集成IoT技术的智能环境检测设备开发及环境数据实时采集与分析系统构建
合作区域: 国内
拟投入总金额: 800.0万元
所属地域: 江北区
技术领域: 污水处理与资源化
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-12-24
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信息描述
研发背景:

随着生态环境保护力度的不断加大,环境监测行业向智能化、精准化、实时化方向快速发展,传统人工监测或单一功能检测设备已难以满足常态化、全方位的环境监管需求。宁波宏川环境科技有限公司专注于环境监测设备研发、生产与环境治理服务,其产品与服务广泛应用于园区环境监管、流域水质监测、大气污染防控等核心场景。

当前行业内传统环境检测设备存在诸多痛点:一是数据采集滞后,多为定时采样或人工送检,无法实时捕捉环境参数动态变化;二是数据传输与分析脱节,缺乏高效的IoT传输模块与智能分析系统,难以实现数据的实时汇总、分析及异常预警;三是检测维度单一,多数设备仅能监测单一环境参数,无法满足多维度综合环境评估需求;四是运维成本高,设备故障难以及时发现,需大量人工投入进行巡检与维护。

开发集成IoT技术的智能检测设备,构建环境数据实时采集与分析系统,能够实现多维度环境参数的实时监测、精准分析与智能预警,大幅提升环境监测效率与监管精准度,是企业突破发展瓶颈、提升市场竞争力的关键。基于此,企业亟需开展相关技术研发工作。

主要内容:

(1)IoT模块与检测设备集成难题:需实现多类型环境传感器(如大气、水质、噪声传感器)与IoT传输模块(如4G/5G、LoRa、NB - IoT)的高效集成,解决不同模块之间的信号干扰、功耗匹配问题,确保设备在复杂环境下(如高温、高湿、粉尘多场景)的稳定运行与数据精准传输。

(2)多维度环境数据精准采集难题:需筛选适配复杂环境的高精度传感器,解决不同环境介质(空气、水、土壤)中多参数(如PM2.5、VOCs、COD、氨氮、噪声)的同步采集问题,提升数据采集的一致性与准确性,满足环境监测的国标要求。

(3)实时数据传输与分析算法难题:需研发低延迟、高可靠的环境数据实时传输协议,解决海量环境数据的高效传输与边缘计算问题;开发智能数据分析算法,实现环境数据的实时清洗、融合分析及异常预警,提升数据解读的精准度与时效性。

(4)设备低功耗与远程运维难题:智能检测设备多为户外长期运行,需研发低功耗电路设计与电源管理方案,实现电池供电模式下续航≥12个月;构建设备远程运维系统,实现设备状态实时监测、故障自动诊断与远程参数调试,降低运维成本。

(5)产业化量产与系统适配难题:攻克批量生产过程中传感器校准、IoT模块集成精度控制、设备性能一致性检测等技术难题;实现智能检测设备与主流环境管理平台(如环保部门监管平台、企业环境管控系统)的协议兼容与数据互通,提升产品的通用性。

前期研究开发基础:

(1)技术储备:企业已组建由环境工程、电子技术、物联网技术等领域专业人才组成的研发团队,具备传统环境检测设备的研发与生产核心技术;通过前期实验,已掌握多类型环境传感器的选型与基础测试方法,完成了IoT模块集成的初步方案设计,积累了大量基础环境参数的检测与传输数据。

(2)设备基础:已购置传感器性能测试设备、数据采集与传输测试系统、环境模拟试验箱及基础的仿真分析软件,能够满足前期核心技术验证、原型制作及实验测试需求;企业拥有完善的环境检测设备生产流水线,具备智能检测设备产业化转化的生产设备基础。

(3)市场与资源积累:已完成智能环境检测设备市场的全面调研,明确了不同应用场景的技术需求与性能指标;与多家环保监管部门、工业园区、污水处理企业建立了长期合作关系,可提供实地测试场景与需求反馈;同时与高校物联网学院、环境科学研究所开展了初步技术交流,具备产学研合作的良好基础。

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

(1)技术目标:开发出集成IoT技术的智能环境检测设备,可同时监测至少8种环境参数(含4种以上大气参数、3种以上水质参数、1种噪声参数);数据采集精度符合GB 3095、GB 3838等国标要求,数据传输延迟≤5s,传输成功率≥99.8%;智能分析算法异常预警准确率≥99%;设备温度适应范围-20℃~60℃,电池续航≥12个月,支持远程运维。

(2)生产目标:攻克产业化量产技术难题,完成现有生产线的适配改造,形成标准化的批量生产工艺;实现智能环境检测设备的生产合格率≥98.5%,生产效率较传统产品提升30%以上,单位产品生产成本控制在合理区间,满足市场化竞争需求。

(3)成果目标:获得相关核心技术发明专利3 - 5项(含发明专利至少2项)、软件著作权2 - 3项;形成完整的技术研发报告、生产工艺文件、产品检测标准及使用手册;将智能检测设备成功应用于5个以上典型环境监测项目,实现批量供货与市场推广。

成果形式:

(1)技术文档:包括集成IoT技术的智能环境检测设备研发报告、传感器选型与校准手册、IoT模块集成设计文档、数据采集与分析算法手册、生产操作规程、产品性能检测标准及方法、软件操作手册、专利与软件著作权申请文件等。

(2)实物成果:智能环境检测设备原型样品、中试生产的成品;适配产业化生产的测试工装、校准设备及生产线改造方案;环境数据实时采集与分析系统软件安装包(含客户端、服务器端)。

(3)知识产权:围绕核心技术获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。

(4)应用成果:智能环境检测设备的性能测试报告(含采集精度、传输稳定性、续航能力等数据);与环境管理平台的适配验证报告;典型项目落地应用案例报告及产业化生产可行性分析报告。