1、競(jìng)賽主題

本賽項(xiàng)采取半開放式命題的方式，旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，推動(dòng)“AIoT”知識(shí)體系下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)。參賽隊(duì)伍可以選擇生活中常見(jiàn)的某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景所需環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、傳輸、控制等需求；圍繞物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)相關(guān)技術(shù)，根據(jù)自身的題目需求，選擇不同種類的傳感器，結(jié)合通信模塊進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集與傳輸；對(duì)于場(chǎng)景中可以控制的設(shè)備，例如電燈、電視、空調(diào)、窗簾等家居設(shè)備，亦能通過(guò)通信模塊達(dá)到控制的效果。

 

2、選題方向（包括但不限于此）

①　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的智能家居控制方向，可通過(guò)網(wǎng)關(guān)控制照明燈、控制家中電視、空調(diào)、照明燈等設(shè)備，采用紅外傳感器、水浸傳感器、煙霧傳感器等用于監(jiān)控用戶家中各個(gè)房間是否產(chǎn)生漏水、煙霧情況，監(jiān)測(cè)家中是否有外人闖入等效果。通信模塊推薦選用ZigBee模塊、WiFi模塊，通過(guò)應(yīng)用的開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶在不在家中都能監(jiān)控家中環(huán)境、控制家中電器的使用目的。

②　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)方向，此處以蔬菜大棚為例，實(shí)際的生活場(chǎng)景中，由于大棚的面積比較大，大棚的管理者也不會(huì)天天在大棚中循環(huán)監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀態(tài)，那么用戶設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景中便可以選擇長(zhǎng)距離傳輸為特點(diǎn)的NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊，結(jié)合二氧化碳傳感器、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)扇、植物生長(zhǎng)燈等模塊，可以控制灌溉的水泵等等，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)能夠達(dá)到大棚管理者時(shí)時(shí)刻刻能夠監(jiān)測(cè)到植物生長(zhǎng)狀態(tài)、能夠方便的實(shí)現(xiàn)灌溉、通風(fēng)等操作。

③　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的空調(diào)監(jiān)控方向，實(shí)現(xiàn)園區(qū)里面空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制，此處推薦使用Wi-Fi模塊，結(jié)合MQTT協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)管理系統(tǒng)上面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化監(jiān)控。

④　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的城市井蓋監(jiān)控方向，結(jié)合NB-IoT模塊，通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)井蓋的狀態(tài)，通過(guò)NB-IoT模塊，可將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)?？稍O(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證井蓋都是處于正常的狀態(tài)，防止有人因?yàn)榫w的缺失、移位而產(chǎn)生安全隱患。

⑤　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的智能打印機(jī)方向，可以通過(guò)NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制打印機(jī)打印票據(jù)的功能，目前火車站、公交站這樣涉及到公共運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)景中會(huì)有這樣的產(chǎn)品需求。

3、賽具要求

（一）設(shè)備簡(jiǎn)介

 

創(chuàng)新創(chuàng)客智能硬件平臺(tái)（物聯(lián)網(wǎng)版）是北京博創(chuàng)智聯(lián)科技有限公司自主研發(fā)的面向全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的平臺(tái)。平臺(tái)硬件整體采用模塊化設(shè)計(jì)，配備應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式等教學(xué)領(lǐng)域的多種高集成度核心控制器、擴(kuò)展接口板以及靈活多樣的傳感器模塊、通訊模塊、圖像采集與顯示設(shè)備、機(jī)械類設(shè)備等，自由搭配，靈活運(yùn)用，可以滿足高校計(jì)算機(jī)類、電子自動(dòng)化類、電氣信息類、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)教學(xué)需求；適用于高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)科研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、各類學(xué)生競(jìng)賽與就業(yè)培訓(xùn)；

提供靈活多樣的傳感器模塊，包含聲、光、熱、電、力、磁等各種傳感器，需求覆蓋面廣，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)配線與核心控制器相連，完成數(shù)據(jù)采集、處理；

提供基于407核心控制器和物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)下豐富的實(shí)驗(yàn)體系，并配有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，源碼開放；

提供配套在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以滿足學(xué)生在線學(xué)習(xí)的需要。有豐富的實(shí)驗(yàn)體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，配套詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，教師PPT等資源；

 

（二）配置概述

1.核心控制器

（1）407核心控制器（1個(gè)）

MCU采用ARM® Cortex™-M4架構(gòu)的GD32F407芯片；主頻：168MHz；內(nèi)部Flash：1MB；內(nèi)部RAM：192KB；板載SRAM：512K*16bits；板載Flash：128Mbit Nor Flash；1Gbit Nand Flash；

（2）物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)（2個(gè)）

MCU采用ARM® Cortex™M3架構(gòu)的GD32F103芯片，主頻108MHz；配備1.3寸IPS液晶屏、Wi-Fi模塊（ESP8266）、LoRaWAN模塊、NB-IoT模塊、Zigbee模塊、128Mbit NORFlash存儲(chǔ)、電流采樣芯片、RTC電路、RGB三色燈、LED、五向搖桿按鍵、光電耦合接口、繼電器公共端接口、繼電器常開/常閉接口、TTL串口、ADC接口、RS232串口、RS485接口、PWM接口、USB接口、GPIO、ST-Link下載調(diào)試接口、12V輸入/輸出接口（可使用3S/4S鋰電池供電）、5V輸出接口、3.3V輸出接口、5V電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口、SD卡接口等硬件資源；硬件接口支持NB-IoT模塊、ZigBee模塊、LoRaWAN模塊、ESP8266 Wi-Fi模塊，可插拔更換。板載創(chuàng)新創(chuàng)客智能硬件平臺(tái)傳感器接口；支持工業(yè)級(jí)傳感器接口。搭配液晶屏幕，方便學(xué)生實(shí)時(shí)掌握數(shù)據(jù)的采集狀況。結(jié)合電腦客戶端軟件、后臺(tái)管理系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行線上維護(hù)與管理。

4、比賽場(chǎng)地與環(huán)境

4.1 場(chǎng)地

比賽場(chǎng)地尺寸無(wú)特殊要求，以能夠表現(xiàn)出參賽作品方案內(nèi)容為要。

 

4.2 賽場(chǎng)環(huán)境

現(xiàn)場(chǎng)需要電源及承載硬件作品的桌子，具體數(shù)量視參賽規(guī)模而定。

5、比賽規(guī)則

5.1 參賽人數(shù)

參賽隊(duì)伍要求以組委會(huì)統(tǒng)一規(guī)定為準(zhǔn)。

5.2 規(guī)則要求

（1）各參賽隊(duì)員參賽時(shí)，請(qǐng)自備用于程序設(shè)計(jì)的電腦、參賽用的各種器材和常用工具。

（2）各參賽隊(duì)設(shè)備在參加的每場(chǎng)比賽前進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證內(nèi)容包括配件數(shù)量、尺寸以及相應(yīng)規(guī)則條款的檢查。

（3）參賽隊(duì)員必須服從裁判，比賽進(jìn)行中如發(fā)生異議，須由領(lǐng)隊(duì)以書面形式申請(qǐng)復(fù)議，由裁判做出最終裁決，并做出說(shuō)明。復(fù)議申請(qǐng)必須在下一輪比賽之前提出，否則將不予受理。

（4）參賽平臺(tái)里的主控器，必須是大賽指定控制器。

（5）競(jìng)賽期間，場(chǎng)內(nèi)外一律禁止破壞其他隊(duì)伍的參賽平臺(tái)，禁止抄襲和剽竊他人成果，組委會(huì)一旦發(fā)現(xiàn)，將立刻取消比賽資格并通過(guò)大賽組委會(huì)通報(bào)批評(píng)。

 

6、賽前培訓(xùn)

初期（集中）線上培訓(xùn)至少5場(chǎng)，中后期（定向）加強(qiáng)培訓(xùn)結(jié)合具體學(xué)校需求而定。

培訓(xùn)內(nèi)容：具體內(nèi)容以2024年培訓(xùn)開始前發(fā)布的信息為準(zhǔn)。

可參考2023年培訓(xùn)資料：

網(wǎng)盤鏈接：https://pan.baidu.com/s/1WiRjji2UsL0TVqfWHM7nPg?pwd=jsxw

提取碼：jsxw

7、技術(shù)支持

1、博創(chuàng)智聯(lián)技術(shù)部QQ號(hào)：1992734971

2、電話：18500370067

8、中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽廈門決賽區(qū)網(wǎng)站：https://jsjds.xmu.edu.cn/

 計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽注冊(cè)報(bào)名平臺(tái)：https://2024.jsjds.com.cn/account/Register 

9、參考案例

場(chǎng)景1：

以智慧工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)為例，選取6個(gè)傳感器，可實(shí)現(xiàn)如下功能場(chǎng)景。

場(chǎng)景2：

在上一個(gè)作品的基礎(chǔ)上，再增加5個(gè)模塊，包含控制類和感應(yīng)類的，就可以對(duì)智慧工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制的內(nèi)容更加豐富。

 在此基礎(chǔ)上還可以增加LED蜂鳴器，例如LED可以模擬工廠中報(bào)警器的燈，蜂鳴器就可以模擬工廠中報(bào)警鈴，在發(fā)現(xiàn)有異常情況直接閃爍、響起。其他的場(chǎng)景也都類似，比如工廠的安防場(chǎng)景、智慧檢修等。參賽的學(xué)生可以結(jié)合實(shí)際工廠場(chǎng)景，發(fā)揮自身的長(zhǎng)處來(lái)完善和搭建。

 

2024年中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)賽-北京博創(chuàng)-智能網(wǎng)關(guān).pdf