GZ-2017026嵌入式技術與應用開發(fā)賽項賽題

1、2017年全國職業(yè)院校技能大賽（高職組）GZ-2017026嵌入式技術與應用開發(fā)賽項賽題本賽題包括硬件裝調(diào)和賽道任務兩部分。要求參賽選手在規(guī)定時間內(nèi)焊接、調(diào)試一套功能電路板，并安裝在智能嵌入式系統(tǒng)應用創(chuàng)新實訓平臺（以下簡稱為競賽平臺）上。同時，完成嵌入式應用程序的編寫和測試，使之能夠自動控制競賽平臺完成賽道任務。第一部分 硬件裝調(diào)賽題一、比賽要求比賽現(xiàn)場發(fā)放功能電路板焊接套件（含帶有故障的PCB板與元器件）和技術資料（電路原理圖、器件位置圖、物料清單）。參賽選手在規(guī)定時間內(nèi)，按照安全操作規(guī)范與電子產(chǎn)品制作工藝，焊接、組裝、調(diào)試功能電路板，使其功能正常，并安裝到競賽平臺上。二、比賽內(nèi)容（一）元器

2、件檢測參賽選手須參照物料清單進行元器件的辨識、清點和檢測。本賽題所涉及的元器件種類僅限于：電阻、電容、電感、二極管、三極管、MOS管、電位器、LED發(fā)光二極管、555芯片、晶振、CMOS邏輯門、集成穩(wěn)壓塊、光強度傳感器、光敏電阻、超聲波傳感器、熱釋電傳感器、聲音傳感器、紅外傳感器、射頻識別單元、語音識別單元、解調(diào)芯片、蜂鳴器、揚聲器。（二）電路板焊接參賽選手須依據(jù)電路原理圖、器件位置圖、物料清單，在規(guī)定時間內(nèi)完成元器件焊接，并按時上交進行焊接工藝評分。本賽題所涉及的貼片元器件封裝僅限于：SIP-8、SSOP-6、SOP-8、SSOP-8、SOP-14、SOT-23、SOT-223、SOP-16

3、、0603、0805、1206、3528、郵票孔。（三）功能驗證、故障排除參賽選手須根據(jù)電路原理圖分析電路板功能，并使用示波器、萬用表等儀表進行故障排除，使電路板功能正常。本賽題所涉及的電路故障僅限于：斷線、短路、絲印錯誤、器件封裝錯誤。所涉及的電路參數(shù)調(diào)整僅限于：電位器阻值調(diào)整；可變電容容值調(diào)整；撥動開關狀態(tài)設置；短路帽的接入選擇。參賽選手焊接不當造成的故障不在本賽題考查范圍之內(nèi),由選手自行處理解決。由此產(chǎn)生的性能不良或功能不全，后果也由選手完全承擔。（四）整機裝配參賽選手須將調(diào)試完成的電路板以及現(xiàn)場發(fā)放的其他功能模塊，安裝到競賽平臺指定位置上，使競賽平臺能夠完成賽道任務。三、注意事項1）參

4、賽選手在焊接等操作過程中應當嚴格遵守安全操作規(guī)范，安全用電，保持桌面整潔。2）選手可在10：00前確認焊接套件的器件完整情況，如有缺失可申請補領器件，10點之后每補領1個器件將被扣1分。3）選手可在規(guī)定的時間內(nèi)申請更換標準功能電路板（限1次）或競賽平臺（限1次），但是將會被扣除相應分數(shù)。4）選手只可攜帶賽項規(guī)程中允許攜帶的物品進入賽場，攜帶的筆記本電腦不得超過2臺，移動終端不得超過1個。5）選手不得做出影響他人的動作，或者發(fā)出異常噪音干擾比賽的進行。第二部分 賽道任務賽題一、比賽要求參賽選手根據(jù)比賽現(xiàn)場抽取的標志物擺放位置表、任務流程表、數(shù)據(jù)處理算法等文件編寫相關嵌入式應用程序，使移動終端能自

5、動控制競賽平臺在模擬的交通環(huán)境(即賽道地圖)中完成各項賽道任務。二、比賽內(nèi)容（一）編程調(diào)試參賽選手須依據(jù)本賽題給定的賽道地圖以及現(xiàn)場隨機抽取的競賽參數(shù)進行嵌入式應用程序編寫，參賽選手可以按時間表使用練習賽道進行調(diào)試。（二）測試準備參賽選手接到候場指令后，到達指定賽道處候場準備。按裁判要求啟動平板電腦和競賽平臺，運行應用程序，并建立WiFi連接。參賽選手接到比賽指令后，須將競賽平臺擺放在決賽賽道地圖的啟動位置，將AGV智能運輸機器人擺放在決賽賽道地圖的指定位置。（三）賽道任務參賽選手接到比賽開始指令后，點擊移動終端上“自動運行”按鈕，使競賽平臺自動完成任務流程表中規(guī)定的各項賽道任務。本賽題所涉及

6、的賽道任務僅限于下列任務的抽取與組合：1.競賽平臺前進/后退/左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)/停止。2.競賽平臺循跡前進至前方第一個十字路口處。3.競賽平臺控制左/右轉(zhuǎn)向燈開啟或關閉。4.競賽平臺打開/關閉蜂鳴器。5.競賽平臺識別靜態(tài)標志物中的二維碼，獲得文本信息(信息代碼：M01)。6.競賽平臺識別靜態(tài)標志物中的圖形，獲得形狀與顏色信息(信息代碼：M02)。7.競賽平臺識別LCD動態(tài)顯示標志物中的圖形，獲得形狀與顏色信息（信息代碼：M03）。8.競賽平臺識別LCD動態(tài)顯示標志物中車牌圖片，獲得車牌信息（信息代碼：M04）。9.競賽平臺識別智能TFT顯示器中的圖形，獲得形狀與顏色信息（信息代碼：M05）。10.競

7、賽平臺識別智能TFT顯示器中車牌圖片，獲得車牌信息（信息代碼：M06）。11.競賽平臺識別交通燈標志物中的顯示信號，獲得交通信號信息（信息代碼：M07）。12.競賽平臺啟動語音識別，獲取語音播報標志物發(fā)出的語音命令，獲得語音控制信息（信息代碼：M08）。13.競賽平臺行進到智能路燈標志物所對應的十字路口，獲得當前照明亮度檔位信息(信息代碼：M09)。14.競賽平臺使用超聲波傳感器測距，獲得距離信息（信息代碼：M10）。15.競賽平臺在指定路段獲取RFID射頻卡指定扇區(qū)塊內(nèi)信息（信息代碼：M11）。16.競賽平臺通過ZigBee獲取AGV智能運輸機器人采集的傳感器數(shù)據(jù)信息（信息代碼：M12）。1

8、7.AGV智能運輸機器人行進到智能路燈標志物所對應的十字路口，獲得當前照明亮度檔位信息(信息代碼：M13)。18.移動終端對競賽平臺從二維碼中獲取的信息M01進行解密，得到明文信息(信息代碼：M14)。19.移動終端對競賽平臺從RFID卡片中獲取的信息M11進行解密，得到明文信息(信息代碼：M15)。20.競賽平臺通過ZigBee控制磁懸浮無線充電標志物開啟(指令代碼：K01)。21.競賽平臺通過ZigBee控制智能TFT顯示器標志物顯示指定信息(指令代碼：K02)。22.競賽平臺通過ZigBee控制道閘開啟(指令代碼：K03)。23.競賽平臺通過ZigBee控制語音播報標志物播報預設語音控制

9、命令(指令代碼：K04)。24.競賽平臺通過ZigBee控制語音播報標志物播報指定信息(指令代碼：K05)。25.競賽平臺通過ZigBee向LED顯示標志物發(fā)送控制指令(指令代碼：K06)。26.競賽平臺通過紅外控制智能路燈標志物，將其光照強度檔位開啟到指定檔位(指令代碼：K07)。27.競賽平臺通過紅外控制烽火臺警示系統(tǒng)開啟(指令代碼：K08)。28.競賽平臺通過紅外控制立體顯示標志物顯示指定內(nèi)容(指令代碼：K09)。29.競賽平臺通過紅外控制LCD動態(tài)顯示標志物翻頁(指令代碼：K10)。 30.移動終端對控制指令或數(shù)據(jù)進行信道編碼或加密操作，生成已編碼控制指令或加密數(shù)據(jù)(指令代碼：K11)

10、。31.競賽平臺通過ZigBee控制AGV智能運輸機器人到達指定位置（指令代碼：K12）。32.競賽平臺通過ZigBee控制AGV智能運輸機器人按指定路線行進（指令代碼：K13）。33.競賽平臺通過ZigBee控制AGV智能運輸機器人到達車庫并入庫（指令代碼：K14）。34.AGV智能運輸機器人通過紅外控制智能路燈標志物光照強度檔位到指定檔位（指令代碼：K15）。35.AGV智能運輸機器人通過紅外控制烽火臺警示系統(tǒng)開啟或關閉(指令代碼：K16)。36.競賽平臺在通過ETC系統(tǒng)標志物時刷卡抬桿。37.競賽平臺到達指定位置。38.競賽平臺按指定路線行進。39.競賽平臺返回指定車庫，并入庫/倒庫。4

11、0.競賽平臺向智能評分終端發(fā)送確認數(shù)據(jù)。三、賽道地圖及標志物擺放位置賽道地圖如圖1所示，尺寸規(guī)格為2.5m2.5m(實際尺寸根據(jù)競賽場地大小可能略有調(diào)整）；賽道寬度為30cm；循跡線寬度為3cm；圖中縱向虛線編號為AG，橫向虛線編號為17（為避免干擾循跡，賽道上的虛線略去不畫）；賽道標志物將置于橫縱虛線交叉點上（由于部分標志物形狀不規(guī)則，擺放確切位置以賽場實際擺放為準）。圖1 賽道地圖標志物擺放位置由比賽日現(xiàn)場隨機抽取，各標志物擺放位置僅限于表1中所列舉的位置。表1 標志物擺放位置說明表序號設備名稱位置位置位置位置位置位置01LED顯示標志物A2G2A6G6-02道閘標志物E1E3A3G5C5

12、C703語音播報標志物D1A4G4D7-04智能路燈系統(tǒng)標志物D1A6G6D7F7-05靜態(tài)標志物E1C3G3E5A5C706LCD動態(tài)顯示標志物C1A2G2A6G6E707立體顯示標志物E1A3C3E5G5C708烽火臺警示系統(tǒng)標志物C1A2E3C5G6E709交通燈標志物D1A4G4D7-10ETC系統(tǒng)標志物C4D4E4-11智能TFT顯示器標志物C1A2G2A6G6E712磁懸浮無線充電標志物B1E1G2A6C7E713車庫A/B/C/D/E/FG2G4G6F7D7B714競賽平臺B1D1F1A2A4A615AGV智能運輸機器人B2D2F2D4B6D616RFID卡片（位于指定路線）起點

13、處離起點1/4處中點處離終點1/4處終點處-說明：1）比賽現(xiàn)場標志物擺放位置由現(xiàn)場隨機抽取，測試賽道與比賽賽道標志物擺放位置一致，各標志物擺放位置僅限于表1中所列舉位置之一。2）部分賽道標志物形狀不規(guī)則，或者任務特殊需求，擺放時可能偏離交叉點。標志物的確切位置應以賽場實際擺放位置為準。四、競賽參數(shù)參賽選手須依據(jù)現(xiàn)場隨機抽取的競賽參數(shù)進行編程，競賽參數(shù)包括標志物擺放位置表、任務流程表和數(shù)據(jù)處理算法三項。（一）標志物擺放位置表標志物擺放位置表描述比賽現(xiàn)場標志物擺放位置，必要時將指定標志物擺放方向，須在比賽現(xiàn)場抽取，當場公布。其格式如表2所示。表2 標志物擺放位置表（格式樣例）序號設備名稱位置代碼說

14、明1234567.（二）任務流程表任務流程表描述競賽平臺行進路線和需要完成的任務，須在比賽現(xiàn)場抽取，當場公布。其格式如表3所示。表3 任務流程表（格式樣例）序號任務要求說明12345678.（三）數(shù)據(jù)處理算法移動終端須對競賽平臺從二維碼或RFID卡中獲取的密文信息進行解密，得到明文信息。在紅外或ZigBee控制過程中，移動終端對待發(fā)送的控制指令或數(shù)據(jù)，進行編碼或加密操作，生成已編碼控制指令或加密數(shù)據(jù)。須在比賽現(xiàn)場抽取，當場公布。本賽題所涉及的數(shù)據(jù)處理算法僅限于基本運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、數(shù)組操作、字符串處理的組合：1.基本運算：加、減、乘、除、求模2.邏輯運算：與、或、非、同或、異或、移

15、位3.數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換：字符與ASCII碼轉(zhuǎn)換、文本與數(shù)字轉(zhuǎn)換、進制轉(zhuǎn)換4.數(shù)組操作：插入、刪除、查找、排序5.字符串處理：連接、截取、查找、逆置五、注意事項1)選手按規(guī)定的時間進入練習賽道進行賽道任務測試，每次五分鐘，過時不補，須等待下一輪測試機會。2）每個參賽隊將進行兩輪賽道任務測試，每輪每個參賽隊用時不超過5分鐘，比賽成績?nèi)奢喿罡叱煽優(yōu)樽罱K成績。3）第一輪測試開始時，所有參賽選手集中到比賽任務測試區(qū)，等候比賽開始，并將競賽平臺斷電關閉，放置在指定位置，等待裁判下一步指令。4）在比賽過程中，選手不得觸碰競賽平臺或移動終端。5）第一輪賽道任務測試結束后，各參賽隊擁有等長的調(diào)試時間與相同的練習賽

16、道使用時間，超過規(guī)定時間不得繼續(xù)操作；6）第二輪賽道任務測試結束后隊長應把現(xiàn)場發(fā)放并焊接完成的功能電路板上交到裁判指定位置。7）參賽隊若放棄賽道任務測試機會，隊長須前往比賽測試區(qū)確認簽字，表明自愿放棄測試機會。8）比賽結束后，參賽隊須將比賽當天下發(fā)的全部資料（包含但不限于：紙質(zhì)文件、U盤、草稿紙）交給現(xiàn)場裁判，不得帶出比賽場地。9)本賽題所涉及的競賽平臺、標志物使用說明、通信協(xié)議等技術資料均由大賽支持企業(yè)提供。第 18 頁 共 18 頁附錄 賽道標志物參賽選手須根據(jù)比賽現(xiàn)場抽取的任務流程表，通過競賽平臺完成對標志物信息采集和功能控制任務，賽道標志物包括以下12種：1）LED顯示標志物LED顯示

17、標志物參考圖片如圖2所示，競賽平臺可通過ZigBee將數(shù)據(jù)發(fā)送給LED顯示標志物。LED顯示標志物可顯示兩行數(shù)據(jù)，每行可顯示6位，每位可顯示0F中任意1位十六進制數(shù)。圖2 LED顯示標志物參考圖2）道閘標志物道閘標志物參考圖片如圖3所示。競賽平臺可通過ZigBee控制道閘的開啟，5秒后道閘自動關閉。圖3 道閘標志物參考圖3）語音播報標志物語音播報標志物參考圖片如圖4所示，競賽平臺通過ZigBee控制語音播報標志物播報語音。圖4 語音播報標志物參考圖4）智能路燈系統(tǒng)標志物智能路燈系統(tǒng)標志物參考圖片如圖5所示，標志物可調(diào)光照強度由小到大共分為14檔，競賽平臺或AGV智能運輸機器人可通過紅外通信進行

18、光強度檔位+1、檔位+2、檔位+3的循環(huán)控制，調(diào)節(jié)標志物的光照強度。圖5 智能路燈系統(tǒng)標志物參考圖5）靜態(tài)標志物靜態(tài)標志物參考圖片如圖6所示，該標志物可放置二維碼信息、顏色信息、圖形信息、車牌信息等。二維碼技術規(guī)格：10cm10cm。顏色信息僅限于下列8種：紅色(255,0,0)、綠色(0,255,0)、藍色(0,0,255)、黃色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。圖形信息僅限于下列5種：圓形、三角形、矩形、菱形、五角星。圖形尺寸：圖形外接正方形邊長僅限于3cm10cm。圖6 靜態(tài)標志物參考圖6）

19、LCD動態(tài)顯示標志物LCD動態(tài)顯示標志物參考圖片如圖7所示，LCD動態(tài)顯示標志物可顯示顏色信息、圖形信息、車牌信息等。LCD動態(tài)顯示標志物可通過紅外通信進行圖片的上翻頁和下翻頁控制，同時也可設定自動翻頁。圖片格式：JPG像素：800600圖形信息僅限于下列5種：圓形、三角形、矩形、菱形、五角星。顏色信息僅限于下列8種：紅色(255,0,0)、綠色(0,255,0)、藍色(0,0,255)、黃色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。車牌號碼格式如：“國XYYYXY”，其中“國”固定不變，后面6位號碼，X

20、代表AZ中任意一個字母，Y代表09中任意一個數(shù)字。圖7 LCD動態(tài)標志物參考圖7）立體顯示標志物立體顯示標志物參考圖片如圖8所示。競賽平臺或AGV智能運輸機器人可通過紅外通信控制立體顯示標志物側(cè)邊顯示信息。30秒之后標志物自動復位。圖8 立體顯示標志物參考圖8）烽火臺報警系統(tǒng)標志物烽火臺報警系統(tǒng)標志物參考圖片如下圖9所示，競賽平臺或AGV智能運輸機器人發(fā)送紅外控制指令打開聲光報警器，5秒后聲光報警器自動關閉。圖9 烽火臺報警標志物參考圖9）ETC系統(tǒng)標志物ETC系統(tǒng)標志物參考圖片如下圖10所示，競賽平臺所攜帶得900M RFID標簽在ETC系統(tǒng)正前方將會被感應到，此時ETC系統(tǒng)閘門打開，同時將打開標志位通過ZigBee反