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一、成果簡介 要控制食品安全問題，就需要從農田到餐桌對食品的生產、加工、流通和銷售等各個環節進行全程監控和管理。而現有的食品安全監督管理體系普遍建立在儀器分析的基礎之上，不僅人力、物 力消耗大，時間成本高，而且信息發布滯后，導致監管部門很難對問題食品進行快速反應。因此，迫切需要大量能夠滿足現場、快速、準確、靈敏且成本低廉的食品安全分析檢測技術。試紙成為了 一個非常令人關注的檢測平臺，

根據智能交通信息檢測需求，依據RFID檢測系統的優勢而設計出一種基于無線射頻技術的智能交通誘導系統，該系統是一種針對智能交通領域的信息采集、傳輸、分析、處理系統。通過建立基于物聯網的智能交通示范工程，為物聯網在智能交通上的應用提供基礎研究數據和決策依據，以點帶面，逐步建立物聯網在智能交通領域的數據采集、傳輸、存儲、分析和處理規范和標準，全面提高交通管理水平，規范交通秩序，提高道路利用率，擴大交通管理范疇，提高交通和運輸生活質量。利用了物聯網的技術優勢，通過無源高頻率射頻技術實時采集路段的車流量信息

根據智能交通信息檢測需求，依據RFID檢測系統的優勢而設計出一種基于無線射頻技術的智能交通誘導系統，該系統是一種針對智能交通領域的信息采集、傳輸、分析、處理系統。 通過建立基于物聯網的智能交通示范工程，為物聯網在智能交通上的應用提供基礎研究數據和決策依據，以點帶面，逐步建立物聯網在智能交通領域的數據采集、傳輸、存儲、分析和處理規范和標準，全面提高交通管理水平，規范交通秩序，提高道路利用率，擴大交通管理范疇，提高交通和運輸生活質量。 利用了物聯網的技術優勢，通過無源高頻率

項目研究內容及用途： 本項目采用一種氣體輔助擠出成型技術，其技 術關鍵是通過氣體輔助控制系統精確控制氣體壓力， 采用氣體輔助擠出口 模使聚合物擠出時在口模內壁形成一層穩定的氣墊膜層， 從而實現擠出由 非滑移粘著剪切口模擠出機理轉化為完全滑移非粘著剪切口模擠出機理， 將口模壁面對擠出熔體的阻力降到最低限，從而達到減小擠出脹大、降低 口模壓降和制品內應力、提高制品表面和內在質量的目的。聚合物氣體輔

我校協同育人企業天津騰領電子科技有限公司基于自研國產化工業控制系統開發了設施農業管控系統，利用邊云協同控制架構，集成以大模型驅動的作物生長監測、環境精準調控、水肥綜合管理等技術裝備。項目已在多地開展應用，開發了“認領一塊地”等商業模式。2025年4月7日，天津電視臺新聞頻道《都市報道60分》以《物聯網遇上菜籃子 解鎖開心農場》為題進行了報道。

利用第一頻譜遮罩序列和第一隨機相位復序列，獲得第一頻域基礎波形矢量；通過對第一頻域基礎波形矢量進行快速傅里葉逆變換，獲得時域基礎調制波形；將時域基礎調制波形作為第一路基礎調制波形，將時域基礎調制波形進行虛數變換后作為第二路基礎調制波形；將待傳送的比特數據取k位后，再依照最右位最高位原則，獲得所述k位待傳送的比特數據的十進制映射值；隨機獲取第一十進制數和第二十進制數；通過移位循環調制，獲得第一路調制波形和第二路調制波形；將第一路調制波形和第二路調制波形進行合成，獲得發射信號，利用正交頻分復用發射模塊將發射信號進行發射。

包括以下步驟：第一步、確立接收端模型；第二步、化簡接收端模型；第三步、通過分層檢測算法解調出發送的數據。本發明的基于分層檢測的空移鍵控傳輸系統接收端數據檢測方法，其誤碼（BER）性能隨著搜索半徑的增加逐漸逼近最優檢測算法（ML），當搜索半徑為發送端天線數目時，本發明的檢測算法等價于最大似然檢測算法。本算法通過對每層進行計算排序使得在較小的搜索半徑下可獲得接近最優檢測算法的誤碼率性能，因此本發明能在獲得較好性能的同時，大幅度降低接收端算法的復雜度。

本技術系CDMA移動通信系統核心技術方面的發明性成果，由國家杰出青年科學基金項目和教育部重點科學基金項目聯合支持，并結合國家863計劃九五重點之重項目和信產部移動通信專項基金“第三代移動通信系統研究開發項目”的實施而形成。

本發明公開了一種磁致伸縮導波接收傳感器；該接收傳感器包括：結構相同、對稱放置的兩個傳感模塊；兩個傳感模塊連接并形成開合結構；當兩個傳感模塊閉合時形成空心圓柱體結構；每個傳感模塊包括：支架、線圈和插頭；支架為凸臺結構，凸臺有 N 道等分槽使半圓環柱體等分成 N+1 個扇環柱體，線圈有N+1 個，一個線圈沿著一個扇環柱體的外輪廓纏繞，每個線圈的兩端連接插頭；N 為非負整數。使用本發明提供的磁致伸縮導波接收傳感器可識別軸對稱特征和非軸對稱特征，實現焊縫等軸對稱結構和非軸對稱缺陷的識別，避免了將焊縫等軸對稱結構誤判為缺陷。此傳感器對于縱向模態和扭轉模態的磁致伸縮導波檢測均可適用。

現階段所設計的存算一體器件單元結構如圖 1 所示： 器件的基本結構由波導和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護層、相變材料（硫系化合物）層）所構成。擬通過在當前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導的方式實現器件的光學讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導。功能層主要用于實現器件的電學寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發生相變。因此需要加熱器層具備較好的導熱和導電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質因數，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學常數反差，可在更惡劣的高溫環境下進行操作，適用于硅基光子器件應用。 采用的主要技術手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學編程、光學讀取的方法實現器件的存儲、算術運算和邏輯運算功能：  存儲功能的實現：擬利用相變材料晶態低透過率和非晶態高透過率分別代表二進制中的‘1’和‘0’，實現數據存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產生電流流經加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發生相變，實現存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導輸入端輸入讀取連續光。由于相變材料功能層對光強的吸收能力在編程和非編程區域間存在著顯著的差異，因此當輸入光經過波導后，其能量會因為相變材料編程區域的吸收而發生改變，進而顯著改變輸出光強能量。所以通過測量輸入輸出光強的能量之比（即透過率），可實現對先前編程區域的讀取。  算術和邏輯功能的實現：通過調整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態調控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數值，實現多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數量對應加數的方法實現標量加法計算。同時由于所設計器件的讀取連續光輸出功率可視為讀取連續光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數和乘數的方法實現基本乘法運算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態設置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實現各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調特性驗證其實現神經突觸的可行性。并依托所設計人工突觸構建人工神經網絡芯片，實現圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學習的神經生物學基礎，也是人工類腦器件需要實現的首要功能。為實現突觸可塑性，擬把相變材料和波導之間的耦合區域視為仿生神經突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調節從左右兩端電極輸入耦合區域的電脈沖時間差對耦合區域的光透過率進行連續調控，進而依托于上述存算理論模型和實物器件仿真和實驗實現仿生神經突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設計的突觸單元, 經過相變材料的作用，脈沖強度發生變化，對應于乘法器。進而借助于微環結構，將不同波長的脈沖導入進同一波導中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強較小時，讀取光與微環發生共振，在輸出端口沒有光強輸出。當光強達到一定的閾值后，讀取信號不再和微環發生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經元脈沖信號的激發，實現了非線性激活函數的功能。利用上述的單個神經元結構，驗證其監督式機器學習和非監督式機器學習。對于監督式機器學習，權重的數值通過外部管理器設置；對于非監督式機器學習，不再需要外部管理器來設置權重值，而是通過輸出光脈沖進行反饋控制，調整權重值。在單個神經元結構的基礎上，更復雜的光學脈沖神經網絡結構，證明該結構的可擴展性。擬設計的神經網絡中的每一層結構包括三個功能單元，即收集器、分發器和神經突觸結構。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導中，分發器將光脈沖分發給多個神經元，神經突觸結構則產生光脈沖信號，輸入給下一層結構。基于上述結構實現圖片、語音和文本的識別。 創新性分析：①首次研究了一款基于“電學編程、光學讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統電學存算一體化器件相比,擬研發的器件可以進行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優點。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學脈沖刺激、光學權重調節”的人工神經突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經突觸，填補了光電混合型人工突觸的技術空白。 先進性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統材料具有的快速相變轉化速度、低功耗和穩定性強等特性，且本身在通信波段非晶態透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學性能差異的特點。③所設計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優點，具有高集成度、低功耗、超快響應時間、穩定性強等優點。 獨占性分析：根據已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關鍵技術的獨有權。