多维拓扑结构有机半导体的高效制备与光电器件.doc

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1、一、多维拓扑结构有机半导体的高效制备与光电器件项目简介：本项目属于材料科学中的有机高分子材料方向，围绕有机半导体的稳定化、功能化和高性能化为研究主线开展工作，针对这一领域存在的一些关键科学问题，以开发高性能有机半导体材料与光电器件为目的，提出了分子拓扑结构多支化、多维化的材料设计理念，发展了快速高效可控的微波辅助合成新方法，开发了一系列新型拓扑结构有机半导体材料，系统阐述了材料构效关系，并实现了高效有机电致发光器件和低阈值有机激光器件。1、微波辅助快速高效制备复杂共轭结构多维有机半导体：针对有机半导体合成过程中步骤多、耗时长、工作量大、纯化分离困难等技术难题，创新性地将微波加热技术引入到复杂结

2、构有机半导体材料的开发过程中。重点发展了微波增强多重耦联反应，使得通常需要4-5天而且产率低（30-40%）副产物难分离的六重Suzuki偶联反应在30分钟内（三重Suzuki偶联反应在20分钟内）可以顺利地完成，并且得到了理想的产率（82-90%）以及高的化学纯度和单分散性（分子量分布1.01-1.05），大大加速和简化中间单体和产物的制备过程，快速高效地实现了复杂共轭结构有机半导体材料的可控制备。证明微波电介质加热技术在辅助制备有机光电功能材料方面具有广阔的适用性和显著的功效。2、多维拓扑结构有机半导体材料及其高效有机电致发光器件：针对传统低维线型有机半导体材料的不足，提出了分子拓扑结构多

3、支化、多维化的材料设计理念，开发了一系列具有特殊多维度拓扑新结构的有机半导体，包括具有星射型多臂结构的单分散大分子、多支化p-n双嵌段寡聚物以及具有光交联超支化结构的高分子聚合物半导体材料；在分子水平上实现了对有机半导体材料的凝聚态结构和光电性质的有效调控。通过简便的溶液加工成膜方式制备的单层器件得到了高稳定性、高效率（亮度2716 cd/m2, 效率1.75 cd/A）和高色纯度（CIE: x = 0.15, y = 0.09）的有机电致发光。整体器件性能显著优越于线形寡聚物或长链聚合物材料，为高性能有机半导体材料与器件开发提供了新的思路。系统研究了化学结构、拓扑结构、空间维度与凝聚态结构及

4、光电性能之间的构效关系，为高性能拓扑结构有机半导体的设计开发提供了实验数据支撑和理论指导。3、基于多维拓扑结构有机半导体材料的低阈值有机激光器件：在高性能有机发光半导体材料开发的基础上，筛选出一类新颖的单分散纳米尺度（3.0 到 9.0 nm）多臂结构大分子半导体材料，开拓了在有机激光器件领域的应用。基于六臂结构的三并茚大分子发光材料表现出优异的激光特性，即使相当简单的器件结构（1D DFB）也实现了相当低的激光泵浦阈值（Ethlaser 0.4 nJ/pulse, 1.3 J/cm2）和高的激光输出效率（斜度效率约为5.3）。这是目前国际上有机半导体所能获得的最低的激光阈值之一。低的泵浦阈值

5、意味着低的能量输入，为实现电泵浦有机激光器件奠定了基础。本项目在有机半导体合成新方法及其拓扑结构设计、构效关系研究、凝聚态结构与光电性质调控以及高性能光电器件开发等方面的关键科学问题上提出了比较重要的学术观点，开展了较为系统的研究工作，在理论与方法创新方面取得了具有突破意义的重要研究进展。研究成果已有21篇SCI论文发表在包括Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Applied Physics Letters、Macromolecular Rapid Communications、Macromolecules、Chemical Com

6、munications等在内的国际著名学术杂志上，被他人SCI论文正面引用216次，单篇最高他引45次，引文来自Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Angewandte Chemie-International Edition、Journal of the American Chemical Society、Macromolecules等国际权威学术期刊。研究成果得到Nature旗下Asia Materials等的亮点报道，获授权中国专利6项。二、基于三网融合的接入和IPTV技术及其产业化应用项目简介：当前是我国三网融合的大发展时期，本项目的内容

7、则是基于三网融合的接入和IPTV技术及其产业化应用。本项目是由南京邮电大学王汝传团队和亿通公司共同研发的。具体的科技创新有三点，(1) 三网融合下的EPON和EOC接入设备和技术；(2) 基于P2P的安全的IPTV软硬件系统；(3) 三网融合下的视频监控设备和技术。下面从技术内容、知识产权情况、技术经济指标等方面对项目的整体情况进行介绍。【主要科技内容及技术创新】(1) 提出将广电的无源光网络技术设备(EPON)结合无源同轴以太网设备(EOC) 并与现有的计算机网无缝连接以实现“三网融合”，这种模式可提供100M到10G的带宽。(2) 课题研制了GEPON和EPON设备，它们能够实现光信号、以

8、太信号和千兆以太信号的相互转化；还研制了符合HomePlug产业标准的EOC设备，这些设备可以在同轴电缆传送标准CATV信号的同时，也传送以太网信号。(3) 研制了基于P2P的安全的IPTV软硬件系统。其中硬件系统为YTTB-C2010系列的机顶盒，该机顶盒采用了TMS320DM6446的双核架构，大大提高了音视频的处理能力。软件系统是一种基于P2P的安全的IPTV系统。系统的创新在于终端间采用P2P技术进行数据分发，避免了单点失效，提高了资源利用率；针对该平台，专门研制了安全模块以保障系统的数据安全及用户隐私。(4) 研制了三网融合下的视频监控系统。在该环境下，摄像头采集的视频数据可以跨越广

9、电网、电信网及移动互联网以最佳路由的方式到达请求者。【技术经济指标】1、技术指标：(1) EPON设备的上下行数据速率均为1.25Gbps，光波长的上行为1310nm、下行为1490nm，光线接头采用SC/PC，上联端口支持10BASE-T/ 100BASE-T/1000BASE-T，光路最大损耗为29dB，PON口最大分光比为64路； (2) EOC设备典型时延3ms，功耗8W,最大可以实现速率270Mbps，调制方式支持OFDM，TDMA/TDD； (3) 基于P2P技术的IPTV系统的直播和点播业务请求成功率大于99%，启动直播和点播业务的响应时间小于2ms，返回EPG页面的时间小于1m

10、s，点播的暂停、快进和快退操作响应时间小于1ms；(4) 视频监控系统采用MPEG-4/H.264标准，分辨率达到D1(704 x 576)，视频帧率可调，PAL从1/16-25帧/秒可调。NTSC为1/16-30帧/秒可调，视频输出码率应为每路32K-2M可调，实时视频延时不超过0.5秒；(5) 数字机顶盒可集成多家公司的CA，符合DVB-C QAM解调标准，中频带宽为8MHz，符号率为26.9Mbps，解调QAM 16、32、64、128、256， 功耗最大为15W。2、技术成果：(1) 发明专利申请67项，授权22项，软件著作权14项；(2) 学术论文共105篇，其中SCI/EI收录40

11、篇，合计被引用3529次，出版论著1部；(3) 检测报告4项。三、经济指标及推广情况：南京邮电大学王汝传团队和亿通公司经过多年来的合作，其共同研制的三网融合接入和IPTV产品现已成为国内有线电视传输设备制造业名列前茅的品牌。目前产品涵盖1550nm和1310nm光纤传输设备、机顶盒、EPON、EOC新一代光纤以太网传输设备和HFC网络管理系统等。公司的产品已覆盖包括上海、天津、南京、深圳、北京等80%的省会和中心城市，用户达300余家，其中GEPON已打开国际市场。根据广电协会的统计数据显示，公司的有线电视传输设备已在其细分领域处于国产品牌领先地位。年均创造直接经济效益1.26亿元，间接经济效

12、益4.75亿元。三、基于协同感知的多域融合网络控制平台及其产业化应用项目简介：本项目针对有限频谱资源、复杂的网络环境和封闭的应用系统等制约因素，提出可扩展、可重构的新型多域协同体系框架，打破空间、时间、频率、功率、终端和网络等各种资源之间的壁垒和边界，提供一个统一的和畅通无阻的管理“通道”，实现对资源配置和开发的最优化；并在此基础上，研究协同、感知和多域融合等关键技术，构建基于协同感知的多域融合网络控制平台；最后，针对社会各种行业信息服务的需求，实现产业化应用。本项目提出的多域融合网络控制平台，其设计思路是面向各行各业应用以及社会公众消费者，构建一个可运营、可管理、可控制的智慧化信息服务系统。

13、本项目所有关键技术的研究和产业化应用系统的开发都围绕该架构展开。本项目通过对资源域（空间、时间、频率、功率）和实体域（网络、终端）的协同，通过对业务域、资源域、实体域和用户域（用户行为）的感知，通过多域融合技术构建了多域融合网络控制平台。本项目以建立基于协同感知的多域融合网络控制平台为核心，结合多种新技术，如协同技术、感知技术、泛在计算、网络融合等技术，在对这些技术进行创新性研究的基础上，实施系列产品的研制和产业化。自主研究完成了如下系列产品：（1）基于物联网的城市智能交通管理系统主要包括研制出4种电子标签、8种电子标签读写器和8种天线产品。其中超高频电子标签和读写器是国内首个自行开发的符合国

14、际标准ISO18000-6B、EPC C0、C1G2的产品。读写器产品符合Q/3201 RFIT001 -2003射频识别读写器企业标准。其中，电子环保标签，是专为车辆环保标志设计的车用电子标签产品。在国内首先利用RFID电子标签取代传统纸质电子标签，是RFID应用的创新和环保管理模式的创新，是物联网和互联网技术手段在民生应用中的创新。（2）肉食品质量安全可追溯系统项目创新性地提出了基于物联网技术的肉品生产全程质量追溯系统从产地到餐桌的技术框架；开发了基于RFID的肉品身份标识关键技术；研究RFID技术与温度传感器的集成，实现RFID技术在肉品冷链物流中的应用；建立了多途径肉品质量安全追溯终端

15、查询技术平台。本项目系列已形成包括天线、电子标签、读写器及行业应用软件等十多个系列的产品。这些产品得到了广泛应用，例如浙江诸永高速路段、广西灵峰(桂粤界)至八步高速路段和安康至毛坝至陕川界高速路段均采用了基于RFSN(标签传感网)的智能交通系统，智能交通治安卡口也已在南京市、山东省、广州市等市区部分道路上实施；重庆寸滩港、厦门市保税物流园区等物流单位使用了RFID系列产品及电子关锁；多类型无线传感节点、网关设备、中间件软件及平台软件在南通现代软件工程研究所、合肥金海湾置业有限公司等多家企业得以应用。这些产品受到了企业的一致好评，共创造了直接经济效益8.3亿元，间接经济效益2.6亿元。本项目已取

16、得可观的市场回报，且具有自主知识产权，已获7项发明专利，获12项实用新型专利，1项外观专利，拥有软件8件著作权；还有202篇学术论文和2本专著等。这些对本项目的推广应用将有很好的推动作用。四、P2P的应用及其安全项目简介：P2P的应用研究和安全问题，是目前网络应用中的热点问题，并在推动网络发展方面起到了积极的作用，具有前瞻性、指导性意义。课题组自2004年起，在华为基金项目和委托项目支持下结合业界需求和实际开发研究的经验，进行不懈研究，在P2P的流量识别、P2P的相关应用，以及安全等领域取得了系统性、创新性的成果。主要成果包括：1、智能P2P流量识别系统：针对现有P2P流量识别方法所存在的种种

17、弊端和不足，通过对P2P行为特征、DPI技术、SVM技术、模糊识别技术的研究，探索P2P流量识别的新方法，并成功的应用在多个智能P2P流量识别系统中。该系统可识别网络流量中的某些特征不明显的P2P网络应用流，具有较好的实验结果和所期望的识别精确度，使用该方法的P2P流量检测技术在识别速度、识别广度与准确度上大大高于现有识别技术。2、基于改进DHT的P2P VoIP系统：现有的DHT算法所针对的问题是节点的高度动态性带来的负载不均衡，本系统采用基于阈值选取的改进DHT算法，解决了局部查找节点而导致网络的稳定性较差的问题和由于突发性事件引起的大量负载不均的问题，为网络中更多的用户提供更高质量的服务

18、。本系统通过对DHT算法进行改进，具备良好的NAT穿越能力和智能路由机制，有效实现负荷分担、减少语音延迟、保护用户隐私。3、基于智能诱导的P2P网络热门资源快速访问系统：该系统通过智能诱导技术实现将热门资源的请求重定向，相比普通P2P资源共享过程，该系统能够有效的避免由于一定时间内对特定热门资源的集中访问而导致的网络拥塞的状况。4、基于多维分布式哈希表的P2P网络安全路由方法：针对P2P数据路由的安全问题，提出了基于多维分布式哈希表结构的设计思想，以及通过目标节点在各维度上进行逐步接近的路由转发算法和识别各种类型恶意节点的机制。相比常规的P2P路由方法，本方法创造性的将节点组织成类似树形的结构

19、，使得节点路由变得更安全，恶意节点识别和防范变得更为容易。5、基于信任度评价及对等子集的P2P网络安全模型：针对P2P及P2P-Guid混合网络中节点间的资源安全共享以及节点接入所带来的安全问题，建立了一个重叠网络模型，提出了多层分组的全局信任度的计算方法，并制定了加强P2P节点间的安全通信策略。相比常规的P2P模型层次划分，本模型以安全问题为核心划分层次关系，着重实现基于全局信任度计算的评价机制和对等子集的划分，能够更为有效的实现对P2P网络数据通信的安全保证。围绕所研究的关键技术，项目组已经公开审请相关专利14项，其中7项已经授权，取得软件著作权书1个，同时在国内多家核心期刊上发表了20余

20、篇高水平的学术论文。其中，SCI收录篇，EI核心版收录15篇，与本项目相关的核心论文已被引证累计达248次，下载频次累计达3710次，产生了较大的学术影响。以上成果得到了华为公司的高度认可和重视，在华为公司的验收中，均获得了好评。相关研究成果已经被华为公司进行应用和推广，其中核心技术主要应用在：iCache9200互联网缓存解决方案、All In One解决方案、数字家庭、安全路由网关产品，BT文件服务器等项目产品中，投入生产后，已产生相当可观的效益。五、公安图像联网与智能视频分析综合应用系统项目简介：该项目针对专网用户特别是公安部门的实际需求，建立了图像联网系统，并自组研发了核心图像算法，建

21、设了图像智能分析系统，在短短几年里，取得了显著的经济效益和社会效益。图像联网与视频图像分析系统项目包括两部分内容：(1)图像联网系统；(2)图像分析系统。图像联网系统既能用来实现视频监控又可用来指挥调度、召开应急会议，两者间自动倒换。而视频分析系统通过对连续视频图像的处理和分析，使普通监控系统具有了人工智能的计算机视觉能力。1、图像联网系统主要特点：(1)有效利用光纤网络资源，系统设计遵循先进性、实用性、高指标、高性能、高可靠、易扩容的原则；(2)以公安提出的监控,对重点道路、重点路口及重点部门进行监控。做到以防为主，对各类突发事件及时处理。(3)监控中心通过网络集中控制，数字视频通过软件平台

22、统一管理；(4)各种安防信息通过网络共享，便于日后的进一步集成。(5)经济实用、推动重点防范、打击、整治三者的有机结合，实现刑事案件的持续下降。(6)要召开应急电视会议时，监控系统可切换为电视会方式。(7)全系统为720P或1080i高清图像质量，采用宽带光纤传输。2、应急视频会议特点：(1)编解码方式高清化。(2)系统协议为H.323。采用IP方式。(3) 采用流媒体技术。(4)可实现虚拟会议(Virtual Space Teleconferencing System, VST)。可多个与会者的图像统一出现在虚拟会场中，以运动参数驱动人脸模型。系统中的MCU将接收到的音、视频码流进行混合，在

23、编码状态下生成虚拟会议室，将混合后的业务流传送给每个与会者。这种系统需要VR技术支持，涉及到VST显示系统，视频对象提取、三维人体建模、空间交互模型等关键技术，是高级会议形式。(5)组播技术的运用,节省大量的带宽。3、图像分析系统:是基于Windows操作系统的智能视频分析监控系统。该系统运用计算机视觉（CV）技术，通过对连续视频图像的处理和分析，将运动物体从视频背景中检测、分离出来，再进行筛选、过滤，对运动目标进行跟踪、分析、判断，将符合用户设置规则的事件以报警提示的方式呈现给用户，使普通监控系统具有了人工智能的计算机视觉能力。该项目已实际应用于南京市公安局的视频应用综合平台，进一步提高了公

24、安指挥调度的科技信息化水平，获得各方面的好评，取得了显著的社会效益。通过深圳市迪威视讯股份有限公司的销售渠道，为政府、公安等专网用户提供定制化的视频通讯综合解决方案，2009年，公司在公安专网视频通讯细分市场占有率为11.13%，排名第一，在政府专网视频通讯细分市场占有率为10.51%，排名第四。六、基于传感网的定位与智能侦测安防系统与应用项目简介：本项目基于传感网络(WSNs)技术、图像处理与智能计算，作为物联网技术的前期应用研究，取得以下创新成果：（1）研制具有自主知识产权的WSNs节点，实现感知信息的有效获取与发送；（2）提出网络链路层的接入技术，解决了在狭小区域内密集移动节点的接入碰撞

25、和数据融合问题；（3）建立数学模型和计算模型，设计有效定位算法，实现复杂区域环境中物体的准确定位；（4）研究了WSNs面临的攻击和防御手段，利用基于IBE和ABE的加密机制，提出适合WSNs的密钥管理协议和安全定位算法，具有安全性高、计算开销和通信开销低等优势；（5）将安全定位算法应用到分布式WSNs的动态网络环境中，对WSNs定位过程的各类攻击均具有良好的抵御能力；（6）在公安看守所、监狱等场所实际推广应用，实现与其他视频监控联动系统等MIS系统的集成和一体化融合。项目的理论基础为完成的国家自然科学基金项目无线传感器网络组播广播安全关键技术研究（60873231），江苏省自然科学基金预研项目

26、计算网格安全策略实现模型研究（BK2004218），江苏省“六大人才高峰”基金项目无线传感器网络安全关键技术研究，江苏省高校自然科学基金项目无线传感器网络组播广播密钥管理与认证研究（08KJB520006）等项目。项目共申请专利14项，授权10项，发表论文80多篇，其中SCI/EI收录30多篇。 本项目的研究给监狱行业带来全新的、能够真正实现监狱安防业务全面整合的整体解决方案，提升管理和防范的直观性与便捷性。开发的应用系统已经在江苏、新疆、江西、浙江、福建、陕西等省的看守所和监狱进行实际应用，通过采集佩戴在人体身上的位置无线传感器信息，实时将管理者（干警）或被管理者（犯人）的工作情况自动录入服

27、务器，实现了视频、报警、位置信息的联动，同时具备无线紧急报警功能的综合性智能监管信息系统，定位误差在二米以内。应用软件系统合同额1500多万元，产生了近3000万元的经济效益，对确保监狱、看守所安全、不断提升监狱、看守所安全防控能力，真正意义上实现监狱管理系统信息化，起到了积极的作用。七、智能图像分割、三维重建与目标跟踪技术及应用项目简介：研究了从肝部CT图像和脑部磁共振（MR）图像中提取肿瘤病灶特征的图像分割新方法。该方法将医学专家的高层专家知识融合到低层图像分割算法中，使算法具有智能性，能够更加准确、快速地实现有诊断意义的分割。根据图象分割各个阶段的不同特点，分别采用不同分割算法以达到总体

28、上最佳。基于动态方向梯度矢量流蛇模型的MR脑肿瘤图像分割新方法，能够有效地分割出脑肿瘤图像，用快速矩方法对MR脑肿瘤图像形状特征进行描述，为诊断病情提供有效的帮助。基于医学断层图像序列的相似性，采用运动估计算法与偏三维约束相结合，研究了新的适用于三维图像分割的主动轮廓算法。该方法在计算过程中只需手动设置第一幅图中主动形变模型的关键点位置，即可实现整个图像序列的自动分割。与文献中的方法相比，本方法可以显著提高分割的准确性和速度。研究了新的断层图像间复杂轮廓的三维重建方法。它将划分曲面、立体建模与传统的划分三角形法和局部特征匹配相结合。通过在划分三角形系统中加入曲线匹配过程，以生成物体的垂直轮廓线

29、，从而改善了以前文献中报道的三角平面建模技术。基于空间距离、几何相似性和重建三维表面平滑性的准则，较好地解决了一对多分叉轮廓的匹配问题。针对低层图象处理中常用的模板操作，研究了空间可变模板与图像卷积的快速算法。论证了利用一个在图像网格点处计算多项式的优化算法，可以极大地减少可变模板的运算量。该方法具有理论上的独创性。研究了基于粒子滤波和GVF-Snake的自适应目标跟踪方法。采用背景差分法获取目标初始轮廓，利用改进的GVF-Snake收敛至运动目标的真实轮廓，根据距离增删控制点，达到自适应地跟踪运动和变形目标的目的。提出的跟踪策略改进了其抗遮挡能力，使目标在长时间被遮挡情况下也能够保持良好的跟踪效果。本项目研究成果在南京市第二医院和南京市鼓楼医院影像科进行了长期的临床应用试验，获得了良好的社会效益和经济效益。本项目共申请发明专利三项，获得授权发明专利一项。项目发表的论文共被他人引用104篇次。