷說。該系統可以將有血緣關系的一家人疏散于同一應急避難場所，體現出該項目優于同領域其他項目的人性化。除此之外，在災難疏散的幾個重要指標中，該系統在疏散效率、疏散路線長度和疏散時間等幾方面與其他系統相比也是略勝一籌，創新之處不言而喻。在實際運用方面，該項目以南京市應急避難場所為基礎，進行災難現場的實地模擬，取得較為良好的模擬效果。張雷表示，該項目算法已經獲得國家專利認證，目前還在不斷發展完善，等項目成熟時，可用于大小災難的應急避難和救援，具有較強社會實用性。

新型太陽能電池的研制及其智能硬件續航應用

博士研究生焦云飛團隊獲獎作品是新型太陽能電池的研制及其智能硬件續航應用。據他介紹，一方面自己的導師正好有對太陽能電池的研究的打算，另一方面研究光電材料也是自己兒時的一個念想，加上早期創業經歷所積攢下來的經驗和自信等，所以取得了這次的好成績。

新型太陽能電池與同類太陽能產品最大的不同之處在于它的透光性，當下市場上存在的硅基太陽能電池早已因極高的效率而廣受采用，而焦云飛團隊則在尊重其優勢的基礎上又立足實際、另辟蹊徑，不斷創新，研制出了這款新型太陽能電池。焦云飛創立的南京火石光電材料科技有限公司開發的智能手表光伏充電系統，在光照5小時的情況下可產生100mAh的電量，提升了智能手表30%的續航能力，這種突破是史無前例的。

焦云飛說，目前國際上關于新型太陽能電池的光電材料研究比較少，所以一方面新型太陽能電池研究探索工作具有挑戰性，另一方面此種新型太陽能產品的市場發展前景十分可觀，現已在智能手表上得到成功運用。同時國家對科技這一生產力的重視度的提升，都昭示著未來新型太陽能電池在其他電子甚至建筑等領域的美好前程。

植入式醫療設備智能充電與管理系統

“植入式醫療設備智能充電與管理系統”團隊負責人陸顥瓚對于比賽結果非常滿意，他說，結果在團隊意料之中。團隊為參加大賽準備了將近一年時間，團隊建立初始，四名成員因志趣相投組合在一起，針對醫療設備體外充電及管理展開了系統的研究，由于專業對口又結合了導師的幫助，團隊的科研工作進展神速，僅僅在一年之內便完成了國內首例利用超聲波為媒介，以心肺復蘇，神經刺激為應用對象的可植入式醫療設備充電與管理系統。

早在 20世紀，美國就曾開展過醫療設備體外充電的研究，但卻是以電磁波線圈為充電媒介，最終由于產品抗干擾能力較差，實驗對人體產生傷害而放棄使用。對于自己團隊的研究，陸顥瓚表示在理論上不存在對人體的傷害且目前課題研究已進入相關元件實驗生產階段，如果成品實驗成功，將會很快投入下一階段研究。

對于團隊的競賽答辯，隊員李江南表示專家老師給予了很多有助于研究方案改良的意見，并幫助聯系了實驗團隊協助研究，令團隊在本次比賽中獲益匪淺。陸顥瓚表示，自己將會在科研的道路上繼續學習，繼續研究，早日讓團隊所設計的科研產品投入使用，希望團隊成員能夠再接再厲，創造出更多優秀成果。

總結

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