1、競賽主題

本賽項采取半開(kāi)放式命題的方式，旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新意識，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，培養團隊合作精神，推動(dòng)“AIoT”知識體系下的創(chuàng )新人才培養。參賽隊伍可以選擇生活中常見(jiàn)的某個(gè)應用場(chǎng)景，結合智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現對不同場(chǎng)景所需環(huán)境數據的采集、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)，根據自身的題目需求，選擇不同種類(lèi)的傳感器，結合通信模塊進(jìn)行傳感器數據的采集與傳輸；對于場(chǎng)景中可以控制的設備，例如電燈、電視、空調、窗簾等家居設備，亦能通過(guò)通信模塊達到控制的效果。

 

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、照明燈等設備，采用紅外傳感器、水浸傳感器、煙霧傳感器等用于監控用戶(hù)家中各個(gè)房間是否產(chǎn)生漏水、煙霧情況，監測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)應用的開(kāi)發(fā)，能夠實(shí)現用戶(hù)在不在家中都能監控家中環(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)的智能農業(yè)環(huán)境監測方向，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)監測植物的生長(cháng)狀態(tài)，那么用戶(hù)設計的農業(yè)場(chǎng)景中便可以選擇長(cháng)距離傳輸為特點(diǎn)的NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊，結合二氧化碳傳感器、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)扇、植物生長(cháng)燈等模塊，可以控制灌溉的水泵等等，通過(guò)軟件設計，使得系統能夠達到大棚管理者時(shí)時(shí)刻刻能夠監測到植物生長(cháng)狀態(tài)、能夠方便的實(shí)現灌溉、通風(fēng)等操作。

③　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的空調監控方向，實(shí)現園區里面空調系統的數據采集與控制，此處推薦使用Wi-Fi模塊，結合MQTT協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)后臺管理系統上面實(shí)現數據的可視化監控。

④　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的城市井蓋監控方向，結合NB-IoT模塊，通過(guò)傳感器監測井蓋的狀態(tài)，通過(guò)NB-IoT模塊，可將數據上傳至后臺管理系統?？稍O計程序實(shí)現后臺實(shí)時(shí)監控，保證井蓋都是處于正常的狀態(tài)，防止有人因為井蓋的缺失、移位而產(chǎn)生安全隱患。

⑤　基于物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的智能打印機方向，可以通過(guò)NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊實(shí)現遠程控制打印機打印票據的功能，目前火車(chē)站、公交站這樣涉及到公共運輸的場(chǎng)景中會(huì )有這樣的產(chǎn)品需求。

3、賽具要求

（一）設備簡(jiǎn)介

 

創(chuàng )新創(chuàng )客智能硬件平臺（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)的面向全國高校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的平臺。平臺硬件整體采用模塊化設計，配備應用于物聯(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、圖像采集與顯示設備、機械類(lèi)設備等，自由搭配，靈活運用，可以滿(mǎn)足高校計算機類(lèi)、電子自動(dòng)化類(lèi)、電氣信息類(lèi)、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等專(zhuān)業(yè)教學(xué)需求；適用于高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)科研、創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)、畢業(yè)設計、各類(lèi)學(xué)生競賽與就業(yè)培訓；

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)標準配線(xiàn)與核心控制器相連，完成數據采集、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)驗體系，并配有詳細的實(shí)驗指導書(shū)，源碼開(kāi)放；

提供配套在線(xiàn)學(xué)習平臺，可以滿(mǎn)足學(xué)生在線(xiàn)學(xué)習的需要。有豐富的實(shí)驗體系，實(shí)驗教學(xué)視頻，配套詳細的實(shí)驗指導書(shū)，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架構的GD32F407芯片；主頻：168MHz；內部Flash：1MB；內部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、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(kāi)/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電機驅動(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 )客智能硬件平臺傳感器接口；支持工業(yè)級傳感器接口。搭配液晶屏幕，方便學(xué)生實(shí)時(shí)掌握數據的采集狀況。結合電腦客戶(hù)端軟件、后臺管理系統可以對現場(chǎng)的設備進(jìn)行線(xiàn)上維護與管理。

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，以能夠表現出參賽作品方案內容為要。

 

4.2 賽場(chǎng)環(huán)境

現場(chǎng)需要電源及承載硬件作品的桌子，具體數量視參賽規模而定。

5、比賽規則

5.1 參賽人數

參賽隊伍要求以組委會(huì )統一規定為準。

5.2 規則要求

（1）各參賽隊員參賽時(shí)，請自備用于程序設計的電腦、參賽用的各種器材和常用工具。

（2）各參賽隊設備在參加的每場(chǎng)比賽前進(jìn)行認證，認證內容包括配件數量、尺寸以及相應規則條款的檢查。

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

（4）參賽平臺里的主控器，必須是大賽指定控制器。

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

 

6、賽前培訓

初期（集中）線(xiàn)上培訓至少5場(chǎng)，中后期（定向）加強培訓結合具體學(xué)校需求而定。

培訓內容：具體內容以2024年培訓開(kāi)始前發(fā)布的信息為準。

可參考2023年培訓資料：

網(wǎng)盤(pán)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：1992734971

2、電話(huà)：18500370067

8、中國大學(xué)生計算機設計大賽廈門(mén)決賽區網(wǎng)站：https://jsjds.xmu.edu.cn/

 計算機設計大賽注冊報名平臺：https://2024.jsjds.com.cn/account/Register 

9、參考案例

場(chǎng)景1：

以智慧工廠(chǎng)環(huán)境監測為例，選取6個(gè)傳感器，可實(shí)現如下功能場(chǎng)景。

場(chǎng)景2：

在上一個(gè)作品的基礎上，再增加5個(gè)模塊，包含控制類(lèi)和感應類(lèi)的，就可以對智慧工廠(chǎng)環(huán)境監測與控制的內容更加豐富。

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

 

2024年中國大學(xué)生計算機設計大賽物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)項賽-北京博創(chuàng )-智能網(wǎng)關(guān).pdf