电子创新设计大赛题目

-.z一、便携式脉搏测试仪一、任务设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用红光或红外光发射接收技术，从人体手指或耳垂处采样获取脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。其系统框图如图1所示，其中A、B为2处信号观测点用于作品评测。图1脉搏测试仪系统方框图二、要求1、根本要求设计制作光电脉搏探头，发射红外光或红光作为探测信号，照射到指尖等人体组织后，接收其透射或反射信号。设计制作脉搏信号调理电路与信息处理电路，测量并显示被测人每分钟脉搏次数，以医学仪器产品同时测量值为对照，测量误差不大于±3次。测试仪尽量降低待机电流与工作电流。作品应留有电池供电电流测试点以便评测时测量功耗。测试仪能在白天室内日常亮度环境下正常工作。测试仪在测量状态时，能在光电探头到达适宜测试部位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离探头并再次到达测试部位时自动启动下一次测量。2、发挥局部可预置脉搏次数上下告警门限，当脉搏次数测量值超出告警限时，测试仪告警。可将测试仪设置为监护状态或回放状态。在监护状态，测试仪进展定时、连续长时间测量并保存测量数据，在回放状态，回放所保存测量数据。记录数据时应包括其测量时间。可在不小于128×64点阵的屏幕上实现光电脉搏信号波形动态显示。其它。三、说明此题只能使用一个控制器。不允许使用光电发射接收器一体化成品。光电脉搏检测的根本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小；当血液流回心脏，组织的半透明度增大，这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。利用波长600-1000nm的红光或红外发光二极管产生的光线照射到人体的手指尖、耳垂等部位，用装在该部位另一侧或同侧旁边的光电接收管来检测机体组织的透明程度，即可将搏动信息转换成电信号。评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比拟与选择方案描述系统总体方框图3理论分析与计算光电发射接收参数分析与计算脉搏信号参数分析信息采样与处理参数分析与计算波形显示参数分析与计算6电路与程序设计光电转换电路设计调理电路设计程序设计6测试方案与测试结果测试方案、条件及仪器测试结果完整性测试结果分析3设计报告构造及规*性摘要设计报告正文的构造图表的规*性2总分20根本要求实际制作50发挥局部完成第〔1〕项15完成第〔2〕项15完成第〔3〕项10其他10总分50二、运水机器人一．任务如图B-1所示,有A、B、C三个区，A区为给水区，有给水装置〔简称A容器〕，B区为输送线路，C区为存水区，有存水装置〔简称C容器〕。在比赛开场时A容器装一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B区有一条黑色引导线，引导线两端有两条与引导线垂直的黑色边界限，线宽不大于20mm；其尺寸如图B-2所示。C容器的形状、容量及放置方式在固定底板上自定，口径不得大于100mm，比赛开场把C容器清空。设计一套自动送水机器人系统，由送水机器人〔以下简称小车〕将水从A区通过B区运至C区。该系统包括A区的自动〔或手动〕给水装置；往返于A、C区之间的小车；C区存水装置；固定底板。图B-1参考图〔单位：mm〕AA开场端线停顿端线5002502000C图B-2线路图〔单位：mm〕二．要求2．1根本要求小车能完成运水和自动贮水功能。〔2〕小车可显示运水量和运水时间。〔3〕小车上的贮水器水溢出时有自动报警功能。〔4〕在2分钟内运送尽可能多的水。〔5〕小车及安放的运水容器总垂直高度不得超过300mm，小车上的储水装置容量小于等于600ml,口径小于100mm。小车所载的水卸到C容器采用自动贮水。2．2发挥局部〔1〕A区给水采用自动方式完成。〔2〕小车在1分钟内完成100ml定量自动取水、送水和贮水。〔3〕小车在2分钟内完成1000ml自动取水，送水和贮水、时间尽可能短。〔4〕可以在小车上设定运水量。〔5〕其它特色与创新。三、说明小车运行过程中不得人工参与，小车要自备电源，不得有任何外部引线。由于场地等限制，要求到1楼制作。四．评分标准内容得分设计报告20分根本局部50分发挥局部50分三、走廊人体感应与引导灯光系统一、任务如图1所示，在一个至少4m长的走廊上，合理布置传感器与LED灯，传感器的位置与个数自定，LED灯〔带〕每20cm放置一个，按要**现一个简单的走廊人体感应与引导灯光系统。走廊的具体环境参考实训楼5楼走廊。由于考虑到系统的可扩展性〔如一个100米长的走廊使用〕，要求必须采用如图2所示的主〔控制〕、从〔执行〕单片机构造，并且至少使用两个从单片机。图2——控制方式图1走廊示意图图2——控制方式图1走廊示意图二．要求2．1根本要求〔1〕当测试人员站在走廊上时，离人员最近的LED灯亮起。30分。注：该局部仅从功能上打分，可以仅使用从单片机实现，但要求整体系统构造完整，包括自制的电源模块。〔2〕当测试人员站在走廊上时，离人员最近的一米内的LED灯亮起。10分。注：该局部仅针对*一段走廊打分，可以仅使用从单片机实现。2．2发挥局部〔1〕当测试人员站在走廊上时，离人员最近的一米内的LED灯亮起。注：该局部要求在走廊走廊的所有区域都可以实现。25分。〔2〕当测试人员站在走廊上行走时，一米内亮起的LED灯能够跟测试人员运动，要求灯光过渡平稳美观。10分。〔3〕在测试人员周围亮起的LED灯呈现特定水纹动态效果。15分。〔4〕其它特色与创新。10分。如使用多种传感器、LED灯带等。注：由于价格因素，LED灯带需要在用LED灯实现效果并获得评测增加认可前方可使用。三．评分标准内容得分设计报告20分根本局部40分发挥局部60分四、水质监控报警系统一、任务以51单片机为核心，设计一个特定区域水质监控与报警系统〔参考图2〕。电源电源单片机显示与报警模块传感器水样采集装置时间与存储模块图1系统大致构造2．1根本要求〔1〕实现水质监控与报警系统整体构造，要求系统采用密闭构造，使用单片机为核心，有独立电源，时间模块，存储模块，显示模块，相应的传感模块等。15分。〔2〕使用18B20实现温度检测并用LCD显示。5分。〔3〕使用一个模拟传感器，并实现水质传感量的显示，要求在报告中说明该传感量的标定方法。10分。〔4〕在报告中引用文献或国家〔地方〕标准，并以此为凭据设定参数，当水质出现异常时，实现声光报警。10分。结合发挥局部，可以每采样一次，蜂鸣器响15秒左右，永久亮一个LED。2．2发挥局部〔1〕系统整体平时处于休眠状态，单片机、显示器等不工作以节省电量。定时采样时，点亮LCD。10分。〔2〕使用手持端，可以无线方式〔或红外等其他方式〕激活单片机，查看各种数据。注意，查看时无需翻开外部封装，查看应具有翻页功能。10分。〔3〕当水质出现异常时，采集水样。要求设备可以采集至少2份水样。注意，由于采样管道中残留等影响因素，要求在采样时，保证水样不被污染。人工取出水样时能不拆开整体外封装为佳，然后应可以复位系统。20分。〔4〕在采样后，应详细记录采样的时间等参数，并使用存储芯片存储，并能够用按键或〔2〕中的无线方式调用