全国职业院校技能大赛嵌入式技术与应用开发赛项赛题.docx
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全国职业院校技能大赛嵌入式技术与应用开发赛项赛题
2017年贵州省职业院校技能大赛暨全国职业院校技能大赛选拔赛
（高职组）嵌入式技术与应用开发赛项赛题
本赛题包括电路板制作和赛道任务两部分。
要求参赛选手在规定时间内组装、调试一套电路板。
同时，完成平板电脑应用程序的编写和测试，使之能够自动控制交通巡逻车完成赛道任务。
参赛选手应严格按照竞赛规程进行比赛。
第一部分嵌入式产品焊接与调试
一、比赛要求
大赛现场发放任务板焊接套件（含PCB板与元器件）和技术资料（电路原理图、器件位置图、物料清单）。
参赛选手在规定时间内完成元器件检测和任务板焊接调试。
经工艺评判后，参赛选手需将任务板安装在交通巡逻车（嵌入式小车）上。
二、比赛内容
1）元器件检测
参赛选手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：
电阻、电容、电感、电位器、LED、555定时器、晶振、CMOS逻辑门电路、集成稳压块、光强度传感器、光敏电阻、超声波传感器、红外传感器、射频识别芯片、解调芯片、蜂鸣器等。
2）任务板焊接
参赛选手须依据电路原理图、器件位置图、物料清单，在规定时间内完成元器件焊接，并按时上交进行焊接工艺评分。
电路板元件封装包括：
SIP-8、SSOP-6、SOP-8、SOP-14、SOP-16、0603、0805、1206、3528等。
3）任务板调试
参赛选手须根据电路原理图分析电路板功能，并使用示波器、万用表等仪表进行调试（若电路板存在故障，则需要选手完成任务板装配现场排除，以现场下发的电路板为准。
），使电路板功能正常。
三、比赛流程
任务板制作部分比赛流程如表1-1所示。
表1-1任务板制作比赛流程
序号
时间
比赛流程
1
8:
45~8:
55
发放赛题与元器件
2
8:
55~9:
00
裁判讲解比赛注意事项
3
9:
00
裁判长宣布比赛开始
4
9:
00~9:
30
参赛选手检查核对元器件
5
09:
00-11:
00
任务板焊接及调试
6
11:
00-11:
10
任务板收取
7
11:
10~12:
20
任务板评分
四、评分标准
安全操作与制作工艺部分评分标准如表1-2所示。
表1-2安全操作与任务板制作工艺评分标准
评分项目
评分细则
分值
评分方式
安全操作规范（5%）
安全用电
2
过程评分（客观）
（2名裁判）
环境清洁
1
操作规范
2
电子装接工艺
（15%）
元器件布局
2
结果评分（主观）
（2名裁判）
板面清洁
3
焊点质量
2
焊接完成度
8
结果评分（客观）
（2名裁判）
功能实现（10%）
故障检测与排除：
光照度、双色灯、蜂鸣器、超声波、红外功能（每个功能2分）
10
扣分项
超过规定时间更换或补领元器件（每个）
1
过程评分（客观）
（2名裁判）
违纪扣分
视情节而定
裁判长
总计
30%
五、注意事项
1、9:
00~9:
30期间，参赛队队长确认已领元器件无缺件、无损坏后，在元器件确认表上签字，若焊接套件内元器件数量和型号与竞赛试题中提供的数量和型号不符，应在9:
30之前提出申请，超过规定时间更换或补领按评分标准扣分。
2、参赛选手需在11:
00之前完成任务板的焊接任务。
3、11:
00-11:
15工作人员收取各参赛队电路板，如在此期间工作人员收取电路板时参赛队未上交电路板的将不予评分。
11:
15-12:
20统一转运到电路板评分处进行统一评分。
4、在焊接、组装调试期间，参赛选手限于自己工作区内活动，违者取消参赛队比赛资格。
5、赛道测试使用竞赛平台标配任务板，无需安装参赛选手焊接的任务板，参赛选手所焊接任务板在评分后不再返还给参赛选手。
第二部分赛道任务
一、比赛要求
参赛选手须根据大赛现场抽取的任务流程表编写Android应用程序，使移动终端能自动控制交通管理车在模拟的交通环境中完成各项赛道任务。
二、比赛内容
（1）编程调试
参赛选手须依据本赛题给定的赛道地图和标志物摆放位置，以及现场随机抽取的竞赛参数进行Android编程，编程过程中参赛选手可以按时间表使用练习赛道进行调试。
（2）测试准备
参赛选手接到候场指令后，到达指定赛道处候场准备。
按裁判要求启动平板电脑和交通管理车，并建立WiFi连接，运行应用程序。
参赛选手接到比赛指令后，须将交通巡逻车和运输车标志物根据赛题要求摆放在测试赛道地图中的指定位置。
（3）赛道任务
参赛选手接到比赛开始指令后，点击移动终端上“自动运行”按钮，使交通巡逻车全程自动完成任务流程表中规定的各项赛道任务。
移动终端在赛道任务测试开始后必须摆放在指定位置，测试过程中严禁选手碰触。
三、赛道地图及标志物摆放位置
赛道地图如图2-1所示，尺寸规格为2.5m×2.5m；循迹线宽度为3cm。
图中纵向虚线编号为A~G；横向虚线编号为1~7，赛道标志物将置于横纵虚线或实线交叉点上。
其中B1、D1、F1、B7、D7、F7、这6个位置亦可作为出发位置或停车位置。
000000.
图2-1赛道地图
标志物摆放位置如表2-1所示。
表2-1标志物摆放位置表
序号
设备名称
摆放位置
备注
01
LED显示标志物
A3
02
道闸标志物
C1
03
语音播报标志物
A5
04
智能照明系统标志物
F7
05
静态标志物
F1、E3
06
LCD动态显示标志物
G2
07
立体显示标志物
E5
08
警示系统标志物
B7
09
交通灯标志物
A6
10
车库1
D1
11
车库2
F1
12
车库3
B7
13
车库4
D7
14
车库5
F7
15
车库6
B1
注：
部分赛道标志物形状不规则，或者任务特殊需求，摆放时可能偏离交叉点。
因此，标志物的位置应以赛场实际摆放位置为准。
具体信息以现场公布为准。
四、竞赛参数
参赛选手须依据赛题要求的参数进行编程。
（1）任务流程表
任务流程表格式如表2-2所示。
表2-2任务流程表
序号
任务要求
说明
1
任务一：
交通巡逻车出库
交通巡逻车控制道闸标志物开启，控制LED显示标志物进入计时状态，并顺利从1号车库出库。
交通巡逻车开始停靠在1号车库，待道闸标志物开启，LED显示标志物进入计时状态后出库。
2
任务二：
扫码行进
交通巡逻车在1号车库出发，从D2行进至F2过程中，扫码E3处的静态二维码，获得二维码信息（信息代码：
M01）。
信息代码M01格式为：
“Y#车库”/“0xXX,0xXX,0xXX,0xXX”
3
任务三：
图形识别
交通巡逻车行进至F2处，控制LCD显示标志物翻页，然后进行图形识别任务，识别LCD显示标志物中图形信息，通过ZigBee向LED显示标志物发送控制指令，在LED显示标志物的第二行显示识别的图形形状及个数。
在LED显示标志物的第二行显示的格式为：
AXBYCZ，
其中，A为固定显示，X为数字0~9之一，值为矩形的数量；B为固定显示，Y为数字0~9之一，值为圆形的数量；C为固定显示，Z为数字0~9之一，值为三角形的数量；
例如：
A1B2C3：
矩形1个，圆形2个，三角形3个。
4
任务四：
车牌识别
交通巡逻车完成图形识别后，控制LCD显示标志物翻页，然后进行车牌识别，然后将车牌识别结果和二维码中获取的车库坐标发送给立体显示标志物。
如二维码中为“3#车库”，对应B7，车牌识别结果为“国K365G9”，则需控制立体显示标志物显示“国K365G9|B7”。
5
任务五：
测距任务
交通巡逻车行进至F2，进行测距任务，测距起点为F2点，测距终点为F1附近静态标志物所摆放位置（信息代码M02）。
测距单位为毫米（mm）,测距完成后将测距信息发送给语音播报标志物。
M02的值为100mm-600mm。
语音播报格式：
“测得距离为XXX毫米”。
6
任务六：
调光任务
交通巡逻车行进至F7处，测试出智能照明系统标志物当前光强档位，并用语音播报标志物播报出当前档位。
根据公式f1（M02）计算出目标档位值，并控制智能照明系统标志物开启至目标档位。
语音播报格式：
“当前档位为X档。
”X值为1-4。
f1（M01）=（M02/50）%4+1。
如f1计算出结果为2，则控制智能照明系统标志物开启至2档。
7
任务七：
交通信号识别
交通巡逻车行进至B6，通过交通信号识别，将识别所得交通信号通过语音播报标志物播报识别结果。
交通信号有5种，分别为：
“禁止左转”、“禁止右转”、“向左转弯”，“向右转弯”，“允许掉头”。
语音播报格式为：
“交通信号识别为：
XXXX”。
例如“交通信号识别为：
允许掉头”
8
任务八：
控制报警任务
交通巡逻车行进至B7，通过红外发送命令给警示系统标志物，打开警示系统标志物。
交通巡逻车必须行进至警示系统标志物内。
警示系统标志物控制命令前4位为二维码信息M01中的“0xXX,0xXX,0xXX,0xXX”，后两位根据前4位控制命令通过CRC校验得到。
第5个控制命令为CRC校验低8位，第6个控制命令为CRC校验高8位。
9
任务九：
交通巡逻车入库任务
交通巡逻车根据二维码信息（信息代码：
M01）中入库信息自主行进，通过语音播标志物播报将要进入的车库。
采用倒车入库进入对应车库。
然后蜂鸣器响三声，开启左右转向灯，并关闭LED显示标志物计时器。
例如在二维码信息M01中的信息为“4#车库”，语音播报格式为：
“即将进入4号车库”。
则交通巡逻车需进入4#车库。
4#车库在D7处，竞赛平台入库后，车头应朝向D6。
车库范围为1#车库-6#车库。
（2）数据处理算法
见加密算法说明书。
五、比赛流程
比赛流程如表2-4所示。
表2-4赛道任务测试部分比赛流程
9:
00-14:
00
赛道任务编程
10:
00-14:
00
按时间表轮流进入练习赛道测试
14:
00-16:
00
到比赛赛道进行第一轮测试
两轮测试之间
赛道任务编程修改调试
16:
00-17:
00
到比赛赛道进行第二轮测试
六、评分标准
赛道任务测试评分标准如表2-5所示。
表2-5嵌入式产品应用开发分赛项评分标准表
评分项目
评分细则
分值
评分方式
传感器应用
（10%）
超声波传感器
5
结果评分（客观）
（2名裁判）
光强度传感器
5
结果评分（客观）
（2名裁判）
图像采集（15%）
二维码识别
5
结果评分（客观）
（2名裁判）
图形颜色、形状识别
5
车牌识别
5
无线控制
（15%）
红外通信
10
结果评分（客观）
（2名裁判）
ZigBee通信
5
行进控制
（20%）
行进指定位置
20
结果评分（客观）
（2名裁判）
功能竞赛
（10%）
完成任务的精度与时间
10
结果评分（客观）
（2名裁判）
扣分项
超过规定时间更换或补领元器件（每个）
1
过程评分（客观）
（2名裁判）
更换功能电路板（限1次）
10
更换嵌入式产品开发实训平台（限1次）
10
违纪扣分
视情节而定
裁判长
总计
70%
二、注意事项
1、赛道任务练习为10:
00-14:
00，比赛现场至多5个参赛队共用一张测试赛道地图；各参赛队每轮测试时间为5分钟，每组测试间隔1分钟，30分钟为一个测试周期，在同一测试周期内严格按赛位号顺序由小到大开始测试，参赛队若未按时间测试则视为放弃本次测试机会。
2、任务比赛测试时间为14:
00-17:
00，赛道任务测试区设有1组比赛专用赛道地图，选手进行两轮赛道任务测试，每轮赛道任务测试时间不超过5分钟（包括选手准备时间、平板电脑连接交通巡逻车WIFI时间、赛道任务测试时间等），超时部分不计分。
3、进行赛道任务比赛时，各参赛队需要在工作人员的引导下，依次进入比赛区域。
4、参赛队携带“交通巡逻车”到达比赛场地后，必须在裁判明示允许比赛后，才能将开启电源的“交通巡逻车”放入赛道出发位置。
5、参赛选手的交通巡逻车在进行赛道任务比赛时全程自动控制，裁判宣布计时开始后选手不得触碰交通巡逻车或平板电脑。
6、参赛选手须自行修改交通巡逻车的WIFI用户名及密码，以防止受其他参赛队的干扰。
附录一：
赛道标志物
参赛选手须根据大赛现场抽取的任务流程表，通过交通管理车完成对标志物信息采集和功能控制任务，赛道标志物包括以下13种：
（1）LED显示标志物
LED显示标志物参考图片如图1所示，交通管理车可通过ZigBee等无线通信技术将数据发送给LED显示标志物。
LED显示标志物可显示两行数据，每行可显示6位，每位可显示0~F中任意1位十六进制数。
图1LED显示标志物参考图
（2）道闸标志物
道闸标志物参考图片如图2所示。
交通管理车可通过ZigBee控制道闸的开启，5秒后道闸自动关闭。
图2道闸标志物参考图
（3）语音播报标志物
语音播报标志物参考图片如图3所示，交通管理车通过ZigBee控制语音播报标志物播报语音。
图3语音播报标志物参考图
（4）智能照明系统标志物
智能照明系统标志物参考图片如图4所示，标志物可调光照强度由小到大共分为1~4档，交通管理车通过红外通信进行光强度档位+1、档位+2、档位+3的循环控制，调节标志物的光照强度。
图4智能照明系统标志物参考图
（5）静态标志物
静态标志物参考图片如图5所示，该标志物可放置二维码信息、颜色信息、图形信息、车牌信息等。
二维码技术规格：
10cmX10cm
颜色信息包括：
红色（255,0,0）、绿色（0,255,0）、蓝色（0,0,255）、黄色（255,255,0）、品色（255,0,255）、青色（0,255,255） 、黑色（0,0,0）、白色（255,255,255）
图形信息：
圆形、三角形、矩形、菱形、五角星。
图形尺寸：
图形外接正方形边长3cm~10cm。
图5静态标志物参考图
（6）LCD动态显示标志物
LCD动态显示标志物参考图片如图6所示，LCD动态显示标志物可显示二维码信息、颜色信息、图形信息、车牌信息、交通指示牌信息等。
LCD动态显示标志物可通过红外通信进行图片的上翻页和下翻页控制，同时也可设定自动翻页。
图片格式：
JPG
像素：
800X600
图形信息：
圆形、三角形、矩形、菱形、五角星。
颜色信息包括：
红色（255,0,0）、绿色（0,255,0）、蓝色（0,0,255）、黄色（255,255,0）、品色（255,0,255）、青色（0,255,255） 、黑色（0,0,0）、白色（255,255,255）。
车牌号码格式如：
“国XYYYXY”，其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字。
图6LCD动态显示标志物参考图
（7）立体显示标志物
立体显示标志物参考图片如图7所示。
交通管理车可通过红外通信控制立体显示标志物侧边显示立体信息。
30秒之后标志物自动复位。
图7立体显示标志物参考图
（8）警示系统标志物
警示系统标志物参考图片如下图8所示，交通管理车发送红外控制指令打开声光报警器，5秒后声光报警器自动关闭。
图8警示系统标志物参考图
（9）隧道排风系统标志物
隧道排风系统标志物参考图片如图9所示，交通管理车可通过红外通信打开隧道排风系统，5秒后隧道排风系统自动关闭。
图9隧道排风系统标志物参考图
（10）交通灯标志物
交通灯标志物参考图片如图10所示，交通管理车通过摄像头识别交通灯所显示的交通信号，并按照交通信号要求行驶。
图10交通灯标志物参考图
显示屏规格为64像素×32像素；其中每个像素点LED孔径为3.75mm；LED点阵间距为4.8mm。
显示屏可显示的交通信号有以下5种：
1）向右转弯：
2）禁止右转：
3）向左转弯：
4）禁止左转：
5）允许掉头：
（11）交通巡逻车
交通巡逻车参考图片如图11所示，交通管理车通过Zigbee方式控制交通巡逻车实现交通巡逻功能。
图11交通灯巡逻车参考图
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