2021年广东工业大学电子设计竞赛题目及评分标准

广东工业大学电子设计竞赛题目
1、智能排气扇设计
一、设计任务
设计并制作一种浴室用智能排气扇，可以实现：自动检测热水开停，自动检测煤气与否泄漏，排气扇故障自我检测等控制功能。

二、规定
1、基本规定
（1）可以对固定点热水开、停进行检测；
（2）热水启动时候，依照室温高低控制排气扇运转强弱；热水停时候，排气扇可以依照设定延时时间停止。

（3）室内温度，湿度检测。

（4）电扇堵转或者故障自动检测。

（5）具备本地控制方式。

2、提高某些
（1）排气扇无级调速。

（2）可以对多点以及移动热水水源开停进行检测。

（3）一氧化碳或煤气等有毒气体检测，强制排气。

（4）安装简易，成本控制。

（5）其她。

三、阐明
1、控制器主板自制。

3、电机采用交流电机。

四、评分原则
2、LED点阵书写显示屏
一、任务
设计并制作一种基于32×32点阵LED模块书写显示屏，其系统构造如图1所示。

在控制器管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易察觉扫描微亮和人眼可见显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点扫描微亮以获取其行列坐标，再根据功能需求决定该坐标处LED与否点亮至人眼可见显示状态（如图1中光笔接触处深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。

图1 LED点阵书写显示屏系统构造示意图
二、规定
1．基本规定
（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。

（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上迅速划过时，能同步点亮划过各点LED，其速度规定2s内能划过并点亮40点LED。

（3）在“反显”功能下，能对屏上显示信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。

（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息整屏擦除。

2．发挥某些
（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显中文笔画。

（2）在“连写多字”功能下，能结合自选擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个中文（总笔画数不不不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。

（3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。

先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。

（4）当环境光强变化时，能自动持续调节屏上显示亮度。

（5）当光笔持续未接触屏面时间超过1～5min时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不不不大于5mA。

（6）其她。

三、阐明
1．设计制作时所用LED点阵模块发光颜色不限。

2．各种功能切换方式自定，但应力求操作简便。

3．在各种功能实际操作过程中，必要时可用按键或其她控制方式进行辅助。

例如，“连写多字”时，写完一字后用自定义控制方式存入该字并清屏，然后再写下一字。

4．系统应采用5V单电源供电。

5．设计制作时应在电路板上留有系统耗电参数测试点。

6．设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。

完整电路原理图、重要源程序和完整测试成果用附件给出。

四、评分原则
3、电能收集充电器
一、任务
设计并制作一种电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。

该充电器核心为直流电源变换器，它从始终流电源中吸取电能，以尽量大电流充入一种可充电池。

直流电源输出功率有限，其电动势Es在一定范畴内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器电路构造，参数可以不同。

监测和控制电路由直流电源变换器供电。

由于Es变化极慢，监测和控制电路应当采用间歇工作方式，以减少其能耗。

可充电池电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1Ω。

图1 测试原理示意图
（E
和E c用稳压电源提供，R d用于防止电流倒灌）
s
二、规定
1、基本规定
（1）在Rs=100Ω，Es=10V～20V时，充电电流Ic不不大于（Es-Ec）/（Rs+Rc）。

（2）在Rs=100Ω时，能向电池充电Es尽量低。

（3）Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能Es尽量低。

（4）Es减少到不能向电池充电，最低至0时，尽量减少电池放电电流。

（5）监测和控制电路工作间歇设定范畴为0.1 s～5s。

2、发挥某些
（1）在Rs=1Ω，Es=1.2V～3.6V时，以尽量大电流向电池充电。

（2）能向电池充电Es尽量低。

当Es≥1.1V时，取Rs =1Ω；
当Es＜1.1V时，取Rs =0.1Ω。

（3）电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能（充电输出端开路电压
＞3.6V，短路电流＞0）Es尽量低。

当Es≥1.1V时，取Rs =1Ω；当Es＜1.1V 时，取Rs=0.1Ω。

（4）Es采用太阳电池，实现对模仿可充电池进行充电。

（5）具备太阳电池最大功率跟踪功能。

（6）其她。

三、阐明
1．测试最低可充电Es办法：逐渐减少Es，直到充电电流Ic略不不大于0。

当Es高于3.6V时，Rs为100Ω；Es低于3.6V时，更换Rs为1Ω；Es减少到1.1V 如下时，更换Rs为0.1Ω。

然后继续减少Es，直到满足规定。

2．测试自动启动充电功能办法：从0开始逐渐升高Es，Rs为0.1Ω；当Es升高到高于1.1V时，更换Rs为1Ω。

然后继续升高Es，直到满足规定。

四、评分原则
4、单相交流电功率因数测量
一、任务
设计并制作一种可以测量单相交流电参数功率因数测量装置。

二、规定
1．基本规定
（1）可以直接测量并显示被测单相交流电功率因数；
（2）可以直接测量并显示被测单相交流电电压、电流有效值。

（3）不得使用专用传感器完毕。

（4）功率因数不不大于1、不大于1或等于1时有相应批示灯显示。

（5）精度小数点后1位。

2．发挥某些
（1）有过电压、过电流保护。

（2）功率因数低时能提示如何提高，如提示并联电容容量多少。

（3）功率因数高时能提示如何调节。

（4）能实时显示负载有功功率。

（5）功率因数精度小数点后3位。

（6）减少制作成本，提高效率。

（7）其她（例如自动改进功率因数等其他办法）。

三、阐明
1、在正弦交流电路中，无源一端口网络吸取有功功率并不等于UI，而是等于
θ
cos称为负载功率因数，是负载电压与电流相位差，称为功率UI，其中θ
cos
cos越小，因数角。

在电压相似状况下，线路传播一定有功功率，如果功率因数θ
则传播电流就越大，传播线路上损耗也就越大。

负载功率因数过低，一方面不能充分运用电源容量，另一方面又在输电线路中增长了损耗，减少了传播效率。

因而在工程上为了减少线路上损耗，提高设备运用率，供电部门总是规定顾客尽量提高用电设备功率因数。

2、负载电压与电流相位差存在，是由于负载中有电感或电容元件存在。

寻常生活中负载大多是感性负载，例如驱动用电动机，日光灯中镇流器等等，它们功率因数普通都较低。

因而要提高负载功率因数，可以采用在负载两端并联电容器办法进行补偿，但补偿电容必要选取合理，不能太大，否则当负载呈现容性时，有也许使功率因数反而减少。

四、评分原则
5、智能小车控制系统
一、任务：设计一种智能小车控制系统，小车行车路线图1所示，规定控制一辆玩具模型小车可以按规定指定路线行驶。

二、规定：
（1）基本规定：小车行车路线图1所示，规定控制一辆玩具模型小车从起点1迈进，通过一进一退方式，将小车停入甲库中，完毕侧方停车。

然后从甲库驶出迈进至终点1。

详细规定如下：
1、小车可以从起点1迈进，完毕规定中“一进”；
2、小车可以从后退，完毕规定中“一退”；
3、小车可以在车轮不轧碰车道边线、库位边线状况下将车停正于甲库中；
4、小车可以在车轮不轧碰车道边线、库位边线状况下将车迈进至终点1。

5、小车可以在2分钟内完毕规定。

（2）发挥规定：小车从终点1直线行驶到起点2，然后按图1路线所示，倒入乙库停正，再通过二进二退移位到丙库停正，迈进穿过乙库至路上，倒入丙库停正，迈进返回起点2。

详细规定如下：
1、小车可以从终点1直线行驶到起点2；
2、小车可以在车轮不轧碰车道边线、库位边线状况下将倒入乙库停正；
3、小车可以在车轮不轧车库外边线状况下通过二进二退移位到丙库停正；
4、小车可以在车轮不轧车库外边线状况下迈进穿过乙库至路上；
5、小车可以在车轮不轧碰车道边线、库位边线状况下将倒入丙库停正；
6、小车可以在车轮不轧车库外边线状况下迈进至起点2；
7、小车可以在3分钟内完毕规定。

三、阐明：
1、小车长度不得不大于15cm，宽度不得不大于10cm，必要是4轮小车。

不得采用遥控或者线控方式操作小车。

2、图1中实线箭头为小车迈进线，虚线箭头为小车倒车线。

场地为白底黑线，黑线宽度为1cm。

3、各线长度，线距标示如图1所示。

四、评分原则
6、家居无线生物探测装置设计
一、任务
设计并制作一种家居无线生物探测装置，实现对生物体信息探测，该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点构成（实际制作2~3个）。

监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，规定具备无线传播数据功能，收发共用一种天线。

二、规定
1．基本规定
（1）制作2个探测节点。

探测节点有编号预置功能，编码预置范畴为00000001B～11111111B。

探测节点可以探测生物体温度信息。

温度测量范畴为35～42℃，绝对误差不大于0.5℃；生物体移动位置探测，绝对误差不大于1米。

探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。

（2）制作1个监测终端，用外接单电源供电。

探测节点分布示意图如图1所示。

监测终端可以分别与各探测节点直接通信，并能显示当前可以通信探测节点编号
图1 探测节点分布示意图
及其探测到生物体信息。

（3）单次探测时延不不不大于5秒，监测终端天线与探测节点天线距离D不不大于10厘米。

在10米距离内，各探测节点与监测终端应能正常通信。

2．发挥某些
（1）每个探测节点增长信息转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。

即探测节点B探测信息，能自动通过探测节点A转发，以增长监测终端与节点B之间探测距离D+D1。

该转发功能应自动辨认完毕，无需手动设立，且探测节点A、B可以互换位置。

图2 节点转发功能示意图
（2）尽量减少各探测节点功耗，以延长干电池供电时间。

各探测节点应预留干电池供电电流测试端子。

（4）能监测生物体当时体温，1米范畴内体温误差不不不大于0.3度。

三、阐明
1．监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不不不大于1mm漆包线或有绝缘外皮导线密绕5圈制成。

线圈直径为（3.4±0.3）cm（可用一号电池作骨架）。

天线线圈间介质为空气。

无线传播载波频率低于30MHz，调制方式自定。

监测终端和探测节点不得使用除规定天线外其她耦合方式。

2．生物体监测运用红外热释电传感器，其放大采集电路规定自己设计，不得使用现成模块。

发挥某些须在基本规定探测时延和探测距离达到规定前提下实现。

3．设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。

完整电路原理图、重要源程序用附件给出。

四、评分原则
闻泰部份
题目一：自行车计程器手机一、设计任务
设计并制作一台自行车计程器手机。

可进行路线管理和导航功能，将其固定在自行车手把上，可显示计程器，以及记录路线或跟随预设行程，所有信息都通过手机显示屏显示，同步兼具防震防雨功能。

二、规定
基本规定
（1）手机显示屏需要显示行走公里数、行走速度、实际行走路线图以及预设路线图。

规定每项测量误差≤0.1%。

（2）手机要具备防震防雨功能。

（3）当通话时计程器功能不断止。

（4）当行驶偏离预设路线时需要语音提示。

三、评分原则
题目二：突发心脏病患者自动呼救手机
一、设计任务
设计并制作一台突发心脏病患者自动呼救手机。

该手机拥有紧急状况下自动呼救亲友功能。

针对患有心脏病顾客，当检测到患者颈部脉搏跳动数（心跳数）超过一定指标时自动发出警报并拨通亲友电话。

二、规定
基本规定
（1）手机端有导线与贴于患者颈部传感器相连，该传感器感测脉搏跳动数误差不能超过1％。

（2）当检测到患者颈部脉搏跳动数（心跳数）超过一定指标时手机需自动发出SOS声音和LED闪烁警报以提示周边人，并自动拨通预设亲友电话。

三、评分原则
题目三：软件件命题
一、命题：
1、游戏类
规定：角色扮演类、动作类、益智休闲类及其她类2、应用类
规定：各种工具类
二、规定：各类作品必要使用闻泰集团SDK进行开发
三、评分规则：总分100分
产品创意：30分
程序架构：30分
上手难度：20分
界面美观：10分
完善限度：10分
四、初审时规定提供作品截图和产品阐明
五、复审时提供可供操作程序。