2024-10-17
各学院(部)：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“智慧城市综合实践平台”新工科毕业设计项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景、目的及意义
随着全球城市化进程的加快和信息技术的发展，智慧城市越来越引起人们的关注。通过集成物联网、大数据和人工智能等技术，可以提高城市管理效率、优化资源配置和提升居民生活质量，解决交通拥堵、环境污染等城市问题，最终实现更智能、更便捷的城市生活。
本项目旨在构建智慧城市综合实践平台，具备智慧交通、智慧建筑、智慧管网、智慧水务、智慧农业、智慧能源、智慧工厂等实践场景的感知、控制、管理能力。
二、项目已具备的条件
本项目已搭建出智慧城市实践平台沙盘，位于卫津路校区综合实验楼718室，占地近100平米，预留多种电源和数据接口，可设置20处以上的智慧城市场景，开展上百种智能传感、检测等方向的科学实验和实践。同时还配有机械臂、仿生灵巧手、视觉相机、惯性传感器、VR等设备，满足智慧交互、智慧健康等场景的需求。
三、项目期限与目标
本项目期限为2024年10月至2025年6月。
本期项目目标：在2025年6月，完成9种以上智慧城市场景的部署和调试，包括：地下管网无损测量技术、建筑物结构安全监测、智慧建筑微环境调控、智慧建筑人体运动监测、智慧水务系统的构建、智慧城市能源控制模块、智能工厂自动化生产线、仿生灵巧手智能感知模块、智慧城市虚拟现实交互等。
四、项目主要方向及任务
1. 地下管网无损测量技术
在平台现有架构的基础上，构建油气场站模型，包含用于油气输送的地上和地下管网系统，研制用于地下管网泄露检测的智能传感器系统，实现自供能分布式多参数测量。测量数据实现无线发送和集中处理。可尝试基于嵌入式系统对数据进行初步的处理。
2. 建筑物结构安全监测
在平台现有架构基础上，设计构建多轴地震模拟和建筑物结构，模拟建筑物失效部位，并采用相应的传感器对相应部位进行测量，收集测量数据，进行人工智能算法分析，预测结构寿命。
3. 智慧建筑微环境调控
在平台现有架构基础上，构建具有微型化冷热调控系统的智慧建筑。利用实验室研制的柔性智能窗户，完成对建筑物模型室内外多种环境参数的连续测量，并通过闭环控制，实现对建筑物微环境的调控，优化建筑物能源消耗情况，实现绿色建筑。
4. 智慧建筑人体运动监测
在平台现有架构基础上，设计一个包含多个机器人随机或编程运动的室内模型，了解激光雷达、毫米波等可用于物体定位的传感器的工作原理、合理选择分布式传感器，开展对机器人在该模型内的跟踪测量。获得多机器人的位置信息和运动情况。
5. 智慧水务系统的构建
在平台现有架构基础上，设计小型自来水厂和污水处理场厂主要功能，协助构建自来水厂和污水处理厂的模型，利用生化检测传感器进行水质测量和数据无线传输。
6. 智慧城市能源控制模块
在平台现有架构基础上，基于前期构建的分布式能源网络基础上，进一步构建可以实现远程开关、能源分配、能源存储管理、电压控制的智能能源控制系统，能够实时感知不同分布式能源的能量输出情况和智慧城市的能源消耗情况，做到能源的合理分配。控制智慧城市平台中的灯光和楼宇设施的工作状态。
7. 智能工厂自动化生产线
在平台现有架构基础上，基于工业机械臂和仿生灵巧手，设计一条模拟实际工厂生产的自动化流水线，包括物料搬运、拾取、点胶、质检等工序，合理布局定位传感器，实现机械臂和灵巧手的闭环稳定调控。
8. 仿生灵巧手智能感知模块
在平台现有架构基础上，基于六自由度仿生灵巧手，开发柔性多通道压电式触觉传感器及数据采集电路，通过有限元仿真设计柔性压电传感器的结构和尺寸，实现仿生灵巧手的闭环控制，并开发人工智能算法，根据灵巧手动态位移与触觉传感信号耦合信息实现物体识别。
9. 智慧城市虚拟现实交互
在平台现有架构基础上，基于VR设备和惯性传感器，建立智能传感器实践平台的智慧城市数字孪生的虚拟现实场景模型，构建智慧建筑、智慧交通、智慧水务、智慧管网、智慧工厂、智慧能源等场景中的一个或多个，用户可通过穿戴VR设备和惯性传感器在智慧城市场景中自由漫步和探索。
五、招募要求：
拟招募选题学生的学院：精仪学院、自动化学院、微电子学院、建筑学院等
六、报名及联系方式：
相关课题细节以及其他未尽事宜请咨询项目组联系人：霍文星，联系方式：huowenxing@tju.edu.cn
欢迎各位同学踊跃报名，期待你的加入！
新工科毕设工作组
2024年10月17日