ARM/ST全國大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽參賽指南及獲獎(jiǎng)作品案例實(shí)戰(zhàn)（2016）

序 言

非常榮幸受中國水利水電出版社萬水分社楊慶川社長的邀請，為這本大賽指南和獲獎(jiǎng)作品案例實(shí)戰(zhàn)的合集作序，ARM/ST校園創(chuàng)新大賽是由意法半導(dǎo)體和ARM聯(lián)合組辦，360eet智能硬件教育

平臺(tái)承辦的在校大學(xué)生課外活動(dòng)中一項(xiàng)具有示范性、引導(dǎo)性和廣泛性的競賽活動(dòng)，經(jīng)過短短兩年的發(fā)展，已經(jīng)成為了在校大學(xué)生參與智能硬件創(chuàng)新，學(xué)習(xí)最新嵌入式技術(shù)的一個(gè)重要平臺(tái)。

回顧過去的20年，微控制器

在技術(shù)、性能、生態(tài)系統(tǒng)方面發(fā)生了巨大的變化。特別是ARM相繼推出針對嵌入式應(yīng)用的ARM7內(nèi)核和微控制器領(lǐng)域的Cortex-M內(nèi)核之后，加速了微控制器市場的變革，這場變革體現(xiàn)在打破了傳統(tǒng)私有內(nèi)核之間不兼容的壁

壘，以生態(tài)鏈的方式推動(dòng)了各個(gè)環(huán)節(jié)自我的發(fā)展，讓芯片供應(yīng)商、工具設(shè)計(jì)者、軟件開發(fā)者等在統(tǒng)一的協(xié)議下進(jìn)行緊密地分工和合作，讓使用者可以在各個(gè)環(huán)節(jié)有多樣的選擇。這些選擇的內(nèi)在生命力在于：所有內(nèi)核指令

是一致的，或者是兼容的。

致力于為行業(yè)和客戶提供最新技術(shù)、高性能、安全可靠的芯片是意法半導(dǎo)體作為企業(yè)的使命之一。在過去的10年中，意法半導(dǎo)體基于ARM Cortex-M的內(nèi)核，為多元化應(yīng)用推出了基于M0、

M0+、M3和M4內(nèi)核的產(chǎn)品系列，形成了業(yè)界最為寬廣的STM32家族。除內(nèi)核因素以外，其領(lǐng)先的設(shè)計(jì)和制造工藝、創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)、卓越的功耗效率和最大化的集成度，使得STM32迅速獲得眾多客戶的青睞。從2007年面世

，到2015年第二季度末，STM32全球累計(jì)出貨數(shù)量超了10億，這是一個(gè)里程碑式的成就。

中國是一個(gè)特殊的市場，其廣泛的地域中蘊(yùn)含了眾多的中小客戶。為更好地服務(wù)和支持中國市場，意法半導(dǎo)體和ARM公司積極推

動(dòng)本地化的生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，積極參與人才的培養(yǎng)，為教育者和學(xué)生提供具有最新技術(shù)的產(chǎn)品，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，使其能夠快速適應(yīng)社會(huì)對人才的要求，學(xué)生競賽成為生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要部分。正是基于這樣

的想法，意法半導(dǎo)體聯(lián)合ARM公司決定從2013年開始舉辦“全國大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽”，通過大賽，將最新的技術(shù)和產(chǎn)品提供給學(xué)生學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐，并借此機(jī)會(huì)與老師和學(xué)生進(jìn)行面對面的交流，為未來的競賽和課

程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和規(guī)劃。

過去的幾屆競賽，得到了全國高校學(xué)生和老師的熱烈響應(yīng)，每屆均有超過700支隊(duì)伍和近2000名學(xué)生報(bào)名，經(jīng)過初選和作品評審后，最后在意法半導(dǎo)體總部決出大賽的冠軍。看到學(xué)生的作品

，我們由衷地為學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力感到興奮，這是因?yàn)閷W(xué)生的創(chuàng)作覆蓋了多樣化的應(yīng)用和場景，部分作品的完善程度已經(jīng)接近了商業(yè)化的水平。為了更好地推廣學(xué)生的作品、記錄大賽的歷程，我們將2015年度全部獲

獎(jiǎng)作品收集、編輯成冊，以便公眾閱覽。衷心希望學(xué)生們能夠借此機(jī)會(huì)吸收最新科技的營養(yǎng)，提升自身的能力，成為真正的人才！

借此機(jī)會(huì)，也感謝ARM公司前任中國大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理時(shí)忻博士的全力支持，得以讓大賽

在2013年如愿啟動(dòng)，感謝2013年首屆大賽的協(xié)辦方與非網(wǎng)對賽事的大力推廣；感謝ARM和ST公司本地團(tuán)隊(duì)成員對大賽盡心盡責(zé)的配合與辛勤付出；最后再次感謝中國水利水電出版社和現(xiàn)大賽協(xié)辦方360eet的幫助，得以讓

優(yōu)秀方案整理成冊，傳播知識(shí)，分享成功。

意法半導(dǎo)體微控制器中國區(qū)高級市場經(jīng)理

曹錦東

ARM亞太區(qū)大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理

陳煒

2015年8月于上海

序言

ARM/ST全國大學(xué)生
智能設(shè)備創(chuàng)新大賽
參賽指南 1
基于圖像處理的智能文字閱讀系統(tǒng)
（特等獎(jiǎng)） 8
1 摘要 9
2 引言 9
3 系統(tǒng)方案 10
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
15
6 系統(tǒng)創(chuàng)新 22
7 系統(tǒng)評測與結(jié)論 23
8 附錄 23
基于STM32F4的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)端臨場機(jī)器人
（一等獎(jiǎng)） 25
1 摘要 26
2 引言 26
3 系統(tǒng)方案 26
4 系統(tǒng)硬
件設(shè)計(jì) 27
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 30
7 附錄 30
基于STM32的脈象模擬裝置設(shè)計(jì)
（一等獎(jiǎng)） 36
1 摘要 37
2 引言 37
3 系統(tǒng)方案 38
4 系統(tǒng)硬
件設(shè)計(jì) 39
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 41
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 44
7 附錄 45
便攜式多功能血氧心率監(jiān)護(hù)儀
（二等獎(jiǎng)） 50
1 摘要 51
2 引言 51
3 系統(tǒng)方案 51
4 系統(tǒng)硬
件設(shè)計(jì) 53
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 56
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 58
基于STM32的智能花灑系統(tǒng)
（二等獎(jiǎng)） 63
1 摘要 64
2 引言 64
3 系統(tǒng)方案 64
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 67
5
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 70
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 72
7 附錄 73
電子密碼鎖
（二等獎(jiǎng)） 75
1 引言 76
2 系統(tǒng)方案 76
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 76
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 82
5 系統(tǒng)評
測與結(jié)論 82
6 附錄 83
基于藍(lán)牙的平衡玩具小車
（二等獎(jiǎng)） 89
1 摘要 90
2 引言 90
3 作品創(chuàng)意 90
4 系統(tǒng)方案 91
5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 91
6
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 94
7 系統(tǒng)評測與結(jié)論 98
8 附錄 100
基于STM32的互聯(lián)網(wǎng)型快遞自提柜系統(tǒng)
（二等獎(jiǎng)） 101
1 摘要 102
2 引言 102
3 系統(tǒng)方案 102
4 系統(tǒng)硬
件設(shè)計(jì) 103
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 107
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 109
7 附錄 112
基于MPU6050的無線空間鼠標(biāo)
（三等獎(jiǎng)） 113
1 摘要 114
2 引言 114
3 系統(tǒng)方案 114
4
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 115
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 116
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 117
7 附錄 118
基于STM32的GPS公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 122
1 摘要 123
2 引言 123
3 系統(tǒng)方
案 124
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 126
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 127
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 132
7 總結(jié) 132
8 附件 133
基于STM32的激光掃描儀
（三等獎(jiǎng)） 134
1 摘要 135
2
引言 135
3 系統(tǒng)方案 135
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 136
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 136
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 136
基于STM32F411RET6的智能搜救小車系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 137
1 摘要
138
2 引言 138
3 系統(tǒng)方案 138
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 141
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 143
6 智能搜救系統(tǒng)的工作流程 152
7 系統(tǒng)評測與結(jié)論 154
8 附件 154
微型空氣
質(zhì)量監(jiān)測站
（三等獎(jiǎng)） 156
1 摘要 157
2 引言 157
3 系統(tǒng)方案 157
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 157
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 159
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 161
7 附錄 163
基于STM32F4的智能家居系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 164
1 摘要 165
2 引言 165
3 系統(tǒng)方案 165
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 166
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 166
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 168
7 附錄
168
基于STM32F4的智能磁懸浮音樂平臺(tái)
（三等獎(jiǎng)） 172
1 摘要 173
2 引言 173
3 系統(tǒng)方案 173
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 174
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 177
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論
178
7 附錄 181
基于STM32F411RE的老人監(jiān)護(hù)儀
（三等獎(jiǎng)） 182
1 摘要 183
2 引言 183
3 系統(tǒng)方案 183
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 184
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 185
6 系統(tǒng)評
測與結(jié)論 186
7 附錄 187
基于STM32F4的多功能智能小車
（三等獎(jiǎng)） 188
1 摘要 189
2 引言 189
3 系統(tǒng)方案 189
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 189
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
191
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 195
7 附錄 195
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備
（三等獎(jiǎng)） 208
1 摘要 209
2 引言 209
3 系統(tǒng)方案 209
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 211
5 系統(tǒng)軟
件設(shè)計(jì) 212
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 213
7 附錄 213
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的停車場智能化管理系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 216
1 摘要 217
2 引言 217
3 系統(tǒng)方案 218
4 系統(tǒng)硬
件設(shè)計(jì) 224
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 228
6 總結(jié) 231
7 附錄 232
二維碼檢票機(jī)
（三等獎(jiǎng)） 236
1 摘要 237
2 引言 237
3 系統(tǒng)方案 237
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 238
5
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 242
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 247
7 附錄 249
參量陣定向音響
（三等獎(jiǎng)） 250
1 摘要 251
2 引言 251
3 系統(tǒng)方案 252
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 252
5
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 255
6 系統(tǒng)評測與結(jié)論 258

1. 中國通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育專委會(huì)2023年會(huì)議論文集 [中國通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育專委會(huì)]
2. 中國通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育分會(huì)2022年會(huì)議論文集 [主編 中國通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育分會(huì)]
3. 電路設(shè)計(jì)與PCB制作實(shí)操教程 [主編 周永宏]
4. Altium Designer 20 電路設(shè)計(jì)案例教程 [主編 王靜 謝蓉]
5. 珍惜大學(xué)好時(shí)光 [余明友]
6. 電子設(shè)計(jì)與制作簡明教程（第二版） [主編 鄧延安]
7. 數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及應(yīng)用 [主 編 余建坤]
8. Altium Designer 17電路設(shè)計(jì)案例教程 [主編 王靜]
9. 通信電子線路 [主編 韓偉]
10. 模擬電子電路分析與應(yīng)用 [主編 董圣英 閆學(xué)敏]
11. 數(shù)字電子電路分析與應(yīng)用 [閆學(xué)敏 董圣英]
12. ARM/ST全國大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽參賽指南及獲獎(jiǎng)作品案例實(shí)戰(zhàn)（2015） [億科信息（360eet） 編]
13. 計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)（第三版） [主編 何超]
14. 城市圖書館建筑研究 [周進(jìn)良]
15. 電子設(shè)計(jì)與制作簡明教程 [鄧延安]
16. 在路上——一個(gè)外交官的海外散記 [蔡勁松]
17. Altium Designer winter 09電路設(shè)計(jì)案例教程 [王靜 主編]