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十年磨一“网” 上海科研团队为“万物互联”铺就“快稳智”技术之路 | 2025上海科技奖

转自: 2026-08-11 08:00:00

步入一家智能工厂,你或许会看到这样的场景:上百台机械臂正有条不紊地焊接、装配,AGV小车载着物料在通道间穿行,高清摄像头实时回传热成像画面,云端系统同步调度每一台设备的运行状态……所有机器各司其职,动作严丝合缝,几乎让人忘了——它们之间,是靠一张无形的“网”在交流,看似流畅的“万物互联”,实则藏着多项技术难题。

近日,上海市科学技术奖励大会上传来喜讯,由上海交通大学牵头,联合上海联通、上海电信等多家单位共同研发的“物联网智能传输关键技术及应用”项目,荣获2025年度上海市技术发明一等奖。历经近十年攻关,团队破解了物联网传输领域的多个“卡脖子”难题,让“万物互联”从“能连接”走向“稳连接、快连接、智连接”,为我国工业互联网、智慧城市等领域的发展注入强劲动力。

项目成果应用于新松机器人智能制造工厂,实现高效数据传输。受访者供图

万物互联,为何总会“卡壳”

如今,物联网已深度融入工业制造、应急管理、智慧交通等领域。然而,随着接入设备数量不断激增、应用场景越来越复杂,传统物联网传输逐渐暴露出诸多短板。

在工业车间、石油作业区等复杂环境,大量设备产生的电磁信号干扰,会让无线数据传输出现丢包、卡顿。就好比收音机收听广播,却被杂音干扰一样,物联网终端无法顺畅进行无线数据传输,导致设备无法正常工作。

与此同时,不同厂家的设备、5G、Wi-Fi、工业专用网等使用不同类型的网络协议,就像不同国家的人说不同的语言,无法直接沟通,需要烦琐的“翻译”才能实现数据互通。随着场景迭代,传统工厂要接入新的智能设备,往往需要重新搭建传输链路,耗时又耗力。

这些问题不仅困扰着国内企业,也是全球物联网领域共同面对的技术挑战。如何实现复杂环境下的高效抗干扰传输、打破不同网络的“协议壁垒”、提升资源调度效率,成为推动物联网高质量发展的关键。

近十年攻关,

破解多项关键难题

面对物联网传输的这些“卡壳”难题,以上海交通大学孔令和教授为核心的研发团队,联合上海联通、上海电信、中国信通院等单位,一头扎进了技术攻关的“深水区”。

近十年间,团队走遍全国数十个工业现场,在实验室里不断模拟各种复杂环境,反复测试上百种方案,最终形成了一套“端、边、云”协同的物联网智能传输关键技术群。

在上海交通大学计算机学院的一间实验室里,孔令和向记者讲起了此次技术发明中最关键的“端、边、云”三侧AI赋能物联网传输的创新奥秘。

在他看来,终端即物联网的起点,其传输的稳定性关乎整个系统。为解决复杂环境下的电磁干扰问题,研发团队发明了基于端侧智能的抗干扰通信技术,类似为终端穿上“抗干扰防弹衣”。其工业5G-U终端采用动态时隙调配和并发冲突解析技术,可自动识别干扰、调整频率时间,在强干扰下仍能保持高速稳定。同步提升上下行速率,并将时延控制在1毫秒以内,这样一来,可靠性大幅提升,目前已领先国际同类产品。

另一项突破,则瞄准工业网络之间互联互通的难题。

“边缘网关作为物联网传输中转站,连接多种终端和网络。”孔令和介绍,工业网络协议好比是“七国八制”,即七个国家会有八种不同的制式。由于制式不同,协同处理方面,必须使用边缘网关来帮助不同制式协议的设备开展有效交流,通过协议转换,从而更高效地“翻译”好各设备的“语言”。

就此,团队研发了异构物联跨网协议融合技术,以“超级翻译官”实现不同网络的无缝高效互通。该网关能快速适配5G-U、Modbus、Profinet等工业协议,协议转换时间仅4~5毫秒,与国际厂商水平相当。同时,通过网络层多网通路智算聚合技术,整合优化网络链路,提升数据吞吐量并确保传输安全。

技术落地,

让智能制造更高效

科研成果的最终价值,在于服务产业。如今,这项技术已在新松机器人智能制造工厂等场景落地应用。

项目团队始终坚持“产学研用”深度融合,从研发初期就紧密结合企业需求,推动成果从实验室走向产业一线,让技术真正落地生根、开花结果。其中在新松机器人智能制造工厂的应用,更是直观展现了这项技术的实用价值,让“稳连接、快连接、智连接”的优势真正转化为生产效能。

基于国家重点研发计划与国家自然科学基金专项重点项目的联合研发,在新松机器人超大智能制造机器人车间里,各类传感器、移动机器人、监控设备遍布车间,它们产生的海量数据能否实时、稳定传输,直接决定了生产效率和产品精度。项目的“端、边、云”协同传输技术成果稳稳支撑着车间内1063个传感器、103个终端和移动机器人、18个边缘网关,1套5G-U云维护平台的数据互通,不仅实现1路热成像视频、3路高清监控视频的无卡顿实时回传,还能保障“端、边、云”之间高可靠、强实时的传输。

孔令和介绍,相较于传统传输方案,这一技术让机器人之间的协作效率提升25%,为工厂降本增效,真正让智能制造从“能生产”走向“高效产、精准产”,凸显了物联网传输技术对制造业升级的核心赋能作用。

如今,项目成果已经应用于阿里云、新松机器人等16家领先企业,为物联网领域技术和人才储备打下基础。团队自主研制的5G-U终端、边缘网关等5G-U系列产品,有效提升了工业系统的生产效率、应急管理的可靠性,既切实降低了企业运营成本,也提升了我国5G技术的国际话语权。

下一站,瞄准“星辰大海”

在孔令和看来,物联网技术已从概念落地、单一连接的“万物互联”,走向“万物智联”。随着技术与产业深度融合发展,对物联网技术传输速率、时延及可靠性的要求也越来越高。

“科研的最终目的,是解决实际问题、服务产业发展。”孔令和呼吁,应加强产学研协同,加大核心技术研发投入,培养人才并完善标准,以赋能数字经济发展。

团队也将以此次获奖为契机,继续攻坚克难,深耕物联网智能传输,聚焦工业互联网等重点场景,推进技术创新与成果转化,攻克核心技术难题,使“万物互联”更高效、稳定、安全,为工业强国转型与数字经济融合贡献力量。

“当前,我们的技术发明主要应用于智能工厂和智慧城市等场景,未来,我们还希望把智能传输技术应用到太空计算和卫星互联网场景中。”在孔令和的心中,“万物互联”的路,他们铺得扎实,而更远的路,还将继续指向“星辰大海”。

2025科技奖励成果展示

项目名称:物联网智能传输关键技术及应用

完成单位:上海交通大学 等

完  成  人:孔令和 等

奖励等级:技术发明奖一等奖

编者按:2025年度上海市科学技术奖榜单日前正式揭晓,206项(人)成果与个人脱颖而出。这不仅是一份镌刻着智慧与勇气的荣誉册,更是上海这座科创之城加快建设国际科技创新中心的铿锵足音。

过去一年,上海科技界在强化原始创新中“寻路”,在激励企业创新中“强体”,在深化区域合作中“聚力”,在加速成果转化中“赋能”。获奖名单如同一面棱镜,折射出上海科技创新从“点的突破”向“系统能力”跃升的壮阔图景。本专栏集合全市媒体报道视角,记录上海科技工作者的奋斗故事,与公众共享上海推进国际科技创新中心建设中的丰硕成果。

本篇报道得到上海科普项目资助

(项目编号:25DZ2304600)

来源:青年报

作者:刘昕璐

编辑:拾