西安电子科技大学星火杯优秀作品选

交互式手势控制系统
通信工程学院
闫明段聪谢锡宁
现代社会人们的生活节奏越来越
快，带来了人们对各种设备便捷性的更
高要求。

我们正是本着方便人性化这一
思想设计并完成了本作品。

交互式手势控制系统通过两大部分
体现，一是控制载具，二是控制计算机
程序。

本作品利用加速度传感器和NRF24L01无线模块实现手势对小船的控制，被控端接收到控制信号后通过CC1100无线传输模块返回相关数据到上位机显示出来且保存；同时GPS传回定位信息并在Google Earth上显示方位，描绘运动轨迹，并通过语音汇报出当前位置；小船的倾角传感器监测小船倾角，当倾角过大会发出语音信息。

上位机在显示数据的同时，利用Microsoft的 WPF技术渲染的炫丽3D场景模拟出小船的运动。

此外，我们还制作了基于手势控制的视屏播放器，用户可以根据手势命令来操控视屏的播放，暂停，快进，快退，同时我们利用原子手势而衍生出复杂手势，诸如0~9的阿拉伯数
字，用户只需按照轨迹描绘出
0-9，便可实现选播视屏的功能。

基于手势控制的数独是我们的另
一大特色，可以根据用户在空中
描绘的轨迹来实现数字的识别进
行数字填空，前后左右的方位则
根据原子手势来识别进行位置的选择。

此系统还可以应用于更多的控制体系中。

对于手势控制系统的拓展性来说，用户可以自定义多种轨迹以扩充数据库，利用人们更加直观的方式来进行人机交互，以后将有可能取代鼠标和键盘，直观表达事物。

手机远程控制系统
通信工程学院
索超魏文愚梁宇
如今移动互联网正在蓬勃发展。

移动互联网有极大的发展潜力，比起仅有10亿台PC 规模的互联网，拥有百亿台设备规模的移动互联网，其规模和应用前景将更上一个层次。

手机作为大多数人们随身携带的物品，在不远的将
来，将不仅仅是一个通讯工具，而会逐渐发展成
为一种方便智能的控制中心。

本作品手机远程控制系统便基于移动网络
实现了通过手机通过短信和语音通话来控制用
电器的功能！
短信控制：在任何一个有GSM网络的地方，
用户可以给指定号码发送加密短信，接收端收到
短信后，如果检测到密码和指令正确，会根据指
令内容控制被控端，控制成功后，会根据被控对
象自动回复一条确认短信；如果检测到密码错误
或指令错误，会把此条短信当成垃圾短信处理。

被控端由三路红外无线控制，分别控制灯的开关，空调的开关和门窗的开关。

通话控制：通话控制巧妙的将通信技术和语音识别技术结合起来，拨打指定号码后，接收端会自动接听，然后用户根据语音提示说出指令，如果检测到密码正确，接收端会根据用
户的语音指令，对不同的用电器进行控制。

下班之后，可以用手机控制家里的电
饭煲煮饭，还可以让热水器烧好热水，快
到家的时候，可以用手机把家里的空调打
开……手机远程控制突破了空间的限制，
极大的方便了人们的生活。

家居小精灵
通信工程学院
崔碧蔚陈傲周文明
本作品是面向未来智能小区建设的家居智能系
统。

以往智能家居中每个住户要安装一套完整的系
统（包括接收、处理、控制三部分），而各个用户之
间相互独立；而本作品通过ZigBee技术在用户与物
业公司之间组建小区智能管理网络。

用户家中只需
安装控制模块，接收处理功能集中由小区机房内服
务主机实现，这样大大降低了单个用户安装系统的
成本。

每一位用户在通过身份认证的情况下可以通过拨
打服务电话或登录小区网站界面请求服务主机控制自
己家中的设备开关运转。

其中电话服务采用类似10086
模式的语音提示、按键操作方式，用户可以方便地在
语音的提示下一步一步控制自己家中设备的使用。

本系统会继续完善小区住户的智能控
制功能，还将实现水电表的自动查询，家庭
设备故障的远程报修，小区保卫系统与停车
管理系统的对接等新设想。

最终将建成服务
于整个小区的智能家居管理控制系统。

基于Zigbee的无线数据采集车
通信工程学院
孔欣怡王远强王一达
本系统基于全球免费的2.4GHz的Zigbee低功耗无线通信技术，以及ARM9嵌入式系统设计， STC89C58单片机，以LCD12864液晶屏、PC端软件为载体，构建成一个无线局域网络将现场环境监控车与上位机软件ARM端之间进行数据连接。

下位机主要由LCD12864液晶屏、STC89C58单片机、ZigBee模块、GPS、光电开关、红外热释电模块、数据采集部分、无线摄像头构成；上位机为PC&ARM端软件，负责协调控制采集车进行数据的采集传输，以及视频图像的保存，并进行谷歌定位。

主机部分（数据处理、数据传输）：
1、基于STC89C58RD+单片机的核心处理
2、基于Zigbee的无线通信模块，（这里强调
一下，控制信号的采集和发送数据的返回共
用zigbee模块）
3、LM1117-3.3稳压芯片。

上位机采用VC++
编程实现指令发送和数据采集，而且采用
directshow流媒体技术对视频进行处理。

从机部分（数据采集、数据返回）：
1、STC89C58RD+单片机的核心处理部分
2、Zigbee无线数据传输模块
3、光电开关
4、红外热释电模块
5、超声波传感器模块
6、GPS数据采集
7、无线摄像头
8、MG45光敏电阻 9、ADC0809转换器
10、DS18B20数字温度传感器
11、DHT11数字温湿度传感器
12、PCF8563低功耗CMOS实时芯片。

智能管家ZAC
电子工程学院
杨少毅褚智威谢雯雯
本作品站在一个人性化智能化的角
度去实现了家庭的智能化服务系统，以
一个管家“ZAC”为人机交互点，实现了
可以进行语音交互，语音识别并且友好
的交互平台。

通过多系统之间的无线交
互，多功能同步进行方式，全方位的提
高了人们的家庭生活质量。

此作品运用多种不同的方式，比如语音，手动，系统自我控制，PC端，无线串口，GSM 短信，手机端软件等去控制作品中的智能窗帘系统与安保系统，以此为模板定位了以后的发展方向，由自主学习红外遥控器实现的对于旧式家电的统一连接，使在不用替换旧式家电的情况下完成了智能化的提升。

整套系统使普通老百姓也能享受到高科技所带来的方便的生活，极大地降低了家庭智能化的价格。

我们工作室也从未停步，一直在努
力的完善这套系统，目前我们又研究完
成了低价红外交互式白板，在接下来的
几个月内，ZigBee室内定位，智能家
庭服务机器人，红外第六感系统也马
上会相继完成，进一步地提高系统的科
技含量，能让大众享受到更多的前沿科
技。

餐厅无线点餐送餐系统
电子工程学院
彭涛王运张永超
本系统是一个基于MSP430单
片机的自动点菜与送菜系统，主要由
菜单发送与接收装置、自动寻迹送菜
小车构成。

该设计实现了餐厅里的自
助点餐、自动送餐，可减少人力资源
的支出，节省餐厅支出，使得就餐更
加方便、省时。

菜单发送与接收装置由两部分构成：发送部分是用来给就餐者点菜，通过液晶模块来显示菜单，并用按键进行控制选择，最后将选好的菜单与餐桌编号经无线模块发送至菜单接收
装置；接收装置接收到无线传输
的信息后，同样用液晶模块显示。

送菜小车带有数字键盘，用
来选择不同的餐桌号，小车可以
按照设定好的路线到达相应的餐
桌，完成送菜任务。

DIY嵌入式导航系统
计算机学院
张戈弋张劲罗天意
无论您使用的是手机定位导
航软件或是车载导航系统都将有
一个共同缺点：地图盲区。

何为
地图盲区：由于地域范围较小或
位置较为偏僻，导航地图制作公
司无法绘制出具有详细地图信息
的导航地图。

为此我们小组针对
这一缺陷开发出集添加地图信
息，定位导航于，网络平台为一体DIY嵌入式导航系统,希望借此消除地图盲区。

系统组成：
硬件：Micro2440嵌入式开发板，GPS模块。

软件：基于WinCE5.0嵌入式系统下的地图编辑软件，导航定位软件。

网络地图共享平台：系统专用网络服务平台，提供地图资源上传，下载，搜索，管理。

用户可将世界上任何地区的BMP地图通过地
图编辑软件添加导航信息。

导入您所需的导航定位
软件，即可定出您当前位置显示，此外软件还将帮
你规划出前往各景点的最短路径，并显示距离。

另外为了方便用户，我们还添加了地图共享平
台。

用户们可通过网络（web浏览器）访问地图资
源共享平台，在平台里服务器会自动搜寻可供用户
使用的导航地图并提供下载。

该网络平台完全免
费，资源由热心用户提供并为其服务，借此希望产
生滚雪球的效应使得平台里的地图资源数量逐渐
增大，最终达到消灭导航盲区的目的。

基于改进混合高斯模型的目标检测系统
计算机学院
孙佳佳廉亚男
本作品在深入研究了数字图像处理理论、目标检测理论、单高斯模型、计算机视觉的基础上，进一步研究了混合高斯模型在背景建模及运动目标检测方面的使用，分析了各种目标检测算法的利弊。

综合之前相关混合高斯模型算法的优势，引入最佳匹配模型的评价机制，设计了一种稳定高效的目标检测算
法，并构建一个能同时应用于室内、
外各种复杂背景的运动目标检测软
件平台。

本作品的基本思路：首先利用
高斯模型，为每个像素点训练多个
尽量精确的背景模型；然后根据参
数更新的结果对每一帧的背景进行
修正；接着通过减除背景初步得到
运动目标；最后通过形态学滤波等
图像处理操作获得最终的运动目
标。

本作品创新点：引入最佳匹配模型的评价机制，提高了算法的精确度；分类参数更新因子的确定，实现混合高斯模型的快速收敛。

原始图像改进混合高斯的背景图改进混合高斯的前景图
车载无线打卡机
机电工程学院
张理京平佳婧张莹贾锐
一、项目应用与意义
在公交车系统（特别是中巴车）采用
打卡方式对行车时间进行监控，这种方式
需要司乘人员在行车路线的某个固定车
站下车到打卡机上打卡，一方面需要乘客
等待一段时间，另一方面也给司乘人员的工作带来了不便，有时还会有危险。

因此，有必要改变原来下车打卡的方式，改为当行车到指定站点时，司乘人员不再下车，而是在车上通过按键方式进行打卡登记。

二、项目主要技术指标
（1）选择抗干扰能力强的单片机作为车载子系统的核心器件，并完成相应的无线数据通信、车号显示、时间显示和打卡、下一次打卡时间提示、打卡有效性确认等任务；
（2）采用单片机作为站点子系统的核心器件，并完成对不同车辆的辨别、实时钟产生与修改、时间记录、向打卡的车无线发送时间、提示和确认等任务；
三、项目关键技术要点
①无线通信：拟使用433MHz载波的无线数传模块，易上手，容易实现，模块化，降低系统的复杂度，易于大面积实现。

②SD卡的使用：SD卡具有价格低
廉，适用范围广，速度快，数据
存储寿命长，易于与单片机连接
（SPI接口），容易用PC进行数
据处理，更换简单。

③软件通信协议：
使用SimpliciTI无线通信协议
④LAN：CS8900与上位机通信
可自动调节电池板角度的太阳能辅助供能小车
机电工程学院
石强梁瑶
小车的设计以遥控小车为载体，搭载了太阳能电池板，太阳能电池板的控制是用MSP430通过控制两个舵机来实现控制的，电池板可以自动识别太阳光的角度，从而跟踪太阳光自动调整，使电池板始终正对太阳以获得最大的能量。

本小车设计将太阳能电池板的供电进行了两路处理，一路由DC/DC模块稳压限流之后给锂电池充电，另一路直接经过稳压之后拉到后级电路，当太阳能供能充足时，可以直接给后级电路供电；当供能尚不足时，可以通过给锂电池充电，从而得到稳定的电压电流输出。

车体遥控由射频模块完
成，可以实现小车的前进，
后退，左转和右转。

车体还
搭载无线可遥控摄像头——
无线遥控，它的控制方式同
小车一样，只是通过对舵机
的控制来实现摄像头的调
整。

摄像头已经实现了左转
右转，可以监测小车前方180
范围内的情况，并通过无线
传输给上位机，实现了实时监控。

小车的主要创新点就是提出新概念车设计——太阳能电池板辅助供电——小车一改以往小车仅以电池供电的设计，额外的增加了太阳能电池板来辅助供电；对未来新兴汽车业的发展提供了一定的参考，而且汽车作为当今时代的耗能大户，如果能使用到太阳能这种清洁绿色能源，无疑具有很大的诱惑力。

小车的另一创新点就是可自动调整太阳能电池板角度——车辆在行进过程中，随着方向的改变，电池板能根据阳光的角度自动调整，使电池板始终正对太阳方向，以期获得最大能量。

电子哈哈镜
技术物理学院
周宇航李清林黄博熠
哈哈镜曾是父辈们珍贵的童年回
忆，但是随着科技的发展，传统的哈哈
镜因占地大、功能单一等原因已逐渐淡
出人们的视线。

为了让父辈们找回曾经
的欢乐，我们想出以现代技术为平台，
重现哈哈镜的魅力。

同时，现代游乐场
设施仍以机械设施为主，但随着人们精
神文化生活水平的提高，简单的机械设
备已渐渐无法满足人们的娱乐需求，与
此同时，由科技带来的视觉娱乐越来越
多的被人们津津乐道，为满足现代人们
所追求的视觉娱乐，我们提出了电子哈哈镜的概念。

目前电子哈哈镜概念在专利市场及娱乐设施领域均为一项空白，电子哈哈镜的提出弥补了该项空白，其新奇的特点使其具有一定的市场前景。

该产品的创新点在于：基于DSP平台，因此可以完成PC无法实现的复杂图像变换的功能，又克服了传统哈哈镜占地面积大及因功能单一无法升级而产生的枯燥感的缺点；多场合可应用性，既可以用在大型广场﹑展厅吸引人气，又可用在旅店，餐厅等服务业场所供人消遣娱乐，亦可用于公司中为员工提供一种休息方式缓解压力、放松心情，以期员工更高的工作效率，更可以独立作为游乐场的视频娱乐设施而使用。

产品独立性，只要有显示器与CCD 的场所，即可搭建电子哈哈镜平台，而不再是仅仅依靠手机﹑电脑平台简单的附属品，即插即用，灵活度高。

产品可塑性，可以根据用户的体验不断提高产品功能而不必对原产品做较大改动，以快速满足市场需求。

其多变的视频效果将会为使用者带来欢乐、舒缓心情，让现代都市人紧张的身心得以放松，享受健康的生活。

基于全球定位系统的搜救机器人
技术物理学院
刘江涛王一达王亮
作品简介：
本机器人集全球定位系统、ARM控制平台、人体红外感
应、超声波测距、摄像头等功能模块于一身。

机器人可以通过
全球定位系统通过谷歌地图，利用超声波蔽障到达指定坐标
点，进行数据采集、侦测伤
者、摄像头照相等搜救工
作。

并根据需要将各种环境
信息及图像信号还有机器人各部分工作状态（如车速检
查，超声波工作状态检查，电源电压检测等）传回ARM
控制平台，以确保高效、高质量的完成救援任务。

主要创新点：
●自身故障检测与分析（如：对超声波故障诊断，可判别那根连线没有接好等）
●模拟雷达扫描
●模拟交谈
●自动归位
●手持控制终端
关键技术：
●图片分割传输、解码压缩
●无线模块分时复用
●车载电源电压测量
●大量数据的传输与处理（波特率不定，数据随机性，信道自动匹配）
主要功能：
➢在超声波扫描的同时也可以通过摄像头对任意角度拍摄，并把图片及时传回。

➢两种模式，自动模式和手动模式。

当启动自动模式时可自行避开障碍物前进，并展开搜救工作，此时控制端按任意键将跳入手动控制模式。

➢当红外探测到人体后启动语音系统并主动与其交谈，同时控制端会接受相应的提示
基于DM368处理器的嵌入式网络视频监控系统设计
软件学院
姚涵涛李曙聪曹文涛
我国交通问题严重，各种事故频发。

为有效地监控各种违章行为，多地政府已在事故多发地段部署网络监控设备。

但已有的交通监视摄像头，大多依靠进口，且造价昂贵，不易操作，无法全面覆盖。

鉴于以上背景，本项目组设计并实
现了基于DM368处理器的嵌入式网络视
频监控系统，为视频监控系统提供后台
服务器和事件处理的能力。

本作品选择
了在TCP/IP协议下HTTP请求方面速度
和安全性都有出色性能的BOA服务器，
根据本项目的具体需要，对开源的BOA
服务器代码的优化和完善，使之满足可以对GET、POST、CGI不同请求和事件的处理。

在对视频的后台处理上，我们采用system_server服务器和流媒体服务器的相互结合，并且与BOA服务器进行参数的交互处理。

本作品的终端操作是在网页上进行的，通过对网页上不同参数选项的选择提交可以实现
对后台服务器视频参数修
改、网络参数修改、系统参
数修改、存储管理、版本更
新等功能。

本项目现阶段可以满
足于类似智能交通监视系
统等专业性的监视系统，网
络的不断发展特别是云计
算的发展，本项目可以走向
民用市场。

可使汽车在海上航行的概念船
微电子学院
郭臻宸毕波桂林
汽车只能在陆地上行驶，但却有着很多渡水的需求。

我们设想能否造一款能在水陆两用的汽车。

能否造一种可搭载汽车的概念船，使汽车可以直接开上船，然后利用车的动力驱使船前进，利用车方向盘控制船航行的方向。

作品采用双体船身结构，艇身部分材料为KT板，其动力形式采用明轮，甲板上设有支架，用于固定车模并支起驱动轮，将动力传输给明轮轴。

车模底部加装摇臂连接转向臂，外挂一根钢丝拉杆，从而将车模转向动作传递到艇身的尾舵上实现船体的转向。

此船可装备在一些尚未建设大桥的河流，帮助汽车渡河；或者作为军用渡水的辅助工具。

侧视图 | 前视图
——— + ———
俯视图 | 后视图
变形机器人
微电子学院
毛启航
科幻电影中的机器人拥有超乎想象
的变形能力，但此类机器人能否在现实中
实现？据考察，现在玩具模型及个人机器
人市场普遍存在：产品数量少，创新缺乏,
结构功能简单等问题,特尝试作出本产品
填补这一市场空白。

本变形机器人结构复杂,外形美观,可
进行多动作调整,多形态转换(更多变形动
作目前仍处于实验阶段),并可在复杂路况
下完成行走. 该变形机器人采用了32路舵
机控制器控制24个舵机,各自执行动作。

能在短时间内由车形态变形成爬虫形态
(行走及车形态的轮子部分待开发)。

本机器人结构支撑部件90%均属作者原创，20%制作材料利用了回收材料，外壳外形设计及制作100%原创。

充分展现了自主创新能力，响应了低碳环保概念。

单片机控制的高清硬盘播放器
长安学院
马鹏程
本作品是基于STC89C51RC单片机控制, LCD1602屏操作显示，智微JM20335实现IDE 数据接口转换，晶晨AML8613高清解码的硬盘播放器。

支持SD，TF卡，USB，IDE设备，全兼容RM、RMVB、MPG、A VI 、FLV和VOB视频格式;JPEG、PNG、BMP图片格式，MP3、WMA音频格式；TXT、LRC文本格式。

内置功放，设置IDE设备接口预留，用户可以自行添加IDE硬盘或光驱，实现淘汰设备的重新利用，同时用户可以通过USB直接方便的对IDE设备进行读写操作。

整机成本低廉，适合于中低消费人群作为多媒体欣赏使用，具有实用性强的特点。