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1、华南理工大学第六届智能控制设计大赛题目第I部分初级组A题 无线调频话筒（参加本道题的大二年级同学不参与评审一二等奖）设计任务一设计并制作一个调频无线话筒，系统频率88MHz-108MHz,普通调频收音机能 够收到话筒发射出的语音信号。设计要求1、基本要求：（1）系统频率范围：88MHz108MHz（2）传输距离大于1米，工作电压：512V（3）发射频率稳定度好2、扩展要求：（1）传输距离20米（2）可以通过按键设置发射频率，并数字显示频率（3）改装成简易对讲机（制作成相同的两个作品来展示）（4）其它创新功能三评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与 计算，电路图
2、及有关设计文件，测试方法与仪器，测试 数据及测试结果分析。50完成第（1）项15完成第（2）项20完成第（3）项15发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项20完成第（4）项20B题机械绘图系统设计一个电机控制二维绘图系统。系统画笔的运动范围为60cmx60cm的白 色画板，画板上标有间距为1cm的浅色坐标线（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点。画笔的笔尖直径应小于3mm,可在系统运行时能在画板上画出 运动轨迹。画板示意图如下：60cm一、设计要求1、基本要求：（1）设计巧妙的机械结构，简化控制。（2）控制系统能实现画笔的任意点定位；（3）物体从左下角坐标原点出发，在10
3、s内到达任意指定的一个坐标点；（4）能在任意指定的两点之间画出一直线段，要求直线上的点的位置误差 小于1.5cm。2、发挥部分（1）能画出三种简单的几何图形：正方形，圆形，等边三角形（边长或半径 不小于20cm）；（2）能记录物体的历史运动曲线，以曲线图形的形式在液晶或上位机软件上 显示；（3）其他创意功能。二、评分标准项目满分（大一）满分（大一）基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理 论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试3030方法与仪器，测试数据及测试结果分析。完成第（1）项1515完成第（2）项1510完成第（3）项2010完成第（4）项2010完成第（1）项2015完成第
4、（2）项3030完成第（3）项2020发挥部分三、说明1、测试时的画板自制自带。2、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准。3、电机选型不做限制四、机械构造提示为了减小参赛者在机械设计上的难度，出题组在出题时考虑了若干种机械方 案。仅供参考，未必是最简便的方法。做出如下提示：方案一，参考打印机（画板可动）方案二，使用直角坐标外的坐标系，如极坐标，一电机控制极角,一电机控制极 距方案三，图板可水平、可倾斜放置C题农舍自动降温系统在农业生产中，时常要求某些农舍的温度不能高于某一值。要求设计一个农舍自动降温 系统。基本要求：1. 实时测量农舍温度，并显示当前温度。2. 当温度超过35 C时自动开启降温风
5、扇，为室内降温，温度小于35 C时自动关闭风扇。3. 在温度高于35 C的前提下，随着温度的上升，风扇的转速自动上升。扩展要求：1. 可改动开启风扇的温度阀值（即基本要求所提到的35 C），系统断电后能自动保存该值。2. 增加其他方式为农舍降温（如使用喷雾）。3. 能记录一天中若干个时间点的温度数据，并且可随时调用显示出来，测试时以1min为间隔，记录5个数据。4. 使用液晶或上位机描绘温度曲线，进一步可制作人性化的操作平台。5. 其他创新功能。评分标准项目满分（大一）满分（大二）基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算， 电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测
6、试 结果分析。4040完成第（1）项1510完成第（2）项105完成第（3）项1510发挥部分完成第（1）项1510完成第（2）项1510完成第（3）项105完成第（4）项3020完成第（5）项1010D题四连棋游戏机一设计任务设计一个四连棋游戏机。按照四连棋的规则，在8x8棋盘上实现双人对 战。棋盘坐标如下图所示，左下角为（0,0），右上角为（8,8）。玩家选择相应列（从左往右分别定义为第0第7列）落子，可用8个按键对应各列二设计要求1、基本要求：1）直观的棋盘显示方式（如用LED亮灭表示此格有无落子，用不同颜色的LED表示落子方）2）能自动判断当前落子位置的有效性，并判断哪一方胜利，给出相
7、应提示3）可进行战绩统计4）可进行悔棋（步数不限）2、扩展要求：1）提供更好的棋盘显示方式（如：使用液晶）2）人机对战：a）设计智能算法使电脑能与玩家对弈，要求算法至少具有防御性，即能封堵玩家可能赢的情况b）算法具有进攻性，即电脑要寻找获胜的机会c）玩家可设置游戏难度，难度实现及说明由设计者阐述d）可自动进行先后手判定3）串口对战（双机对战）：a）按照给定的通信规范预留通信接口，按照规定代码从串口发送数据代替键盘输入，进行游戏b）利用串口通信进行双机对战（人与人或机器与机器）4）其他创新（如：增加其他游戏，使之成为N in游戏机） 三评分标准项目满分（大一）满分（大一）基本要求设计与总结报告：
8、方案比较、设计与论证，理 论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试 方法与仪器，测试数据及测试结果分析。3030完成第（1）项155完成第（2）项2515完成第（3）项1510完成第（4）项1510扩展要求完成第（1）项1510完成第（2）项3030完成第（3）项1510完成第（4）项1010四说明a）四连棋游戏规则：（图片只用于说明用，实际要求棋盘是8x8）1）在8x8垂直棋盘上，双方交替下子，选择任一列下子，棋子将沿此列 下落并堆叠2）任何一方首先将己方的四颗棋子连成线（含水平、垂直、斜向共4个 方向）即获胜3）参考游戏地址：b）串口通信规范要求：1）通信接口：共3根，以单行排针形式引出，
9、依次为TXD、START、RXD、（串口发送、开始信号、串口接收）2）通信方式：TTL电平，异步串行通信，波特率9600bps，奇校验3）通信格式：1位开始位、8位数据位、1位校验位、1位停止位4）数据格式：0、应答位、先手标志、后手标志、0、落子位置（000111）5）通信流程：a）以排线连接双机端口b）利用拨动开关（或其他方式）预先设定本机先后手c）利用另一拨动开关（或其他方式）令机器进入串行通信模式d）设定为先手的一方（简称甲方）向START 口输出高电平（+5V）， 进入等待状态；设定为后手的一方（简称乙方）将START 口设 定为输入，监测此信号e）甲方等待1s后，向START 口输
10、出低电平（0V），再次进入等待 状态f）乙方检测到START信号后开始监听串口g）甲方等待5s后发送先手同步码0x60（0110 0000），然后监听串 口，等待响应h）乙方收到同步码后发送后手同步码0x50 （0101 0000），等待响应i）甲方收到同步码后开始落子，并传输落子的列0x2X（0010 0xxx）， 等待响应j）乙方收到数据后发送应答信息0x40（0100 0000），等待25s（提 醒：为了增强可观性，必须至少等待2s）后落子并传输落子的列 0x1X（0001 0xxx），等待响应k）甲方收到数据后发送应答信息0x40，等待25s后落子并传输落 子的列，等待响应l）依次进行
11、j、k步骤，直至分出胜负为止。第II部分高级组A题电梯门禁管理系统设计一个电梯门禁管理系统，实现人员到达楼层限制，管理等功能。一、设计要求1. 基本要求：1）主系统以SD卡为介质，在卡上存储若干人员信息（以txt形式）。 可以供子系统参考，同时也可以在主系统上直接浏览修改sd卡中的 人员信息；2）轿厢系统可以通过红外射频设备识别人员门卡ID号（以方便考勤， 防止无关人员进入）3）轿厢系统通过无线等方式将id卡号及所到楼层传到主设备进行权限 对比；4）制作一个简易的轿厢面板系统2. 扩展要求：1）主系统上可以查看到各个id号楼层到达记录（如ID，时间，到达楼 层）；2）提供良好的人机交互（如触摸
12、屏、语音提示、液晶屏菜单等）；3）其他创新功能（如上位机）。二、说明1. 要求至少制作1个主系统、1轿厢面板系统（轿厢面板系统可以多做）。2. 请自备射频打卡器及射频卡。3. 基本要求（1）要求SD卡使用文件系统，存入txt格式人员信息时在PC机上通过读卡器存储。三、评分标准（大一队伍参加本题，所得分数按下表乘以130%，其他年级照下表评分）项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论 分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法 与仪器，测试数据及测试结果分析。30完成第（1）项20完成第（2）项15完成第（3）项15完成第（4）项10发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项20
13、B题声音引导小车设计一辆由声音引导行进路线的智能小车。要求小车在活动场上能利用声波判断声源的 位置，并自动向声源行进。除了声学信号，禁止使用其他信号对小车进行行进路线的引导。场地说明：如图所示，场地的主体是以声源为圆心的45扇型区域，其中出发界线与声源的距离 为4.4m，计时起始线与声源的距离为3.7m.在出发界线的中间有弦长为1m的圆弧区域作为 小车出发区。小车出发时由裁判放置在出发区内任一个地方，具体小车朝哪个方向摆放由裁 判决定，小车最前的一个轮子在出发界线上。在声源放置点旁，以声源为圆心直径为40cm的圆为停靠界线，以声源为圆心直径为 140cm的圆为靠拢界线。声源要求：使用有声声源（
14、禁止使用超声波）。声源频率、调制方式不做要求。由参赛者自行设计 制作。由于场地关系，声源的尺寸（长与宽）小于15cm，高度不做要求。声源应有方便的 开关控制装置可供评委对声源进行开关控制。车模与传感器要求：车上最远两点的距离不得超过35cm，声音信号接受传感器的数量至多可用6个。过程中允许小车停下来进行信号处理。为了方便裁判计时以免产生误判，请在小车上视 线明显处并联四个直插封装的红色LED作为信号指示灯（集中在一处），小车运动时信号 灯熄灭，停靠时该信号灯点亮。设计要求:1. 小车自主判断声源的位置，并自动向其行驶，以是否经过靠拢界线所规限的区域区域A、B）为小车是否向声源行驶的判定标准。（
15、以小车上最靠近声源的一点计算。）2. 小车在声源附近能自动停靠，停靠时小车应尽量靠近声源。但停靠时与声源的最近距离d不得小于20cm，否则小车停靠点与声源的最近距离d记为70cm。（以小车上 最靠近声源的一点计算。）以厘米为最小长度单位，该项计分规则为：S1=120-d/cm如，小车停靠点与声源的距离d=50cm时，该项得分S1=120-50cm/cm=70（分）3. 从声源发生开始算起计时，5秒内必须到达计时起始线。（以小车上最先到达的一点计算。）4. 小车到达“计时起始线”后应以最快的速度向声源行驶。从到达“计时起始线”到 小车停靠，过程使用时间t不得大于18s0（到达“计时起始线”以小车
16、车上最先到达 的一点计算，小车与声源的距离以小车上最靠近声源的一点计算。）在t18s时，该项不得分，即S2=0。5. 在停靠时显示声源与小车的距离，误差小于3cm。（以小车上最靠近声源的一点计算。）6. 其他功能。评分标准（大一队伍参加本题，所得分数按下表乘以150%，其他年级照下表评分） 本道题目评审时共进行三次试验，最终得分为三次等分的平均分。项目满分设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与 计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试 数据及测试结果分析。30完成第设计要求（1）项20完成第设计要求（2）项，分数为S1*0.330完成第设计要求（3）项10完成第设计要求（4）
17、项，分数为S2*0.220完成第设计要求（5）项10完成第设计要求（6）项20C题飞行器高度定位系统一、设计任务设计一个飞行器高度定位系统。自行制作一个飞行器下固定一 10cm短杆，控制飞行器悬停在空中，使长杆底部距地面距离为50cm。如图所示：一、设计要求1. 基本要求：1）可以设定长杆底部距地面高度，精度控制在1cm以内；2）飞行器位置达到设定高度时，进行声光提示，飞行器设定高度稳定停 留10秒钟以上（上下波动幅度不超过1cm）；2. 扩展要求：1）能够实时显示长杆底部距地面高度；2）描绘出高度变化历史曲线；a）飞行器高度控制精度达到5mm以上；3）其他。二、说明飞行器自行制作，方案可自行
18、选择，测量工具有评委会提供三、评分标准（大一队伍参加本题，所得分数按下表乘以130%，其他年级照下表评分）项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与 计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试 数据及测试结果分析。30完成第（1）项30完成第（2）项30发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项20完成第（3）项15完成第（4）项10第III部分智能车组一、设计任务设计并制作一辆由直流电机带动的智能循线小车进行速度竞赛。二、器材限制规定组小车尺寸不能超过：250mm宽和400mm。小车若使用电磁信号信号引导巡 线，则小车宽度限制为250mm,长度不限。三、比赛规则(1
19、) 每支决赛队伍只有三次比赛机会，在跑道上跑一圈，以计时起始线为计时点。(2) 最快单圈时间计算最终成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。(3) 比赛过程中，由比赛现场裁判根据统一的规则对于赛车是否冲出跑道进行裁定。 赛车前两次冲出跑道时，由裁判员取出赛车交给比赛队员，立即在起跑区重新 开始比赛，该圈成绩取消。选手也可以在赛车冲出跑道后放弃比赛。(4) 比赛过程中出现下面的情况，算作模型车冲出跑道一次：A.裁判点名后，1分钟30秒之内，参赛队没有能够进入比赛场地并做好比 赛准备。B.比赛开始后，赛车在30秒之内没有离开出发区。比赛过程中如果出现有如下一种情况，判为比赛失败：A. 赛车冲出
20、跑道的次数超过两次。B. 比赛开始后未经裁判允许，选手接触赛车。四、比赛禁止事项(1) 不允许在赛道周围安装辅助照明设备及其它辅助传感器等。(2) 选手进入赛场后，除了可以更换电池之外，不允许进行任何硬件和软件的 修改。(3) 比赛场地内，除了裁判与1名队员之外，不允许任何其他人员进入场地。(4) 不允许其它干扰赛车运动的行为。五、比赛说明1. 智能车组比赛作为第六届飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛华南理工大 学校内选拔的一个环节。校内选拔已报名结束(详见教务处主页)。为 鼓励学生参与到课外科技实践，之前未报名校内选拔的同学也可参与本 届智能控制大赛智能车组，这一部分同学不参与飞思卡尔杯校内选拔。2. 不参与校内选拔的同学只要符合本文档中的比赛要求即可。参与校内选 拔的队伍在车模与硬件设计上要求与第六届飞思卡尔杯全国大学生智能 车竞赛一样，否则将视为放弃校内选拔权利。第六届飞思卡尔杯全国大 学生智能车竞赛规则详见 3. 参与校内选拔与否不影响智能车组奖项评比。
