第30章全国虚拟仪器设计大赛

第30章全国虚拟仪器设计大赛
为了培育高校在校生的科学爱好、锻炼综合素养、展现创新能力；推动高校学生课外科技活动向更广和更深的层次进展；构建高校、行业协会和企业一起支持的拔尖创新人材培育的有效载体和卓越工程师培育平台，中国仪器仪表学会、教育部高等学校仪器科学与技术教学指导委员会将按期主办“全国虚拟仪器设计大赛”。

大赛官方网址为：。

简要介绍
2020年第一届竞赛由清华大学、“中国仪器仪表学会虚拟仪器与网络化系统分会”、“中国仪器仪表学会电子测量与仪器分会”、“周密测试技术及仪器国家重点实验室”一起承办，美国国家仪器（NI）公司协办。

大赛面向全国高校虚拟仪器研究及应用领域的相关理工科专业，包括：测控技术与仪器、自动化、运算机、电气工程、机械工程、通信工程、电子工程、动力工程、汽车工程、宇航科学等。

参赛资格及作品申报
（1）参赛规那么
●参赛作品为面向应用的虚拟仪器设计项目，参赛项目为具有创新性和应
用价值的解决方案，选手需基于主流的虚拟仪器技术软、硬件平台，完
成测试、操纵、自动化或其他创新性的应用开发。

●参赛作品命题
软件组：基于主流虚拟仪器软件开发平台完成指定命题。

综合组：采纳主流的模块化硬件平台完成自由命题。

为公平起见，综合组将分为三个基于不同平台的组别进行评比，软件平台不限。

●大赛设置初赛、决赛两个环节。

初赛作品统一提交至大赛指定网络平台
——图形化系统设计门户网站，提交作品应包括：代码、视频和说明文
档等；经大赛专家委员会评选出的初赛优胜者入围决赛，决赛将到昔时
承办高校进行现场展现与答辩。

全国范围内相关专业高校都可参赛，各高校组织队伍参赛，参赛队伍数量不限，每队由1~2名指导教师，3~5名在校学生（本科生、研究生不限）
组成。

（2）2020年第一届大赛时刻表
2020年第一届竞赛时刻如表30-1所示。

表30-1 2011年第一届竞赛时刻表
竞赛奖励
所有参赛队伍将取得由主办单位签发的“全国虚拟仪器设计大赛参与奖”荣誉证书。

所有入围决赛的队伍，将取得协办方NI赞助到昔时承办高校参加决赛的差旅费用。

所有入围决赛的队伍将取得主办方签发的各级“获奖证书”及协办方NI提供的奖金及礼物，其中设特等奖1名，奖金15,000元；一等奖4名，奖金8,000元；二等奖8名，奖金5,000元；和三等奖及优秀奖假设干。

获奖队伍以参赛项目为原型撰写的学术及科技论文，将在大赛支持媒体期刊上优先发表。

关于获奖队伍中的优秀个人，组委会推荐参与评选该年度“仪器仪表奖学金”。

2020年第一届大赛命题
参赛作品应为面向应用的虚拟仪器设计项目，参赛项目为具有创新性和应用价值的解决方案，选手须基于主流的虚拟仪器技术软、硬件平台，完成测试、操纵、自动化或其他创新性的应用开发。

大赛分为软件组和综合组，通过初赛作品评审，软件组入围决赛者将到清华大学进行现场编程完成决赛；综合组入围决赛者那么在初赛作品基础上进行优化完善，并于决赛现场答辩与展现。

为了鼓舞各院校组队参赛，协办方NI将提供以上软、硬件平台，供条件有困
难的院校租借，详情联系大赛组委会。

（1）软件组
协办方NI公司为软件组提供如下软件平台：LabVIEW，LabWindows/CVI等主流虚拟仪器软件。

●初赛
题目范围：基于主流的虚拟仪器软件开发平台，结合理工科基础或专业类课程，设计交互式的演示软件，题目自拟。

应用方向为：辅助课堂教学或实验教学，在广度或深度上帮忙关于知识点的明白得与学习，要求立意具有创新性。

●决赛
决赛将在清华大学举行，采纳现场编程方式，题目现场发布。

决赛评分标准：初赛评分（40%），决赛评分（60%）。

（2）综合组
题目：自由命题。

应用范围：采纳主流的模块化硬件平台完成具有创新性和应用价值的解决方案。

综合组作品，将分平台单独评选。

硬件平台分为以下三种：
●基于PC的数据搜集平台：利用基于USB/PCI/PCMCIA/Wi-Fi等接口的数
据搜集板卡，通过软件实现自概念的搜集、分析与显示，完成创新的测
控应用。

●模块化的PXI平台：PXI是一种基于PC的、开放的测试测量和自动化平
台标准，基于PXI的模块化I/O覆盖从DC到GHz 射频，并集成精准的
按时和同步特性，使之成为测试测量和自动化系统的高性能、低本钱的
运载平台。

●嵌入式测控平台：利用融合实时操作系统和FPGA技术的嵌入式测控平
台，完成自概念的操纵系统设计和实时监测等创新应用。

获奖名单
2020年第一届竞赛共征集到全国185所高校提交的作品462件，参赛选手千余人，最终入围作品40件。

清华大学精仪系邓焱副教授指导的“幻影显示系统”作品取得大赛特等奖。

获奖名单如表30-2所示。

表30-2 2011年第一届获奖名单
愤怒的斜抛运动常州信息职业技术学院
聚星特别奖
口袋示波器西安电子科技大学基于互联网的远程康复训练系统东南大学
基于CompactRIO的可追踪式太阳能测试系统华东师范大学
30.6 优秀作品展现
作品1：安防卫士
2020年全国虚拟仪器设计大赛获奖作品。

通过量传感器模数信号的统一化搜集处置，实现多传感器的高度集成、协同工作与治理。

基于NI最先进的无线数据搜集设备，可实现10km半径范围内多达256个传感器信息的搜集、传输，实现安防环境的覆盖无线监测。

灵活运用LabVIEW，可实现安防环境信息的统一化处置、集成化监控和网络化延伸，克服了传统安防系统在信号理、显示上的短处，凸显了虚拟仪器在安防系统集成方面的优越性。

基于NI软硬件产品和wimax技术，提供了物联网安防解决方案，传输带高达500MHz，搜集节点数量和类型便于扩充，并可分层动态接入监控中心，实现安防信息的实时共享。

应用前景普遍，可应用于地域复杂环境下安防环境监测、城市危爆物品的安防环境监测、智能家居、物流治理等。

安防卫士如图30-1和图30-2所示。

图30-1 安防卫士系统
图30-2 安防卫士监控界面
作品2：幻影显示系统
本作品针对裸眼3D技术在互动电视、立体产品展现、立体可视等领域的普遍商业应用前景。

该作品以基于PXI的图像搜集处置和运动操纵为核心，集成机、光、电知识于一体，是一个良好的多学科知识展现平台；以低本钱的方式实现了一种简单可行的360度视角的3D景深显示，具有有效性和商业潜力；提供了立体模型输入、非实时的高清图像搜集和实时快速图像搜集三种展现素材的获取方式，覆盖了市场3个层次的需求。

人机交互、实时和非实时的立体实物呈现，深度显示，优于目前同类的3D显示技术。

图30-3 幻影显示系统。