2020-2021年度广东省职业院校学生专业技能大赛工业互联网边缘计算控制技术赛项竞赛规程

“工业互联网边缘计算控制技术”赛项竞赛规程

2020—2021年度广东省职业院校学生专业技能大赛

(高职组)工业互联网边缘计算控制技术赛项竞赛规程

一、赛项名称

赛项编号：GZ-32

赛项名称：工业互联网边缘计算控制技术

赛项组别：高职组

赛项归属产业：计算机技术

二、竞赛目的

2017年11月，国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业

互联网的指导意见》，明确了我国工业与互联网融合的长期发展思路，它已

经成为中国工业互联网建设的行动纲领。2020年3月，工业和信息化部发布

了《工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知》，4月20

日，国家发展和改革委员会明确工业互联网属于新基建建设内容，进一步落

实中央关于推动工业互联网加快发展的决策部署，推动工业互联网在更广范

围、更深程度、更高水平上融合创新，培植壮大经济发展新动能。

赛项根据高职的教学要求和特点，基于AI质检在3C产品生产行业中的

典型应用，考核选手在工业互联网边缘设备硬件连接、开发环境搭建、数据

采集、图像处理及识别、数据边缘计算、机械臂操作等技能。对接工业互联

网先进技术，引导高职学校工业互联网边缘计算及相关技术的专业建设，提

升师资队伍的专业能力和技术服务水平，推进以学生为主体的理实一体化教

学实践，弘扬工匠精神，提高人才培养质量。

三、竞赛内容

赛项为团队竞技，2人1组，赛事时长4个小时。

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赛项以工业互联网边缘计算在3C电子产品AI质检中的应用作为场景，

基于ARM架构、Linux开发环境、机械臂和PLC技术设计工业互联网边缘计

算控制技术系统，该系统具有4G/WiFi、RS-485/RS-232、以太网、USB及CSI

等接口，融合了数据采集、视觉检测、边缘计算及处理、数据传输、机械臂

控制等技术。参赛选手将完成工业互联网边缘计算控制技术设备硬件连接、

开发环境搭建、现场环境传感器的数据采集、电路板的视觉检测及处理，数

据边缘计算及处理以后通过边缘网关传送并控制机械手臂对电路板进行分

拣，同时将数据通过4G/5G/WiFi技术加密上传到数据服务器，用本地计算

设备把服务器中的加密数据下载并解密，以柱状图或饼状图显示产品统计数

据（缺陷类型、标记显示等）。

具体的考核内容如下表：

序号名称占比考核内容

1.工业互联网边缘计算控制技术实训系

统硬件设备接线

2.工业相机、机械臂与边缘计算网关的通

工业互联网前

120%讯连接

端数据采集

3.搭建软件开发环境，安装Ubuntu到虚

拟机、搭建编译环境及网络配置

4.电路板图像采集程序开发

1.获取工业相机采集到的图像

2.图像数据经边缘计算处理，得出NG/OK

结果

3.对NG数据进行解析处理，得到缺陷种

工业互联网边类

240%

缘计算处理4.缺陷位置标记

5.边缘计算处理结果指令传送到机械臂，

引导机械臂分类抓取到指定区域

6.本地LCD屏实时显示图像信息及边缘计

算处理结果

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序号名称占比考核内容

1.加密数据通过4G/5G/Wifi上传到指定

工业互联网边数据服务器中

3缘数据的传输25%2.对加密后数据进行解密处理

及显示3.解密后的数据以柱状图或饼状图显示

产品统计数据（缺陷种类、标记显示等）

1.程序流程图

4设计文件输出10%2.设备I/O表

3.其它设计文档

1.遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱

职业规范与安惜赛场的设备和器材，工位整洁

55%

全生产2.操作规范及安全用电

3.团队合作与职业岗位要求

四、竞赛方式

(一)赛项采取团体比赛形式。

(二)每个参赛队由2名选手和1-2名指导教师组成。参赛选手须为普

通高等学校全日制在籍专科学生。本科院校中高职类全日制在籍学生可报名

参加高职组比赛。五年制高职学生报名参赛的，四、五年级学生参加高职组

比赛。参赛选手年龄须不超过25周岁，年龄计算的截止时间以2021年5月

1日为准。凡在往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手，不能再参加

同一项目同一组别的比赛。

(三)2名选手在竞赛现场按照竞赛任务要求，相互配合完成竞赛任务。

(四)评判方式：

竞赛采用现场评分的方式，由选手演示功能，裁判现场评分，并由选手

现场对评分进行无异议确认。

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流程如下：

比赛结束后选手进入系统功能演示等候区，等候系统功能演示，本参赛

队系统功能演示完毕，全体队员方可离场；

每组指派一名参赛选手代表参赛队进行系统功能演示，其他选手可以在

工位处辅助演示；

系统功能演示部分为客观结果评分类型，根据大赛规程要求组织裁判进

行现场评判，评判结束后选手签字确认；

系统功能演示要求选手根据现场工作人员引导进入赛场，演示时按照裁

判的提问及引导有序进行。

五、竞赛流程

日期时间事项安排参加人员

领队、指导教师、参赛选手

10:00-15:00参赛队报到注册

第一天下

午15:00-16:00赛项说明会领队

指导教师、参赛选手

16:00-17:00熟悉赛场

第一场参赛选手

7:00选手到场

检录、二次加密

第一场参赛选手

7:15-7:30

及入场

第二天

赛前30分钟准备

第一场第一场参赛选手

7:30-8:00

、技术参数抽取

第一场参赛选手

8:00-12:00第一场比赛

第一场参赛选手

12:00-12:10参赛代表队离场

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日期时间事项安排参加人员

，进入隔离间，

下午13点30分

离开

12:00-12:30赛项申诉与仲裁领队

裁判评分成绩

12:10-13:10裁判、第一场参赛选手

复核确认

检录、二次加密

第二级场参赛选手

13:15-13:30

及入场

赛前30分钟准备

第二场参赛选手

13:30-14:00

、技术参数抽取

第二天第二场参赛选手

14:00-18:00第二场比赛

第二场

第二场参赛选手

18:00-18:10参赛代表队离场

18:00-18:30赛项申诉与仲裁领队

裁判评分、成绩

18:10-19:10裁判、第二场参赛选手

复核确认

说明：正式的竞赛流程将根据报名队伍在竞赛指南中发布，具体时间安

排以竞赛指南为准。

六、赛卷说明

竞赛采用公开样题的模式，专家组编制完成样题后，由大赛执委会在省

赛平台正式发布。公开样题必须于正式比赛前30天发布。

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正式比赛试题由专家组依据竞赛规程和样题模式进行编制，正式比赛试

题的内容与样题内容不可重复，但题型、分值要一致。

每个赛项需要编制3套正式比赛试题，每套试题的重复率不可超过30%

。正式比赛试题编制完成后，专家组要按照专家承诺书的要求做好保密工作，

并于比赛的前5天将密封后的3份正式赛题交付大赛执委会保存。

正式比赛时，由省教育厅选派的大赛督察员从3套试题中随机任意抽取

一套试题作为比赛用题。

七、竞赛规则

（一）参赛选手凭大赛组委会颁发的参赛凭证和有效身份证件（身份证

和学生证）参加竞赛及相关活动，在赛场内操作期间应当始终佩带参赛凭证

以备检查。

（二）参赛选手应严格遵守赛场纪律，服从指挥，讲文明礼貌，着装整

洁，仪表端庄，不得穿戴校服或者有学校标志，名字等泄露信息的衣服和饰

物，建议穿电工服，绝缘鞋，女同学需扎好头发。各地代表队之间应团结、

友好、协作，避免各种矛盾发生。

（三）参赛选手须提前30分钟入场，入场必须佩戴参赛证并出示身份证

和学生证。不得私自携带任何软硬件工具（各种便携式电脑、各种移动存储

设备等）、技术资源、通信工具。按工位号入座，检查比赛所需竞赛设备齐

全后，由参赛选手签字确认方可开始比赛。选手在比赛中应注意随时存盘。

相对入场时间（分别为7：30和13：30）迟到超过10分钟不得入场。竞赛

期间不准出场，竞赛结束后方开离场。

（四）竞赛过程中，每个参赛队内部成员之间可以互相沟通，但不得向

任何其它人员讨论问题，也不得向裁判、巡视和其他必须进入考场的工作人

员询问与竞赛项目的操作流程和操作方法有关的问题，如有竞赛题目文字不

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清、软硬件环境故障的问题时，可向裁判员询问，成员间的沟通谈话不得影

响到其他竞赛队伍。

（五）比赛过程中，严禁带电操作，与电气设备相关的操作项目要严格

遵守安全规章制度，设备上电前要举手示意，经现场裁判和工作人员确认以

后，方可上电。

（六）竞赛过程中除裁判和其他必须进入考场的工作人员外，任何其它

非竞赛选手不得进入竞赛场地。

（七）竞赛结束（或提前完成）后，参赛队要确认成功提交竞赛要求的

文件，裁判员与参赛队队长一起签字确认，参赛队在确认后不得再进行任何

操作。

（八）已在省大赛平台提交的报名信息，原则上不能变更，如遇特殊情

况，需更改报名信息，须由参赛院校向省大赛办提交申请，经审批通过后方

可调整。各赛项于开赛前15个工作日内将不再接受更改报名信息申请。

（九）比赛条件由承办单位根据本校实际情况确定，并向参赛队无偿提

供。如参赛队不使用承办单位所提供的比赛条件，必须在正式比赛日15天

前以学校正式公函形式向赛项执委会申请自备比赛条件，承办院校提供力所

能及的协助工作，为此所发生的费用均由该参赛院校自理，产生的不良影响

由该参赛院校承担。

（十）未尽事宜，将在竞赛指南或赛前说明会向各领队做详细说明。

八、竞赛环境

（一）场地应通风良好，具有完好的防暑降温设施（空调或风扇）。净

高不少于4米，采光照明良好。

（二）赛场每个竞赛工位使用场地不小于10m²，每个工位配备

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AC220V/50Hz交流电源插座2个，供电负荷不小于3kw，具有电源保护装置

和安全保护措施。

（三）赛场内设置有洁净的男女卫生间。

（四）竞赛场地划分为检录区、候考区、现场服务与技术支持区、休息

区、医疗区、观摩通道。

（五）每个竞赛工位标明编号，工位内粘贴安全操作须知。

（六）每个竞赛工位配有工作台，卫生工具、垃圾筒。

（七）每个工位配备编程用电脑两台，并安装规定软件。

（八）场地内部消防设施齐全，应有不少于2处的人员疏散大门。疏散

通道畅通，防火疏散标识清晰、齐全；场地旁边应有能进入医疗、消防等急

救车辆通道。

（九）赛场设有保安、消防、医疗、设备维修和电力抢险等人员，以防

突发事件。

九、技术规范

本赛项遵循以下国际相关标准，国家相关标准和行业相关标准：

1.GB/T30961-2014：嵌入式软件C语言编码规范

2.GB/T28169-2011：嵌入式软件质量度量

3.GBT28171-2011：嵌入式软件可靠性测试方法

4.GB15629.1104-2006：无线局域网媒体访问控制和物理层规范

5.GB/T30976.22014：工业控制系统信息安全

6.GBJ232-92：电气装置工程施工及验收规范

7.GB/T4728.1-2018：电气简图用图形符号

8.LD/T81.1-2006：职业技能实训和鉴定设备技术规范

9.嵌入式系统设计工程技术人员国家职业标准（职业编码

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2-02-10-06）

10.信息技术通用数据导入接口规范（GB/T36345-2018）

11.工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘控制器

12.工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘网关

13.计算机程序设计员国家职业标准（职业编码X2-02-13-06）

14.计算机软件产品检验员国家职业标准（职业编码X6-26-01-42

15.工业互联网边缘计算总体架构与要求

十、技术平台

本次赛项承办校提供的竞赛设备为工业互联网边缘计算控制技术实训

系统(GSJY-ECM-01)，该系统具有4G/WiFi、RS-485/RS-232、以太网、USB

及CSI等接口，融合了数据采集、视觉检测、边缘计算及处理、数据传输、

PLC及机械臂控制等技术。该系统基于AI质检在3C产品生产行业中的典型

应用而设计，契合计算机应用、机器视觉、边缘计算等工业互联网产业典型

岗位的技术需求。

GSJY-ECM-01采用模块化设计理念，可根据专业设置、课程设置情况自

由组合或延展所需平台模块，并配有课程体系设计建议及丰富的项目教学、

实训资源，可满足工业互联网技术、机器视觉技术、自动化控制等专业课程

的开发需求及教学实训。

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（一）系统组成

GSJY-ECM-01工业互联网边缘计算控制技术实训系统硬件设备主要包括

电路板上料平台、机器视觉检测系统平台、机械臂搬运分拣系统三个核心应

用平台。

产品结构图

电路板上料平台

电路板上料平台主要包括直线模组、升降气缸、吸盘工装夹具、原材料

存储仓、输送带、IO集线器、PLC、产品组装平台组成。可全面呈现并整合

多种自动化机械机构，可任意组合模拟平台，可满足工业场景环境教学，开

展电路板上料平台机构安装、调试等实训。

机器视觉检测平台

机器视觉检测平台作为工业互联网边缘计算控制技术的核心平台，它以

工业相机和嵌入式工业现场边缘计算网关为核心载体。嵌入式工业现场边缘

计算网关采用英伟达Jetson核心模块进行设计，具备浮点运算的AI处理能

力，预装Ubuntu操作系统。配备的工业相机支持自动曝光、手动曝光、一

键曝光模式及GlobalReset功能，能够实现对电路板进行视觉检测，检测

结果通过边缘网关传送并引导机械手臂对电路板进行分拣。

机械臂搬运分拣平台

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机械臂搬运分拣平台主要由机械臂、工装夹具、OK品和NG品物料放置

盘、产品组装平台组成，机械臂采用领先的轻量型协作机械臂，重复定位精

度±0.02mm,手臂伸直320mm,Z轴伸直160mm,机械臂底座设置有电源开关接

口、电源输入口、9组输入输出口、以太网口等。机械手搬运分拣平台与边

缘网关之间采用MoudbusTCP协议进行数据交换控制。

软件系统

边缘计算控制技术软件系统主要包含VMware虚拟机软件、Ubuntu操作

系统、VisualStudioCode编辑器、FileZilla、交叉编译器等，编程语

言采用Python、Golang或C语言。

竞赛信息管理系统

竞赛信息管理系统能读取设备电量模块的数据，显示采集的电压、电流

等参数，提供3种工作模式：竞赛模式、训练模式、学习模式。竞赛模式可

设置比赛总时间、比赛项目、显示比赛用时或倒计时，显示选手提交时间和

用时时长。

（二）设备清单

工业互联网边缘计算控制技术实训系统(GSJY-ECM-01)设备清单

序号系统平台平台模块功能描述

产品组装平主体采用铝型材+钣金结构，面板采用优质钢

台板冲压而成，底座安装带刹车万向脚轮。

整体系统

竞赛信息管理系统提供三种工作模式：竞赛模

1结构

竞赛信息管式、训练模式、学习模式。竞赛模式可设置比赛

理系统总时间、比赛项目、显示比赛用时或倒计时，显

示选手提交时间和用时时长。

2电路板上直线模组及直线模组采用铝材结构，步进系统驱动滚珠丝

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料平台机升降气缸模杠运动，滚珠丝杠采用优质的45号钢精磨而成，

构块、工装夹具滚珠丝杠上装有移动滑台，移动滑台连接升降气

模块缸模块及工装夹具，用于抓取电路板。

输送线模块采用电机+双同步带结构，将电路

输送线模块板输送到下一工位，输送线上装有到料传感器，

用于检测物料情况。

PLC主要控制输送线、直线模组、升降气缸、

PLC及集线器吸盘等，PLC采用12点输入12点输出，直流DC24V

模块电源输入，2路模拟量输出，12位精度，输出电

压0-10V

主要对来自输送线上的电路板进行图像拍照，

并实时显示在显示屏幕上，工业相机采用1200

万像素1/1.7“，CMOS千兆以太网，彩色相机，

工业相机、镜

SonyIMX226传感器,支持自动曝光、手动曝光、

头及光源模

一键曝光模式及GlobalReset功能，支持水平

块

镜像、垂直镜像，128MB缓存容量。镜头分辨率

机器视觉高、成像质量优、透过率高，8mm焦距,C-Mount

3

检测平台接口。

嵌入式工业现场边缘计算网关采用英伟达

边缘计算网Jetson核心模块进行设计，具有4G/WiFi、

关模块RS-485/RS-232、以太网、USB及CSI等接口，能

采集现场不同通讯方式的底层设备数据。

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输送线模块采用电机+双同步带结。输送线上

输送线模块装有拍照触发传感器及阻挡气缸，将电路板输送

到下一工位

将现场零散的传感器集中采集到基层通讯模

传感器基层

块上，通过ModbusRTU通讯协议与边缘计算网关

通讯模块

进行连接，解析协议及数据。

机械臂对电路板进行分拣到指定的区域，机械

臂末端装有工装夹具，采用4个吸盘组合而成。