近日,，第六屆（2023）全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽應(yīng)用賽道啟動報名，大賽連續(xù)3年入選全國普通高校大學(xué)生競賽目錄,。大賽自2014創(chuàng)辦以來,，意法半導(dǎo)體（ST）一直作為主要的協(xié)辦廠商參與其中，STM32產(chǎn)品及開發(fā)板作為大賽使用率最高的開發(fā)平臺,，也受到來自國內(nèi)外高校電子電氣類相關(guān)專業(yè)同學(xué)及高職高專學(xué)校學(xué)生的廣泛推崇,。我們意識到,，與下一代創(chuàng)新者合作的重要意義，并力爭為他們釋放全部創(chuàng)新力提供所需工具,、專業(yè)知識和解決方案,。ST還與上百所高等院校合作開發(fā)精品課程、師資培訓(xùn),，建立聯(lián)合實驗室,，實施嵌入式人才培養(yǎng)計劃，甚至舉辦教育聯(lián)盟會議及校內(nèi)比賽,，以增加我們與師生的溝通交流,，這一切都是為了讓中國大學(xué)師生能夠更好地利用我們的技術(shù)。全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計大賽只是其中的一個例子,。因此,，我們認(rèn)為，很有必要重點介紹一下在全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽上出現(xiàn)的精彩解決方案,，以及它們是如何讓世界變得更美好,。

　　讓我們先一起回顧2022年全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽的三個使用了STM32微控制器作為主控的獲獎作品（排名不分先后）2022

　　作品一：智能負(fù)壓傷口治療儀

　　南京信息工程大學(xué)田澄睿、顧浚哲,、馬尚清團(tuán)隊的參賽作品是智能負(fù)壓傷口治療儀,。在與醫(yī)療機(jī)構(gòu)溝通后，團(tuán)隊指導(dǎo)莊建軍教授決定,，有必要開發(fā)一個這樣的創(chuàng)新產(chǎn)品,。潰瘍、燒傷和損傷往往很難治療,，最簡單的負(fù)壓傷口治療儀使用真空泵抽吸潰瘍,、燒傷或損傷周圍的空氣，收緊傷口邊緣,，加快愈合,，抑制細(xì)菌生長，達(dá)到控制感染風(fēng)險的目的,。這個三人團(tuán)隊從零開始，花了三個月的時間開發(fā)產(chǎn)品,。一名成員專門開發(fā)3D打印,，一名成員編寫微控制器代碼，另外一名成員負(fù)責(zé)設(shè)計電路,。

　　整個系統(tǒng)運(yùn)行在STM32L4R5ZI上,，包括邏輯、4.3英寸顯示屏和用戶界面,。該程序讀取溫度計,、氣壓計和濕度計等傳感器數(shù)據(jù),，為醫(yī)護(hù)人員提供重要信息，并確保壓力穩(wěn)定性更高,。正如一名學(xué)生所說,，雖然他們的資源有限，但是ST硬件抽象層,、STM32工具生態(tài)系統(tǒng),、本地化文檔和STM32社區(qū)能夠讓他們更快地開發(fā)項目。他們還發(fā)現(xiàn),，ST MCU提供充足的存儲容量和所需的外圍設(shè)備,，能夠在MCU上運(yùn)行所有模塊，并使用ChromART優(yōu)化用戶界面元素的顯示效果,，甚至還有使捕獲的信息可視化的手機(jī)和電腦應(yīng)用程序,。

　　該團(tuán)隊指導(dǎo)莊教授將帶領(lǐng)以后的班級繼續(xù)做這個項目。由于該產(chǎn)品的醫(yī)療性質(zhì),，想要量產(chǎn)這個產(chǎn)品需要取得多個監(jiān)管部門的審批,。不管怎樣，學(xué)生們完成了一些了不起的事情,，證明了開發(fā)這種不常見的帶有手機(jī)和PC應(yīng)用程序的負(fù)壓傷口治療機(jī)器的可行性,，降低了在非醫(yī)院環(huán)境中使用負(fù)壓傷口治療機(jī)器的難度。

　　作品二：嵌入熱成像與手勢識別的工業(yè)巡檢頭盔

　　安徽大學(xué)的吳不韋,、王鈞毅和肖鵬亮團(tuán)隊開發(fā)的工業(yè)檢測頭盔是一個很好的采用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)計算機(jī)視覺的例子,。這個頭盔由攝像頭和顯示器兩個模塊組成，攝像頭拍攝物體圖像并發(fā)送到機(jī)器學(xué)習(xí)算法板上進(jìn)行識別,，最后將識別結(jié)果顯示在屏幕上,。更具體地說，該應(yīng)用可以跟蹤識別拳頭,、OK和對鉤三種手勢,，還能跟蹤檢測電機(jī)，把電機(jī)從機(jī)架內(nèi)挑選出來,，檢測電機(jī)溫度,。因為有手勢檢測功能，該應(yīng)用為檢測更復(fù)雜的物體和開發(fā)新型人機(jī)交互打開了大門,。

　　這是三個作品中唯一的主攻機(jī)器學(xué)習(xí)的參賽作品,。該團(tuán)隊預(yù)先拍攝了400多張照片，并給照片分類加標(biāo)簽,。然后,，學(xué)生們用YOLO訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用STM32Cube.AI將模型轉(zhuǎn)換為MCU代碼,。這個軟件使他們能夠用輕量級工具開發(fā)可以在STM32H750 ART-PI開發(fā)板上高效運(yùn)行的識別準(zhǔn)確的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序,。事實上,，在項目初期，模型推理速度是4FPS,，通過優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和代碼,，結(jié)合STM32H7的硬件優(yōu)勢，模型推理速度最后提高到了20 FPS,。

　　作品三：光伏發(fā)電MPPT最大功率點跟蹤控制器

　　南華大學(xué)的王浩,、袁克凱和韓奈澤的參賽作品是一個最大功率點跟蹤控制器。顧名思義,，控制器通過跟蹤光伏轉(zhuǎn)換器的電壓和電流來確定最大輸出功率,。能夠判定轉(zhuǎn)換器何時達(dá)到峰值功率有助于調(diào)整開關(guān)操作，減少功率損耗,。事實上,，太陽能發(fā)電的功率波動取決于一天中的時間點或其他因素。MPPT跟蹤在假設(shè)點可以提取的最大功率,，并調(diào)整脈寬調(diào)制器和直流轉(zhuǎn)換器,，以提高整體能效。因此,，MPPT必須準(zhǔn)確快速才能保證工作效果良好,。

　　該大學(xué)的參賽作品之所以獲得一等獎，是因為它專注MPPT控制器的基本功能,，并用微控制器取代傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng),，將發(fā)電量提高了45%。該設(shè)計使用STM32H743運(yùn)行控制算法,，并利用其高分辨率定時器和復(fù)雜波形生成器來調(diào)整脈寬調(diào)制器等元件,。簡單地說，這個設(shè)計使大學(xué)生能夠從數(shù)字系統(tǒng)的速度,、能效和精度受益,。例如，MCU的ADC使他們能夠快速獲得大量樣本,，這在運(yùn)行算法時至關(guān)重要,。學(xué)生們還使用MCU的看門狗來應(yīng)對環(huán)境危害并提高整體穩(wěn)定性。

　　看了以上三個2022年參賽作品的介紹,，您是不是已經(jīng)迫不及待地想要參加今年的全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽,？今年的大賽，意法半導(dǎo)體匯集公司多種資源,，為參賽同學(xué)準(zhǔn)備了涉及ST公司的14個產(chǎn)品線31款不同型號共2500余塊開發(fā)板，并在生態(tài)資源,、設(shè)計資源等方面提供相應(yīng)的技術(shù)支持,。

　　零基礎(chǔ)的同學(xué)也不用擔(dān)心,，ST提供了多個保姆級的在線課程，手把手系統(tǒng)教學(xué),，讓同學(xué)們學(xué)習(xí)理論和實踐知識,，更順利開啟比賽歷程。課程如下：（排名不分先后,，同學(xué)們可以根據(jù)自己的參賽內(nèi)容自行選擇）

　　1. 《微機(jī)原理與嵌入式系統(tǒng)》 挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)課程,，電子科技大學(xué)，漆強(qiáng)

　　2.  STM32原理與創(chuàng)新設(shè)計,， 大連理工大學(xué),，李勝銘

　　3. 微處理器系統(tǒng)原理、應(yīng)用與開發(fā),，西安電子科技大學(xué),，陳彥輝

　　4. RTOS基礎(chǔ)與安全編程，南京理工大學(xué),，孫冬梅

　　5. 嵌入式通信,， 西安電子科技大學(xué)，康槿

　　同時,，為激勵廣大參賽學(xué)生深入學(xué)習(xí)并使用ST最新產(chǎn)品,，在大賽官方獎勵外，特設(shè)以下企業(yè)獎勵：

　　● 基于ST選題,、入圍全國總決賽的參賽成員,，將免費(fèi)獲得價值 500 元的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師能力認(rèn)證考試名額（免實踐題考核），即通過客觀題考試后,，將可獲得中國電子學(xué)會頒發(fā)的初級認(rèn)證證書,；

　　● 獲全國決賽一等獎的優(yōu)秀作品將有機(jī)會獲得 ST 官方媒體平臺宣傳，及受邀參加STM32 峰會展示作品,；

　　● 獲企業(yè)獎的參賽隊,，將獲得 ST 額外獎勵價值 1000 元的開發(fā)板。

　　歡迎大家進(jìn)入全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽技術(shù)交流社區(qū)進(jìn)行問題探討及技術(shù)交流,，可獲得ST官方技術(shù)支持,。預(yù)祝各位同學(xué)在大賽中斬獲佳績。PS: 選題指南已發(fā)布在大賽官網(wǎng)及STMCU中文官網(wǎng)

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