ARM/ST全国大学生智能设备创新大赛参赛指南及获奖作品案例实战（2016）

序 言

非常荣幸受中国水利水电出版社万水分社杨庆川社长的邀请，为这本大赛指南和获奖作品案例实战的合集作序，ARM/ST校园创新大赛是由意法半导体和ARM联合组办，360eet智能硬件教育

平台承办的在校大学生课外活动中一项具有示范性、引导性和广泛性的竞赛活动，经过短短两年的发展，已经成为了在校大学生参与智能硬件创新，学习最新嵌入式技术的一个重要平台。

回顾过去的20年，微控制器

在技术、性能、生态系统方面发生了巨大的变化。特别是ARM相继推出针对嵌入式应用的ARM7内核和微控制器领域的Cortex-M内核之后，加速了微控制器市场的变革，这场变革体现在打破了传统私有内核之间不兼容的壁

垒，以生态链的方式推动了各个环节自我的发展，让芯片供应商、工具设计者、软件开发者等在统一的协议下进行紧密地分工和合作，让使用者可以在各个环节有多样的选择。这些选择的内在生命力在于：所有内核指令

是一致的，或者是兼容的。

致力于为行业和客户提供最新技术、高性能、安全可靠的芯片是意法半导体作为企业的使命之一。在过去的10年中，意法半导体基于ARM Cortex-M的内核，为多元化应用推出了基于M0、

M0+、M3和M4内核的产品系列，形成了业界最为宽广的STM32家族。除内核因素以外，其领先的设计和制造工艺、创新的系统架构、卓越的功耗效率和最大化的集成度，使得STM32迅速获得众多客户的青睐。从2007年面世

，到2015年第二季度末，STM32全球累计出货数量超了10亿，这是一个里程碑式的成就。

中国是一个特殊的市场，其广泛的地域中蕴含了众多的中小客户。为更好地服务和支持中国市场，意法半导体和ARM公司积极推

动本地化的生态系统的建设，积极参与人才的培养，为教育者和学生提供具有最新技术的产品，培养其学习和实践能力，使其能够快速适应社会对人才的要求，学生竞赛成为生态系统建设的一个重要部分。正是基于这样

的想法，意法半导体联合ARM公司决定从2013年开始举办“全国大学生智能设备创新大赛”，通过大赛，将最新的技术和产品提供给学生学习和动手实践，并借此机会与老师和学生进行面对面的交流，为未来的竞赛和课

程设计进行探讨和规划。

过去的几届竞赛，得到了全国高校学生和老师的热烈响应，每届均有超过700支队伍和近2000名学生报名，经过初选和作品评审后，最后在意法半导体总部决出大赛的冠军。看到学生的作品

，我们由衷地为学生的想象力和创造力感到兴奋，这是因为学生的创作覆盖了多样化的应用和场景，部分作品的完善程度已经接近了商业化的水平。为了更好地推广学生的作品、记录大赛的历程，我们将2015年度全部获

奖作品收集、编辑成册，以便公众阅览。衷心希望学生们能够借此机会吸收最新科技的营养，提升自身的能力，成为真正的人才！

借此机会，也感谢ARM公司前任中国大学计划经理时忻博士的全力支持，得以让大赛

在2013年如愿启动，感谢2013年首届大赛的协办方与非网对赛事的大力推广；感谢ARM和ST公司本地团队成员对大赛尽心尽责的配合与辛勤付出；最后再次感谢中国水利水电出版社和现大赛协办方360eet的帮助，得以让

优秀方案整理成册，传播知识，分享成功。

意法半导体微控制器中国区高级市场经理

曹锦东

ARM亚太区大学计划经理

陈炜

2015年8月于上海

序言

ARM/ST全国大学生
智能设备创新大赛
参赛指南 1
基于图像处理的智能文字阅读系统
（特等奖） 8
1 摘要 9
2 引言 9
3 系统方案 10
4 系统硬件设计 12
5 系统软件设计
15
6 系统创新 22
7 系统评测与结论 23
8 附录 23
基于STM32F4的虚拟现实远端临场机器人
（一等奖） 25
1 摘要 26
2 引言 26
3 系统方案 26
4 系统硬
件设计 27
5 系统软件设计 28
6 系统评测与结论 30
7 附录 30
基于STM32的脉象模拟装置设计
（一等奖） 36
1 摘要 37
2 引言 37
3 系统方案 38
4 系统硬
件设计 39
5 系统软件设计 41
6 系统评测与结论 44
7 附录 45
便携式多功能血氧心率监护仪
（二等奖） 50
1 摘要 51
2 引言 51
3 系统方案 51
4 系统硬
件设计 53
5 系统软件设计 56
6 系统评测与结论 58
基于STM32的智能花洒系统
（二等奖） 63
1 摘要 64
2 引言 64
3 系统方案 64
4 系统硬件设计 67
5
系统软件设计 70
6 系统评测与结论 72
7 附录 73
电子密码锁
（二等奖） 75
1 引言 76
2 系统方案 76
3 系统硬件设计 76
4 系统软件设计 82
5 系统评
测与结论 82
6 附录 83
基于蓝牙的平衡玩具小车
（二等奖） 89
1 摘要 90
2 引言 90
3 作品创意 90
4 系统方案 91
5 系统硬件设计 91
6
系统软件设计 94
7 系统评测与结论 98
8 附录 100
基于STM32的互联网型快递自提柜系统
（二等奖） 101
1 摘要 102
2 引言 102
3 系统方案 102
4 系统硬
件设计 103
5 系统软件设计 107
6 系统评测与结论 109
7 附录 112
基于MPU6050的无线空间鼠标
（三等奖） 113
1 摘要 114
2 引言 114
3 系统方案 114
4
系统硬件设计 115
5 系统软件设计 116
6 系统评测与结论 117
7 附录 118
基于STM32的GPS公交自动报站系统
（三等奖） 122
1 摘要 123
2 引言 123
3 系统方
案 124
4 系统硬件设计 126
5 系统软件设计 127
6 系统评测与结论 132
7 总结 132
8 附件 133
基于STM32的激光扫描仪
（三等奖） 134
1 摘要 135
2
引言 135
3 系统方案 135
4 系统硬件设计 136
5 系统软件设计 136
6 系统评测与结论 136
基于STM32F411RET6的智能搜救小车系统
（三等奖） 137
1 摘要
138
2 引言 138
3 系统方案 138
4 系统硬件设计 141
5 系统软件设计 143
6 智能搜救系统的工作流程 152
7 系统评测与结论 154
8 附件 154
微型空气
质量监测站
（三等奖） 156
1 摘要 157
2 引言 157
3 系统方案 157
4 系统硬件设计 157
5 系统软件设计 159
6 系统评测与结论 161
7 附录 163
基于STM32F4的智能家居系统
（三等奖） 164
1 摘要 165
2 引言 165
3 系统方案 165
4 系统硬件设计 166
5 系统软件设计 166
6 系统评测与结论 168
7 附录
168
基于STM32F4的智能磁悬浮音乐平台
（三等奖） 172
1 摘要 173
2 引言 173
3 系统方案 173
4 系统硬件设计 174
5 系统软件设计 177
6 系统评测与结论
178
7 附录 181
基于STM32F411RE的老人监护仪
（三等奖） 182
1 摘要 183
2 引言 183
3 系统方案 183
4 系统硬件设计 184
5 系统软件设计 185
6 系统评
测与结论 186
7 附录 187
基于STM32F4的多功能智能小车
（三等奖） 188
1 摘要 189
2 引言 189
3 系统方案 189
4 系统硬件设计 189
5 系统软件设计
191
6 系统评测与结论 195
7 附录 195
基于物联网的智能设备
（三等奖） 208
1 摘要 209
2 引言 209
3 系统方案 209
4 系统硬件设计 211
5 系统软
件设计 212
6 系统评测与结论 213
7 附录 213
基于物联网技术的停车场智能化管理系统
（三等奖） 216
1 摘要 217
2 引言 217
3 系统方案 218
4 系统硬
件设计 224
5 系统软件设计 228
6 总结 231
7 附录 232
二维码检票机
（三等奖） 236
1 摘要 237
2 引言 237
3 系统方案 237
4 系统硬件设计 238
5
系统软件设计 242
6 系统评测与结论 247
7 附录 249
参量阵定向音响
（三等奖） 250
1 摘要 251
2 引言 251
3 系统方案 252
4 系统硬件设计 252
5
系统软件设计 255
6 系统评测与结论 258

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