河北省职业院校技能大赛高职组大赛智能硬件开发及应用赛项规程Word格式文档下载.docx
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参赛选手按竞赛现场下发的待装配电路的原理图，丝印图（位号图）扣物料清单等完成功能电路的装配与调试。
2.功能电路PCB图设计
参赛选手按竞赛任务书给定的功能电路原理图，PCB图约束条件，PCB元器件封装库以及需要选手自行绘制PCB图元器件封装的资料，完成功能电路PCB图设计。
3.基本任务
参赛选手按任务书给定的基本任务，借助于采用智能硬件虚拟开发平台，编写相关功能程序，在线下载后，编写智能小车基本功能测程序代码，实现基本任务。
4.沙盘任务
参赛选手按任务书的要求，编写程序代码，下载至口袋机，完成智能分拣小车在智能仓储沙盘上自主行进、分拣任务获取、空间位置识别、货品条码扫描、无线数据通信、机械臂和机械手控制、电动货箱的货物驳接交付等沙盘任务。
5.职业素养
完成竞赛任务的所有操作符合安全操作规程、职业岗位要求；
遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员；
爱惜赛场设备及器材，保持赛位整洁。
二、比赛的器材和技术平台标准
（1）比赛器材及具体要求说明
名称
数量
制造商
JC-Robo-AGV型无线智能分拣小车
5台
北京杰创永恒科技有限公司
JC-LOG-SWM智能仓储沙盘
5套
JC-MCU-P1.0口袋机
1个/赛位
工具
1套/赛位
自备或者承办校提供
耗材
注：
比赛用的笔记本电脑由各参赛队自带。
附表一：
JC-Robo-AGV型无线智能分拣小车技术参数
部件名称
型号
主要技术参数
移动机器人
JC-MRobot
1.底盘结构
（1）尺寸：
400×
307×
123mm
（2）负载能力：
10kg
2.电机
（1）工作电压：
12v
（2）额定功率：
17w
（3）空载转速：
8100rpm
（4）减速比：
64:
3.编码器
5V
（2）类型：
A/B相增量式磁编码器
（3）线数：
12
4.电机驱动器
（1）额定工作电压：
DC12V/24V
（2）输出通道：
2路
（3）每路额定输出电流：
7A
（4）额定输出功率：
84W（12V供电）
（5）控制信号电压：
3～6.5V
（6）PWM频率范围：
0～10kHz
5.供电电池
（1）锂电池：
插拔式，2000mah12v
机械手臂
JC-MA
1.机械臂
12V~24V
（2）电机：
3个步进电机
（3）机械臂距中心前伸距离：
442mm
（4）距中心缩回最小距离：
172mm
（5）最高到达点：
322mm
（6）最低到达点：
-159mm
2.步进电机驱动器
（1）供电电压：
12V
（2）最大工作电流：
3A可调节
3.机械手
6V
（2）全金属齿轮数字舵机DS3115
（3）扭矩：
15Kg，
（4）角度：
270°
，
（5）张角距离：
60mm
（6）伸展最大长度：
108mm
4.数字二维码与条形码扫描部件
5V
（2）工作电流：
120mA
（3）成像光学系统：
CMOS
（4）自带照明光源：
6500K
（5）识别角度：
全向360度旋转，偏转角度±
60度，倾斜角度±
65度
（6）扫描角度：
34度（水平）26度（垂直）最低对比度：
30%
（7）分辨率：
≥0.1mm（4mil）
（8）工作温度：
温度：
0℃～50℃
口袋机
JC-MCU-P1.0
7~24V/5VUSBmini
（1）MCU：
IAP15W4K58S4（可在系统编程和在线仿真）或其它单片机
（2）按键：
1x冷启动按键，1xUSB复位按键，7xUSERKEY
（3）拨码开关：
6x拨码开关
（4）红外开关：
1x拨码开关
（5）ADC：
8x12bit
（6）仿真接口：
1xminiUSB接口
（7）以太网口：
1x10/100M
（6）红外收发：
1x红外接收/发送
（8）红外发送：
1x红外发送
（9）SD：
1xMicroSD
（10）串口：
1xUSB转串口，TTL串口，2xUART
（11）USBHOST：
1xUSB2.0host
（12）GPIO接口：
2x34pin
（13）IEC455接线端子：
1x20pin
货物转运装置
JC-LOG-ZY
（2）行程：
150mm
（3）推力：
150N
（4）速度：
60mm/S
（5）功率：
20W
附表二：
JC-Robo-AGV型智能仓储沙盘技术参数
沙盘台面
尺寸：
2000mm*3000mm*200mm，边缘安全挡板高200mm，沙盘距离地高为600mm。
仓储货架
货架尺寸：
200mm*1500mm*400mm共计3排，每个货架3层，安装具有仓储智能管理单元，可实时检测、显示货架存放状态。
磁导引带
场地上贴有30mm宽黑色磁引导带，在场地图中为洋红色线，用于指示路径以便小车巡线行驶。
RFID标签
频段125KHz；
40mm*4.6mm，场地交叉路口处均布置有RFID标签（125K）），以辅助小车定位，识别路口和货架。
沙盘控制器
设有紧急停车、发车按钮，显示沙盘状态信息。
智能仓储分拣传送装置
智能仓储分拣传送装置：
采用传输带，有效带宽：
100mm，长度500mm的传送距离，供电电压12V直流电源，可载重量：
10Kg，空载电流1.2A。
货物模型
货物模型模拟仓储货物，每个均贴二维码，小车需要识别出货物上的二维码并通过数码管显示货物类型，货物种类总计：
6×
3=18种，数量总计：
8×
3×
3=72个，中间为两排。
实时赛况显示屏（42寸或以上尺寸的液晶电视带支架）
各竞赛场地均提供专用的显示屏进行实时赛况显示，安装采用移动落地支架。
显示屏由具备WiFi接入功能的工控机驱动。
显示内容：
比赛开始/计时信息、各货架仓储状态、小车实时状态数据。
小车的实时状态数据显示，需由参赛队员根据MQTT接口协议，在STC单片机中编写程序，定时将数据上传至显示屏终端实现。
场地WiFi网络
各竞赛场地均提供专门的WiFi网络覆盖。
场地编号N对应网络IndustryNetworkN，密码均为SmartHW2018。
WiFi网络用于以下终端接入：
（1）电子装调综合实训台（场边）
（2）AGV无线智能分拣小车（场内）（3）仓储智能管理单元（货架）（4）启动、急停控制模块（场地）（5）实时赛况显示屏（场边）（6）各终端间数据交互均采用MQTT协议。
附表三：
JC-Robo-AGV型智能硬件虚拟开发验证平台技术参数
智能硬件虚拟开发验证平台（简称IHVSP）
1.硬件组成：
远程接入设备采用3U机箱结构，负责接入多个硬件设备单元，提供电源及安全防护功能，可以接入12个硬件设备单元。
2.提供的资源及软件功能：
基于B/S架构，随时随地可以根据账号和密码进行登录，完成实验实训以及大赛相关任务。
主要板块：
自由练习模式、考试模式、竞赛模式、控制对象调试及真实场景监控。
提供的资源及可实现的功能如下：
（1）快速构建电路框图
IHVSP方便用户根据设计意图快速绘制出电路框图，操作界面布局合理，操作简单。
例如，用户只需用鼠标拖拽即可将器件摆放到画布，然后对管脚进行连线，快速搭建一个简单的电路框图。
（2）库文件
IHVSP提供了丰富的常用逻辑基础器件、实物器件、复杂逻辑器件、控制对象以及其它相关文件。
①基础器件：
位输入、脉冲输入、多位输入、位输出、多位输出、频率测量输出.
②实物器件：
LED灯、按键、拨码开关、蜂鸣器、数码管、4位数码管、8*8点阵、16*16点阵、1602液晶屏、12864液晶屏、步进电机、直流电机
③逻辑器件：
基本管脚、自定义管脚、逻辑分析仪、串口调试助手。
（3）器件参数可编辑
从面板设置（画布大小、缩放）、基础逻辑器件、实物器件的属性都可以进行编辑，让器件更加适合所设计的电路要求。
比如：
数码管可以根据需求设置为共阴极或共阳极以及管脚方向等。
（2）软件环境
类型
描述
备注
智能硬件虚拟开发验证平台
北京杰创永恒科技有限公司IHVSP配套软件
操作系统
Windows7以上
选手自备
PCB设计软件
AltiumDesigner15.0及以上
办公软件
0ffice2010及以上
选手自备，用其他软件影响裁判评判的后果由选手自行负责
以上为平台技术参数，若有变化和调整将在第一时间向各参赛队公布。
三、重要说明
1.参赛队选手严格遵守赛场规章、操作规程和工艺准则，保证人身及设备安全，接受裁判员的监督和警示，文明竞赛。
2.参赛选手应提前15分钟抵达赛场，凭参赛证、身份证件检录，按要求入场，不得迟到早退。
参赛队选手需同时携带身份证、学生证、参赛证入场，进行检录，抽取顺序号后，须将所有证件交给指导教师，不得带入赛场。
参赛选手应按抽签结果在指定位置就座。
3.参赛队选手进入赛场，不允许自行携带任何书籍和其他纸质资料（相关技术资料的电子文档由赛项执委会提供），不许携带通讯工具和存储设备（如U盘）。
4.各参赛队选手应在规定的时间段进入赛场熟悉环境，入场后，赛场工作人员与参赛队选手共同确认操作条件及设备状况。
5.竞赛时，在收到开赛信号前不得启动操作，参赛选手按竞赛要求自行决定工作程序和时间安排，在指定赛位上完成竞赛项目，严禁作弊行为。
6.竞赛过程中，因严重操作失误或安全事故不能进行比赛的（例如因操作原因发生短路导致赛场断电的、造成设备不能正常工作的），现场裁判员有权终止该队比赛。
7.参赛选手须在确认竞赛内容和现场设备等无误后开始竞赛。
在竞赛过程中，如有疑问，参赛选手应持“咨询”示意牌示意，项目裁判长应按照有关要求及时予以答疑。
如遇设备或软件等故障，参赛选手应持“故障”示意牌示意。
项目裁判长、技术人员等应及时予以解决。
确因计算机软件或硬件故障，致使操作无法继续的，经项目裁判长确认，予以启用备用计算机。
如遇身体不适，参赛选手应持“医务”示意牌示意，现场医务人员按应急预案救治。
8.比赛期间，参赛队选手连续工作，饮水由赛场统一提供。
参赛队选手休息、饮水和如厕时间均计算在比赛时间内。
9.凡在竞赛期间内提前离开的参赛队选手，不得返回赛场。
参赛队选手进出赛场不得携带任何与比赛有关的物品。
10.在参赛期间，选手应注意保持工作环境及设备摆放符合生产操作规程。
11.在比赛中如遇非人为因素造成的设备故障，经裁判确认后，可向裁判长申请补足排除故障的时间。
12.竞赛时间终了，选手应立即停止操作。
结束竞赛后，参赛队选手不得再进行任何与比赛有关的操作。
须根据现场裁判的指示进行板卡维修结果以及竞赛报告单的提交，在与现场裁判一起签字确认后方可离开赛位。
13.因保密要求，参赛队选手提交的任何文件中不得出现单位名称、参赛者姓名。
14.各参赛队选手需按照大赛要求和赛题要求提交竞赛成果，禁止在竞赛成果上做任何与竞赛无关的记号。
15.在竞赛期间，未经执委会的批准，参赛选手不得接受其他单位和个人进行的与竞赛内容相关的采访。
参赛选手不得将竞赛的相关信息私自公布。
16.凡选手自带工具（含笔记本电脑和其他操作工具）故障影响选手比赛的后果由选手自行承担，每个参赛队最多可以携带2台笔记本电脑，请选手确保所携带的笔记本能够可靠正常工作。
四、参考资料
资料类型
资料名称
课程教材
AltiumDesigner相关教材
STC单片机IAP15W4K58S4相关教材
参考资料
北京杰创永恒科技有限公司产品技术资料
五、成绩评定
本赛项评分本着公平、公正、公开的原则。
评分标准在注重对参赛队选手综合能力考察的同时，同步客观考核参赛队选手的技能水平及职业素养。
（一）评分方法及裁判分工
本赛项配备裁判长1人，裁判员8人（视比赛参赛队数量确定），其中评分包括机器评分、客观结果性评分及主观结果性评分三种。
1.机器评分
对于基本任务的选手完成情况，选手完成竞赛任务后，裁判长直接从服务器中调取比赛评判结果，作为基本任务的成长记。
2.客观评分
将对选手完成沙盘任务的情况进行客观评价，选手现场确认评判结果并签字。
3.主观评分
对选手提交的功能电路板装配工艺、PCB设计文档及技术文档进行评价，安排2~3名裁判员同时评价，作为选手的最终成绩。
安排2~3名裁判评判选手所装配功能电路板的功能进行客观评分。
4.职业素养评分
由不少于3名裁判员对赛位进行职业素养方面现场情况记录并评分。
（二）评分标准
评分项目
评分细则
分值
评分方式
职业素养（5%）
安全用电
过程评分（主观评分，不少于5名现场裁判）
环境清洁
操作规范
团队合作与职业岗位要求
功能电路装配与调试（15%）
1.功能电路装配工艺（10%）
2.功能电路板功能（5%）
15
结果评分（1.客观结果主观评分，5名裁判，2.客观结果客观评分，2名裁判）
功能电路PCB图设计（15%）
1.绘制的PCB图符合约束条件
2.PCB设计规范
结果评分（1.客观结果主观评分，5名裁判）
基本任务（15%）
借助于智能硬件虚拟开发验证平台实现任务规定的小车基本功能：
驱动功能，信息检测等
结果评分（客观结果客观评分，2名裁判）
沙盘任务（45%）
识别货物位置完成抓取、搬运
25
结果评分（客观评分，2名裁判）
小车与沙盘传送带控制与对接
无线通信功能（小车启动、货物分拣任务等动态数据）
技术文档（5%）
文档规范性和完整性
结果评分（客观结果主观评分，5名裁判）
扣分项
1.超过规定时间补领元器件1分/个；
2.更换竞赛平台部件：
5分，仅限1次；
3.更换电路板：
4.其他违纪扣分项，由裁判组现场讨论确定。
过程评分（主观评分，5名现场裁判）
总计
100
以上各模块内子任务的分值专家命题时可能会适当调整，但是各模块总分值不变。
（三）团队成绩计算
比赛任务各模块的总分即为参赛队的总成绩。
（四）比赛排名
评分结果若出现分值相同情况，依据任务模块得分进行排名，按照沙盘任务、基本任务、PCB图设计、功能电路装配及技术文档模块得分的高低依次排序。
六、申诉与仲裁
（一）申诉
（1）参赛队对不符合竞赛规定的软硬件设备，有失公正的评判，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。
（2）申诉时，应递交由参赛队领队亲笔签字同意的书面报告，报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。
事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉不予受理。
（3）申诉时效：
竞赛结束后1小时内以书面形式提出，口头提出将不予以受理，超过时效将不予受理申诉。
（4）申诉处理：
赛场专设仲裁工作组受理申诉，收到申诉报告之后，根据申诉事由进行审查，2小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。
（5）申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。
（二）仲裁
（1）组委会下设仲裁工作组，负责受理竞赛中出现的所有申诉并进行仲裁，以保证竞赛的顺利进行和竞赛结果公平、公正；
（2）仲裁工作组的裁决为最终裁决，参赛队不得因申诉或对处理意见不服而停止比赛或滋事，否则按弃权处理。
智能硬件开发及应用赛项
任务书（样题）
竞赛注意事项
1.任务书共12页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。
2.竞赛过程自备编程计算机和焊接等工具（不得出现选手身份信息）。
3.参赛团队应在4小时内完成任务书规定内容；
没有运行记录或程序文件均不予给分。
4.队员提交的所有材料不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。
5.由于错误接线、操作不当等原因引起机器人控制器、传感器、执行部件的损坏以及发生机械碰撞等情况，将视严重程度进行扣分处理。
6.每一个任务具体测试要求根据评判要求现场给定或者任务书给定。
7.在竞赛过程中，请及时保存程序及数据。
赛位号：
日期：
竞赛任务包括功能电路装配与调试、功能电路PCB图设计、基本任务、沙盘任务4项竞赛任务。
参赛队员需在规定时间内完成以上任务，按规范编写技术文档，比赛结束时提交。
一、竞赛设备描述
赛项竞赛技术平台包括：
JC-Robot-AGV型无线智能分拣小车、JC-LOG-SWM智能仓储沙盘及智能硬件虚拟开发验证平台三个部分，技术平台组成如图1所示。
图1竞赛技术平台组成
（说明：
左——智能分拣小车，右——智能仓储沙盘）
图2JC-Robo-AGV无线智能分拣小车组成图
1.JC-Robot-AGV无线智能分拣小车
无线智能分拣小车其组成示意图如图2所示，包括下列组件：
（1）基础结构：
机器人底盘、三轴机械臂、麦克纳姆轮、货物存放托盘、皮带传送机构
（2）传感组件：
磁导航传感器，二维码识别模块
（3）控制组件：
STC口袋机控制模块
（4）显示组件：
OLED显示模块
（5）驱动组件：
电机驱动板、直流电机（带编码器）
（6）通信组件：
2.4GHz串口WiFi通信模块
（7）驱动电源：
12V8000mAh锂离子电池组，12V锂离子充电器
2.JC-LOG-SWM智能仓储沙盘
智能仓储沙盘组成部分包括：
沙盘台面、仓储货架、磁导引带、货物传送装置等（其示意图如图3所示）。
沙盘由WiFi无线局域网覆盖，AGV无线智能分拣小车、货物传送装置均通过WiFi模块接入该局域网，采用MQTT通信协议进行实时数据交互，参赛队员通过上位机智能仓储软件进行管理。
进入赛场时，裁判现场提供WiFi无线网的SSID与登录密码。
图3JC-LOG-SWM智能仓储沙盘
3.智能硬件虚拟开发验证平台
赛项虚拟技术平台有两种模式：
练习模式和竞赛模式（亦称为考试模式），用户采用不同的账号登录，由系统识别后进入相应的模式。
该账号由合作企业提供，登陆后即可进行练习和竞赛，用户登陆界面图4所示：
图4平台登录界面
图4平台登录界面
图4平台用户登录界面
登陆后系统具备的功能包括：
虚拟平台的基本考试、基本小车调试、小车自由测试和真实场景监控等，登陆平台后界面图5所示。
图5平台登录界面
1.考试模式
点击进入考试按钮后进入考试模式，界面如图6所示：
图6考试模式界面
2.调试模式
点击小车调试按钮后进入调试模式，界面如图7所示：
图7调试模式界面
参赛选手通过小车调试项目验证小车基本动作，通过编写好的程序来验证基本动作，将编写好的基本动作程序上传至平台，单击“启动”后，打开场景后即可看到车轮基本动作。
如需复位单片机可单击“MCU复位”即可重新运行程序，无需重新上传hex文件。
3.竞赛模式
点击自由测试按钮进入竞赛模式，在参赛过程中使用自由测试可以验证小车运行轨迹等动作；
参赛选手可将自己编写的程序上传至此平台，通过“烧写程序”将hex文件烧录到单片机中，单击“启动”即可对自己的程序进行验证，在打开场景情况下，可以看到小车运行轨迹。
运行界面如图8所示。
图8竞赛模式界面
4.真实场景监控
点击真实场景监控按钮，可以模拟小车运行的实际状况，此功能本次比赛暂不开放。
比赛过程中，选手使用现场下发的账号和密码登录，然后进入调试模式，完成调试后，进入竞赛模式，根据任务要求完成竞赛，竞赛结果由系统评判。
注意：
平台界面为示意图，具体以比赛现场安装的软件为准。
任务一：
功能电路装配与调试
1.任务描述
现场发放功能电路板焊接套件（含PCB板与元器件）和技术资料（电路原理图、物料清单），参赛选手对所发套件进行检查，有缺漏或坏器件，开赛后30分钟内提出，未在规定时间内提出视为齐全，超过规定时间提出申请补领，根据竞赛规定扣分。
参赛队员利用自带或赛场提供的工具、仪器，按照电路原理图完成功能电路板装配及调试。
2.比赛要求
参赛队员须按照典型电子产品装配工艺要求进行功能电路装配。
装配完成后，首先在插座P6插入一个含引线的开关，然后用万用表测试电路板插座P7两端是否存在短路现象，若是存在短路，由选手自行排除存在的故障。
确认装配的功能电路板无故障后，在电路板插座P7输入12V/1A直流电源（用给定的包含引线的插头插入，红色线接电源正极，黑色线接电源负极），接通电源，打开插座P6插入的开关，利用仪器设备测试：
插座P51，2引脚对33，34引脚的电压为5V±
10%，U5的2脚对1脚的电压为3.3V±
10%。
3.比赛内容
（1）元器件检测
参赛队员须参照阅读物料清单进行元器件的辨识、清点和检测。
元器件种类包括：
待焊电路板、驱动芯片等（撰写技术文档时需列出下发物料的器件类型、名称及数量）。
（2）功能电路装调及提交
参赛队员须依据电路原理图、位号图（印制板顶层和底层丝印图），物料清单，按照要求完成装配及调试，开赛2.5小时后提交给裁判评判。
任务二：
功能电路PCB图设计
选手完成下发功能电路原理图的功能电路PCB图设计（相关下发资料在U盘“PCB设计文档”文件夹中，相关要求后续描述）。
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