星火杯大学生课外学术科技竞赛作品资料汇编.docx

星火杯大学生课外学术科技竞赛作品资料汇编.docx

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星火杯大学生课外学术科技竞赛作品资料汇编

一、通信工程学院

1.交互式手势控制系统

交互式手势控制系统以两大部分体现，其一是对载具的控制，其二是对电脑程序的控制。

该作品能够通过加速度传感器和NRF24L01无线模块实现的手势远程控制功能操控小船，根据手势命令通过CC1100无线传输模块返回相关数据到上位机显示出来且保存；同时GPS传回定位信息并在GoogleEarth上显示方位，描绘运动轨迹，并通过语音汇报出当前位置；小船的倾角传感器监测小船倾角，当倾角过大会发出语音信息。

上位机在显示数据的同时，利用Microsoft的WPF技术渲染的炫丽3D场景模拟出小船的运动。

此外，我们还制作了专门的基于手势控制的视屏播放器，用户可以根据手势命令来操控视屏的播放，暂停，快进，快退，同时我们利用原子手势而衍生出复杂手势，诸如0~9的阿拉伯数字，用户只需按照轨迹描绘出0-9，便可实现选播视屏的功能。

基于手势控制的数独是我们的另一大特色，可以根据用户在空中描绘的轨迹来实现数字的识别进行数字填空，前后左右的方位则根据原子手势来识别进行位置的选择。

此系统还可以应用于更多的控制体系中。

对于手势控制系统的拓展性来说，用户可以自定义多种轨迹以扩充数据库，利用人们更加直观的方式来进行人机交互，以后将有可能取代鼠标和键盘，直观表达事物。

2.手机远程控制系统

如今移动互联网正在蓬勃发展。

移动互联网之所以有如此大的潜力，是因为比起仅有10亿台PC规模的互联网时代，拥有百亿台设备规模的移动互联网时代，其规模将大得超乎多数人的想象。

但是将来，手机不仅仅是一台网络设备，作为人们随身携带的物品，手机无疑可以作为一种智能而又方便的控制设备！

手机远程控制系统，便实现了用手机通过短信和语音通话来控制用电器的功能！

短信控制：

在任何一个有GSM网络的地方，用户可以给指定号码发送加密短信，接收端收到短信后，如果检测到密码和指令正确，会根据指令内容控制被控端，控制成功后，会根据被控对象自动回复一条确认短信；如果检测到密码错误或指令错误，会把此条短信当成垃圾短信处理。

被控端由三路红外无线控制，分别控制灯的开关，空调的开关和门窗的开关。

通话控制：

通话控制巧妙的将通信技术和语音识别技术结合起来，拨打指定号码后，接收端会自动接听，然后用户根据语音提示说出指令，如果检测到密码正确，接收端会根据用户的语音指令，对不同的用电器进行控制。

下班之后，就可以用手机控制家里的电饭煲煮饭，还可以让热水器烧好热水，快到家的时候，可以用手机把家里的空调打开……手机远程控制突破了时间和空间的限制，极大的方便了大家的生活。

3.车载移动购物系统

车载移动购物系统是在私家车及出租车上使用的嵌入式系统，它基于ARM处理器。

该系统包括了基于地理位置的促销优惠信息、票务信息及预定、旅游产品信息、团购信息、便民信息等5大功能。

通过GPS和GPRS模块实现获取当前地理位置以及根据当前地理位置自动从云端服务器获取所需要的数据，通过语音合成模块为司机和乘客播报用户感兴趣的产品促销信息。

同时，云端将用户的用户查看的商品信息反馈给商家，使商家了解产品在市场上的状况。

4.个人便携气象站

针对目前个人气象服务市场产品稀少、功能不全且成本高、代价大的现状，以引起公众对气象预报更多的关注和对个人气象服务的改善为主要目标，团队设计了一套个人便携气象站系统，为个人用户提供高质量、即时性、小范围气象预

报。

本系统以性能优越的AtmelAVR嵌入式平台为核心。

硬件方面，通过AtmelEVK1100开发板为硬件平台，集成温湿度传感器，气压传感器，GPS定位模块和GPRS移动通信板载芯片，并结合包括了当地水文环境、历史气压气温和降水范围等指标数据在内的专业科学气象学算法对采集的数据进行分析，显示在用户终端并上传至服务器。

软件方面，通过PHP+MYSQL制作出服务器内置的动态网页和数据库以实现云共享，并采用动态网页构建Discuz！

交互式论坛，更加友好地面对用户，实现资源共享和实时交流互动。

本系统可被广泛应用于登山探险、远足自驾、科研考古、工农业生产等多个领域。

当遭遇紧急自然灾害时，可快速组建小范围天气预报网，让科技与自然联手服务于人类生活，发展环保与创新经济，推进人与自然的和谐发展！

5.基于AVR32的手语识别发音系统

基于AVR32单片机的手语识别发音系统是一套基于AT32UC3A0512处理器的系统，据其功能，就是一套“便携式手势汉语发音系统”。

系统的产品由数据采集手套、数据处理

转化装置两个部分组成。

包括传感器采集数据模块，语音及手语数据存储模块和数据分析及处理模块。

软件的具体实施分为硬件平台和软件系统是实现，两者互为依托。

本系统实现了将手语直接转化为汉语并发声的功能，将有助于语言表达有障碍的人群进行交流。

本作品通过指语和传感器实现人与人心灵的沟通。

该套系统具有适用性强，准确率高的特点，具有很强的实用价值。

6.基于人脸识别与GPS定位的android平台电子签到系统

本系统由Android手机客户端，签到服务器，查询网站三部分组成。

三者组成的系统相互合作，实现了完整的签到流程，并且将签到信息完整地保存在服务器的数据库中。

客户端主要利用了人脸识别与GPS定位技术，负责用户的身份验证，用户位置的确定，以及向服务器发送签到信息等工作；签到服务器则负责记录并存储签到信息，并且提供课程信息的更新等工作；查询网站负责签到的查询统计工作。

仅仅需要在手机安装一个客户端，无需任何附加的硬件，就完成了签到的功能，方便快捷。

二、电子工程学院

1.餐厅无线点餐送餐系统

本系统是一个基于MSP430单片机的自动点菜与送菜系统，主要由菜单发送与接收装置、自动寻迹送菜小车构成。

该设计实现了餐厅里的自助点餐、自动送餐，可减少人力资源的浪费，节省餐厅支出，使得就餐更加方便、省时。

菜单发送与接收装置由两部分构成：

发送部分是用来给就餐者点菜，通过液晶模块来显示菜单，并用按键进行控制选择，最后将选好的菜单与餐桌编号经无线模块发送至菜单接收装置；接收装置接收到无线传输的信息后，同样用液晶模块显示。

送菜小车带有数字键盘，用来选择不同的餐桌号，小车可以按照设定好的路线到达相应的餐桌，完成送菜任务。

2.基于SMS的校庆来宾接待系统介绍

西电校庆来宾接待系统是为我校80年校庆服务的一套web系统，它为校庆筹备工作提供了来宾与联络员信息注册、管理、导入、导出，来宾联络员安排、管理，来宾预参加活动登记、修改，来宾食宿安排、管理，来宾、随行人员、联络员短信发送、群发、接收及查看等各种功能，方便管理人员对数据进行管理，并为来宾提供登录界面，查看、修改个人信息。

系统结合PHP、frame框架，编写web系统；根据中国电信提供的网关地址，实现短信的收发、群发及统计功能。

系统进行了数据库设计、前后台页面设计、导入导出功能设计、基于电信网关的短信收发功能设计，并采用了javascript，jquery，ajax等技术。

3.西电导航网[www.xidian.cc]介绍

西电导航网[www.xidian.cc]是专门针对西安电子科技大学（西电）设计的网址导航系统，收集了学校各学院网址、行政机构网址、后勤集团、西电产业、西电常用查询网站（西电课表查询、西电电话查询、西电精品课程查询、西电导师查询等）网址以及学校班车、周边餐饮、住宿等信息，是收录西电网址最新最齐全、使用人数最多、操作最快捷方便的专业网址导航！

西电导航网采用了当下比较流行的PHP、MySQL、Ajax、JS等技术，使用纯静态页面链接，再加上垂直搜索理论知识的应用、后期通过SEO对网站的优化，该网站已经成为西电安全、高效、更新较快、较受欢迎的一个特色网址导航系统。

三、计算机学院

1.Bookit图书馆藏查询应用宣传资料

图书馆藏信息的查询一直以来对学生来说都十分重要，但以往我们只能从指定的电脑或系统上查询，而且整个查询的过程体验不是很好。

开发这个应用就是为了改善查询的体验和便捷程度，可以让学生在任何时候最迅速的查询到图书馆藏信息。

Bookit图书馆藏查询应用可以查询所选择的高校图书馆的馆藏。

它支持大陆香港台湾部分高校（大陆高校23所，香港特别行政区7所，台湾地区3所，其中包括西安4所高校：

西安电子科技大学、西安交通大学、西北工业大学、长安大学），用户只要扫描相关书籍的条形码或者键入书的相关信息（如标题、作者、ISBN、关键词）便可得到相关图书在所在学校图书馆的馆藏信息。

它能在运行于Android2.2以上的环境下，便捷实用。

同时，本程序对横屏设备进行了优化，并支持简体中文、繁体中文、英文3种语言。

2.基于图像处理的云台控制系统

本系统属于摄影辅助插件，包括数字云台、信号处理和与三角架接口部分，位于相机和三角架之间。

相机固定在本系统的云台上，本系统通过与三角架的接口固定在三角架上。

相机录制视频时通过视频输出接口将采集的图像输入到本系

统，通过系统的处理，实现对人脸的跟踪从而控制数字云台方位角，实现自动对设定目标的跟踪。

使用本系统原来的相机和三角架不需要做任何改造，系统本身可以处理好相机和三角架的接口。

不适用本系统时，直接卸下即可。

系统选用TI公司专为图形图像处理设计的“达芬奇”系列数字视频处理器。

可用于课堂教学录像、智能跟踪拍摄等。

3.重要内容无畸变的视频图像非等比例缩放系统

随着大屏幕液晶电视的普及，使得在将4:

3格式的视频素材应用到16:

9的电视系统中，需要对原始视频素材进行非等比例缩放，而传统的视频缩放算法会带来重要目标的畸变。

本作品应用于视频图像的各种幅型比间非等比例的缩放，在缩放的过程中保护重要内容不产生视觉畸变，并达到连贯、实时性的视频处理要求。

同时，借助于TI多媒体处理芯片TMS320DM642的强大功能，使得系统能应用于中等幅型比的视频实时缩放。

本作品根据视频内容定义视频能量，通过复制（删除）最优能量线的方法达到视频的非等比例缩放，很好地保证重要目标物无感知畸变，使用特有的连贯性保护机制防止视频的抖动，并利用计分板模型、DSP系统加速算法，保证视频缩放算法的高速性。

以4:

3到16:

9的视频非等比例缩放为例，传统的显示媒介视频缩放效果如图（b）（c）,本作品效果如图（d）,在视频缩放的过程中保证了重要目标物不发生视觉畸变。

（a）原图（4:

3）（b）贴黑边方法图（16:

9）

（c）线性插值结果图（16:

9）（d）本方法结果图（16:

9）

本作品提供两套均可独立运行的视频缩放系统：

（1）PC-BASED软件系统，用于完成视频图像的缩放处理。

DSP-BASED硬件系统，用于完成高速视频图像的缩放处理。

（a）软件系统（b）硬件系统

作品成果

硬件系统：

设计制作完整的样机系统，可与PC端界面相连，高速独立完成视频缩放。

软件系统：

设计脱离DSP系统，单独完成视频缩放、图像缩放的软件系统。

算法创新：

提出“重要内容无感知畸变的视频图像非等比例缩放方法”。

专利申请：

申请国家发明专利一项（专利申请号：

）。

竞赛奖项：

2009年校星火杯软件组特等奖。

四、机电工程学院

1.智能模块化机器人

本项目作品是同学的一大创新，该机器人基于MSP430芯片，每一个模块都装有一个舵机，能够根基430芯片的指令实现转动。

当多个模块接在一起的时候，操作者通过软件对各个模块进行操控，实现机器人的变形。

五、技术物理学院

1.基于DSP的无线智能监控、锁定、跟踪系统

该项目设计可以改善传统的监控模式，使监控向着自动化、智能化、人性化发展。

拥有更强的适应性，更广泛的应用性。

自主设计、制作了可左右180度，上下90度的可远程控制的摄像头控制台，搭载的摄像头可以拍到的范围更广。

创新点：

1.采用DSP图像处理平台，监控设备体较小、价格低、功耗低

2.采用视频的无线收发。

不受已有线路的影响，可以更方便的更换监控地点

3.可远程控制摄像头拍摄的角度，可人为远程遥控，也可自动按设计路线自动调整角度使监控的范围更广泛。

技术关键：

1.DSP对采集的图像信息进行处理，识别出复杂背景下移动的物体

2.DSP与控制装置的连接，与信息交流

3.摄像头控制平台的机械设计与制作。

该系统有三种工作模式：

A.大范围的自动多角度扫描监控

B.在可调范围内人工操纵手柄，选择监控的地点

C.保密场所，自动对移动物体识别报警并跟踪

六、软件学院

1.陕西旅游通

传统的旅游网站通过浏览器为消费者提供超大量的旅游信息。

然而对于不了解旅游目的地的游客，则需要从这些大量的旅游信息中查找对自己最有用的信息，这些仅提供信息的网站不能有目的的为游客提供其最需要的。

本系统运用数据挖掘的知识，给游客挖掘出最需要的旅游信息。

本软件包括PC端和android客户端，运用数据分析方法数据挖掘技术及mapabc技术，为用户提供景点介绍，以及相关信息查询，采用数据挖掘技术，对旅客历史旅游信息挖掘实现对旅客行程规划旅游景点推荐，并根据旅客历史旅游信息挖掘为旅客提供合理的行程安排。

PC端旅游路线推荐功能用Closet+算法实现，景点推荐功能则用MST算法实现。

地图显示上使用Mapabc提供的接口显示。

Android客户端在Android虚拟机上，自建需要的activity实现各项功能。

PC端与Android客户端之间的交互采用http协议，数据通过json数据包传送。

总体用到的技术包括：

Struts,Hibernate,Spring,HTML,javascript,Ajax,css,jsp,mapabc,android

开发环境为MyEclipse,Android开发环境

七、微电子学院

1.变形机器人

设计目的

鉴于现在玩具模型及个人机器人市场产品的缺乏,现有产品简单等问题,特尝试作出本产品填补市场空白.

基本原理

该变形机器人采用32路舵机控制器控制24个舵机,各自执行动作。

可由车形态变形成

爬虫形态（行走及车形态的轮子部分待开发）。

机器人结构支撑部件90%原创，20%制作材料为回收材料，外壳100%原创。

系统特点

结构复杂,外形美观,可变形,多动作,多形态转换（更多变形动作目前仍处于实验阶段）,并可在复杂路况下行走。

八、生命科学技术学院

1.多功能BEAMRobot学习平台

WhatistheBEAMRobot?

Biology+Electronic+Aesthetics+Machine=BEAM

介于现有大批理工科学生有意向于机器人开发制作，但由于没有一展身手的学习实践平台，而大多徘徊于门外，无法将自己的想法转化为实际的产品。

即使现有的动辄上万元的商业化机器人开发平台，其功能也不能较好地适应学生需求，故“自给自足”势在必行。

此款“BEAMRobot学习平台”便是为解决此问题，让更多的机器人爱好者走进机器人制作大门而做出的有益尝试。

俱乐部篇

一、华为创新俱乐部

1.Ruichi共享精灵项目

本软件在校园网外网流量收费的背景下开发，是一款用来进行共享/下载的工具软件。

该项目基于WindowsXP操作系统，在VisualC++6.0集成开发环境下设计实现，可支持P2P式共享下载和基于HTTP协议/URL地址的下载，当用户需要某一资源时，可以首先搜索在内网是否存在符合条件的资源。

如果有，用户可以选择共享其他用户的资源；如果没有，则可通过基于URL地址的下载，借助HTTP协议获取资源。

涉及相关技术包括HTTP协议解析，VC+Mysql数据库编程，Socket通信，MD5（Hash）值计算，注册表编程，VC皮肤美化，多线程通信，C/S模式等。

2.基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统

中医脉象诊断（脉诊）是我国传统医学的一项诊断方法,历史悠久,是中医“整体观念”“辩证论治”基本精神的体现与应用,对疾病的诊断、症候的界定及药物的治疗具有指导意义。

目前,中医在实施脉诊时靠的是多年积累的主观知识经验,“心中了了,其指下难明”限制了脉诊技术进一步的推广应用和发展。

因此,脉诊的客观化、数字化对继承和开拓现代中医学有着重要的意义。

本系统基于中医脉学理论,设计出了能进行“三部九候”脉象检测的数据采集装置、建立脉象识别的数学模型、搭建完善的后台医疗服务体制,融合了中医脉学理论精华与当前发展迅速的移动通信与人工智能技术,完成了基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统。

系统主要分为四个部分:

脉象采集装置、脉象分析模块、智能移动终端和医疗服务中。

采用传统中医三部九候诊法,使用数字脉象采集系统对转瞬即逝的脉象信息进行实时、精准地采集,并进行存储,使用智能手机作为移动通信终端来完成安全的传输,在后台服务器利用智能信息处理技术对脉象信息进行科学分析,并进行诊断,在系统中使用访问控制机制有效保护的患者的个人隐私,将传统中医理论与现代科学结合在一起,对人们的日常保健、疾病的预防及治疗有重大意义。

本系统采用便携式数字化脉诊技术,降低了医疗成本,具备较大的市场潜力。

3.复杂背景下多目标检测与跟踪系统

本视频监控系统通过自动对运动目标进行运动检测、阴影取出、运动跟踪来完成单摄像头复杂背景情况下得多目标检测与跟踪。

面对摄像头监控范围内，当有人或物异常通过时，能主动跟踪异常人物的行为，直至消失在摄像头视角范围。

在检测的过程中先利用改进的混合高斯模型进行目标的运动性分析，然后通过分析目标的运动特征（型心及二阶矩）即Kalman滤波器完成运动目标的跟踪。

本系统能很好对刚体及非刚体运动目标进行检测跟踪，同时对于小规模的多运动目标能达到实时跟踪，能很好地应用于智能视频监控、视频运动分析、视频压缩分析等多领域。

二、微软技术俱乐部

1.全景图像拼接和视频监控系统

开发背景：

传统的图像仅反映某一局部视角的场景，已很难满足用户的需求。

相反，图像拼接技术在宇宙空间探测、遥感测量、医学图像处理、军事等方面都有广泛的应用，并在一定程度上改变了人们的生活。

基于此，本项目分别开发了全景图像拼接软件和全景视频监控系统。

全景图像拼接软件：

（1）基于Windows平台的图像拼接软件PanoramaSynth实现了多幅复杂位置关系图像的全自动拼接，并且克服了亮度差异和运动物体的影响。

（2）基于WindowsPhone7平台的图像拼接软件PanoMaker，可以高效地对数张序列图像进行拼接。

全景视频监控：

本项目开发的全景视频监控系统实现了多通道视频的实时拼接，可用于交通路口、超市、车站等公共场所，在一定程度上克服了传统视频监控技术成本高、视野局限的不足。

基于最优拼接缝的融合实现了对运动物体的处理：

本项目开发的全景图像拼接软件可移植到多种平台进行推广使用；全景视频监控系统可在多种监控场合进行商业应用，均具有较广的市场推广前景。

二、信息安全协会

1.基于流模式识别的网络数据检测系统

数据检测是网络安全和网络管理的基础和前提。

能够准确地对各种流量进行识别、分析、统计，对于入侵检测、边界防护、流量控制、计费管理以及用户行为分析等都有着重要的意义。

现有的各种网络数据检测中的流量识别方法各自有着显著的优缺点，同时基于载荷的识别算法和基于统计的识别算法在实现上较为复杂，只能应用于特定的场合，无法做到灵活的通用配置。

本作品完成了一种基于流模式识别的网络数据检测系统，融合了各种识别算法的优点，使各种识别算法协同工作，达到最佳的识别效果。

使得用户可以运用本系统实时地从截获的网络数据中区分出指定的流。

本作品根据国内外研究的成果，用Glushkov算法优化了Thompson算法中存在的

转移，并且结合流模式以及网络数据流的特征，给出流模式对应的含有计数器的GlushkovNFA构造算法，即S-CG-NFA。

根据流模式的形式化定义，每个流模式所对应的含义都可以用一个有限自动机来表示，有限自动机看成是正则表达式转换为程序语言的图算法。

根据以上理论，我们为每种协议设计了NetFPGA易识别的、并与流模式对应的硬件匹配引擎。

2.一种新型隐秘访问系统

目前，建立连接的方式是用户主动向服务器的开放端口发送建立连接请求，服务器回复该请求并建立链接，这种传统“三次握手”方式要求服务器长时间开放指定端口，造成了极大的安全隐患。

针对服务器开放端口的恶意扫描软件被广泛使用，对服务器进行恶意扫描引发了服务器安全问题层出不穷。

病毒和恶意软件常常利用开放端口所对应服务的漏洞，进行相应的攻击，达到窃取高级权限，破坏服务器相应服务，窃取数据等目的。

本项目设计的隐秘访问系统，其服务器不开放任何端口、不回应任何数据包，使服务器处于隐身状态。

当合法用户发送认证序列数据包时，才随机开放某端口供指定用户访问，该端口对于其他非认证用户仍处于关闭状态，减小了安全风险。

认证序列具有随机性和前向安全性、服务器的访问控制规则自动变换、服务端口随机生成且动态改变，使得本作品能为服务器安全提供了有效的保障。

认证序列组成及生成算法