06年英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽一等獎作品

1-1    一等獎(英特爾杯)

參賽題目：基于XML的智能車載導(dǎo)航系統(tǒng)和富信息交互平臺

參賽學(xué)校：西南交通大學(xué)
指導(dǎo)教師：楊斌
參賽學(xué)生：肖軼翔、劉金柱、易卓霖

作品簡介：近年來，由于WEB2.0（以Webservice、RSS為代表）、WAP2.0等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)技術(shù)，XML等語言的迅猛發(fā)展和強(qiáng)大技術(shù)支持，消費(fèi)類電子產(chǎn)品發(fā)展勢頭良好。廣大普通汽車用戶更是渴求大量有效的數(shù)據(jù)服務(wù)、通信服務(wù)、強(qiáng)大的娛樂支持和高保障的安全防盜系統(tǒng)。該設(shè)計充分利用了Intel Gene8310板的硬件資源，擴(kuò)展了諸如USB-CDMA模塊、USB-WiFi無線網(wǎng)卡、USB-Camera、藍(lán)牙GPS模塊、藍(lán)牙數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、IR數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、miniPCI視頻采集卡、信息瀏覽滾輪模塊、以及基于高速M(fèi)CU:C8051F040、C8051F300擴(kuò)展硬件板的指紋識別模塊、IR遙控模塊、加速度檢測模塊、氣壓檢測模塊和酒精濃度檢測模塊等外圍硬件，并配以擁有強(qiáng)大圖形處理能力的Windows系統(tǒng)，呈現(xiàn)了十分良好的用戶接口界面。系統(tǒng)采用了圖像處理技術(shù)、語音識別技術(shù)、TIS技術(shù)、WEB2.0、WAP2.0技術(shù)以及On2VP6編碼技術(shù)實現(xiàn)了雙屏幕獨(dú)立顯示、雙觸摸屏、個性化的人機(jī)交互方式、手勢及語音命令識別、GPS汽車導(dǎo)航、衛(wèi)星地圖導(dǎo)航、動態(tài)路況及服務(wù)信息顯示、安全駕駛、基于動態(tài)視頻捕捉的汽車防盜、遠(yuǎn)程監(jiān)控、無線視頻點(diǎn)播、便捷的影音播放、網(wǎng)絡(luò)電臺、多人視頻會議、語音視頻白板聊天、語音視頻消息、網(wǎng)絡(luò)互動游戲、RSS信息中心、酒店加油站等服務(wù)場所查詢、短信息收藏管理等等功能，極大滿足了普通汽車用戶的增值享受需求，給出了富信息、多功能型車載系統(tǒng)的完整的解決方案，真正構(gòu)建了一個功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)的智能車載導(dǎo)航系統(tǒng)和富信息平臺?！?


1-2    一等獎(英特爾杯)

參賽題目：智能移動人臉辨識系統(tǒng) ─ 跟我走機(jī)器人

參賽學(xué)校：香港中文大學(xué)
指導(dǎo)教師：Cheung Lap Chi
參賽學(xué)生：Fu Kah Kuen、Cheung Kin Wang、Cheung Siu Ming

作品簡介：該作品以發(fā)展一個具有人臉辨識和運(yùn)動跟蹤功能的智能機(jī)器人為目標(biāo)。機(jī)器人的名稱為“跟我走機(jī)器人”。它能透過人臉辨識技術(shù)，判斷用戶身份。用戶確認(rèn)了身份后，便可透過操控接口下逹指令，命令機(jī)器人跟隨自己移動。該系統(tǒng)的開發(fā)建基于英特爾 XScale PXA270 微處理器、Linux操作系統(tǒng)和 QT/Embedded 圖形接口。我們在開發(fā)板上加入了一個額外的攝像鏡，配合彈性圖匹配算法 (EBGM) 提供人臉辨識功能。我們亦在開發(fā)板上實現(xiàn)了運(yùn)用塊匹配算法的運(yùn)動跟蹤功能，并將結(jié)果傳送到P87C552單片機(jī)，從而操控機(jī)器人的移動方式?！案易邫C(jī)器人”除了應(yīng)用于娛樂外，亦可勝任各種工業(yè)應(yīng)用?！?


1-3　一等獎

參賽題目：互動電子設(shè)計實驗平臺

參賽學(xué)校：北京理工大學(xué)
指導(dǎo)教師：杜娟
參賽學(xué)生：張偉達(dá)、高巍、胡楠賽

作品簡介：該文介紹了以PXA270平臺實現(xiàn)手持式互動電子實驗平臺的系統(tǒng)組成方案。系統(tǒng)根據(jù)電子類大學(xué)生實際教學(xué)需求，從教師課堂教學(xué)、學(xué)生自學(xué)、自主設(shè)計實驗、對實驗方案EDA仿真、動手實際操作到最終實驗報告的提交和知識的獲得，給出了“一站式”的解決方案。系統(tǒng)設(shè)計發(fā)揮了平臺的多媒體及網(wǎng)絡(luò)功能，在自制視頻電路和網(wǎng)絡(luò)模塊的配合下，向?qū)W生（PXA270）和教師（PC）提供了一套包涵文字、語音、視頻在內(nèi)的實時互動環(huán)境。硬件平臺以LIOD平臺與自制采集電路為基礎(chǔ)，自主開發(fā)BSP與相關(guān)驅(qū)動，實現(xiàn)了示波器、信號源、萬用表等常用電子儀器的功能。附加以EDA軟件仿真的網(wǎng)絡(luò)接口，使整套系統(tǒng)軟硬結(jié)合，既滿足當(dāng)前的教學(xué)和實驗需要，又為今后工科大學(xué)的遠(yuǎn)程教育提出了一種可能的方案。


1-4　一等獎

參賽題目：“多彩之家”——基于多媒體和彩信技術(shù)的家庭娛樂與監(jiān)控平臺

參賽學(xué)校：北京郵電大學(xué)
指導(dǎo)教師：李紹勝
參賽學(xué)生：許奧林、于寧、高宏

作品簡介：該作品以XscalePXA270為核心硬件平臺，以互聯(lián)網(wǎng)，無線局域網(wǎng)，GSM/GPRS為網(wǎng)絡(luò)支撐平臺，集彩信、短信，流媒體播放，視頻采集與監(jiān)控等技術(shù)和業(yè)務(wù)于一體。采用裁剪的Linux內(nèi)核和MiniGUI圖形環(huán)境，實現(xiàn)了以多媒體業(yè)務(wù)與彩信應(yīng)用為特色的具有無線遙控功能的家庭娛樂與監(jiān)控平臺。
作品在家庭娛樂方面具備基于以太網(wǎng)和WLAN的視頻點(diǎn)播，流媒體播放，網(wǎng)上沖浪等功能。通過對Mplayer的優(yōu)化，作品可以清晰流暢的播放多種格式的影音文件。用戶可使用我們開發(fā)的基于USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的無線遙控器控制所有功能。在家庭監(jiān)控方面實現(xiàn)了利用USB攝像頭進(jìn)行圖像采集，當(dāng)用戶通過手機(jī)短信發(fā)送查看要求后，系統(tǒng)通過彩信發(fā)送模塊自動將該圖像發(fā)送到用戶手機(jī)的功能。達(dá)到了外出用戶“發(fā)短信，收彩信”，隨時隨地監(jiān)控家庭狀況的目的。為配合流媒體節(jié)目的點(diǎn)播和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，我們搭建了視頻服務(wù)器。服務(wù)器可以播放存儲的節(jié)目，也可以傳送實時采集的視頻信息。
采用開源的Linux操作系統(tǒng)、MiniGUI圖形界面是該作品在軟件體系方面的一大特色，各軟件經(jīng)優(yōu)化和裁剪后性能都得到了最大的發(fā)揮；而將移動通信中的短信和彩信業(yè)務(wù)應(yīng)用在該平臺上是該作品的另一大功能特色。同時作品采用美觀易用的用戶操作界面，適合不同年齡層次的用戶，體現(xiàn)了以人為本的智能家居的設(shè)計理念。


1-5　一等獎
參賽題目：急救專家系統(tǒng)

參賽學(xué)校：北京郵電大學(xué)
指導(dǎo)教師：郭莉
參賽學(xué)生：孫天佳、王斌、高暉吉

作品簡介：在一個現(xiàn)代化的城市中，醫(yī)療救援系統(tǒng)是城市保障體系中的重要組成部分。現(xiàn)代急救工作必然要朝著現(xiàn)代化、智能化的方向發(fā)展。
急救專家系統(tǒng)是基于Intel Xscale平臺開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集與記錄、語音識別、人工智能、全球定位、移動通信、遠(yuǎn)程救助等功能于一體的嵌入式車載系統(tǒng)。系統(tǒng)通過車載醫(yī)療設(shè)備的輸出信號對病人的各項生理指標(biāo)進(jìn)行采集，自主根據(jù)專業(yè)醫(yī)學(xué)的判據(jù)和模糊匹配算法進(jìn)行分析，對病人所處的狀況做出判斷。系統(tǒng)借助復(fù)雜的專業(yè)知識與經(jīng)驗利用機(jī)器協(xié)助救護(hù)人員完成急救工作，由于人出現(xiàn)過失的可能。
急救專家系統(tǒng)除自身可以給出病情的判斷之外，還可以通過GPRS或備用載波無線電將病人的生理與圖像信號實時的發(fā)送目的地醫(yī)院。在醫(yī)院守候的富有經(jīng)驗的醫(yī)師則可以參考這信息，實現(xiàn)病情的遠(yuǎn)程同步關(guān)注。駐守于醫(yī)院的富有經(jīng)驗的醫(yī)師可以通過急救專家系統(tǒng)指導(dǎo)、監(jiān)督、糾正救護(hù)車上的救治工作。
急救專家系統(tǒng)的引入同時提供了對于急救過程的強(qiáng)制監(jiān)管。病人的生理信號會附以當(dāng)前的時間與當(dāng)前的全球定位信息記錄至本地存儲卡并發(fā)送到醫(yī)院與急救中心，加以圖像信息就完全保存了現(xiàn)場的情況。這無疑是對于醫(yī)療救護(hù)過程的一種強(qiáng)制監(jiān)控。


1-6　一等獎

參賽題目：基于GIS的綜合多業(yè)務(wù)嵌入式礦井安全監(jiān)測和應(yīng)急多媒體通信系統(tǒng)

參賽學(xué)校：河海大學(xué)
指導(dǎo)教師：張學(xué)武
參賽學(xué)生：韓俊、張家華、胡子江

作品簡介：該系統(tǒng)以礦井安全監(jiān)測為背景，運(yùn)用監(jiān)測、監(jiān)視等手段，旨在降低目前煤炭生產(chǎn)過程中塌方、瓦斯爆炸等事故對人身安全的威脅。設(shè)計了一套能夠全方位保障工作人員人身安全的礦井安全監(jiān)測及應(yīng)急響應(yīng)多媒體通信系統(tǒng)。
設(shè)計中，充分挖掘了GENE-8310嵌入式工業(yè)主板的資源，通過擴(kuò)展硬件、軟件開發(fā)，設(shè)計了一款礦井安全監(jiān)測終端。該終端集成了GIS技術(shù)、音視頻編解碼技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、射頻識別技術(shù)、COM組建技術(shù)、GSM通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體通信等技術(shù)。按照TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層自定義協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻、音頻三類數(shù)據(jù)有機(jī)融合，三大業(yè)務(wù)IP化傳輸。
礦井安全監(jiān)測終端通過井下工業(yè)以太網(wǎng)接入，實現(xiàn)各終端之間互聯(lián)互通，并與地面監(jiān)控中心互聯(lián)互通，具有PEER-TO-PEER的多媒體信息共享和IP化傳輸功能。各監(jiān)測終端實時監(jiān)測煤礦井下所屬區(qū)域的瓦斯?jié)舛?、礦井巷道頂板的位移量等威脅人身安全關(guān)鍵參數(shù)，利用GIS技術(shù)直觀顯示現(xiàn)場各傳感器位置分布及實時數(shù)據(jù)。當(dāng)環(huán)境參數(shù)超限時，能夠迅速完成禁區(qū)布防、全網(wǎng)語音廣播告警、短消息告警，全網(wǎng)險情預(yù)警，并對井下工作人員利用RFID和GIS技術(shù)實現(xiàn)定位和跟蹤，并利用視頻通信、IP可視語音廣播通信和GSM語音通信，使應(yīng)急調(diào)度及時、準(zhǔn)確、快速響應(yīng)，達(dá)到全方位、多渠道保障人員安全的目的。


1-7　一等獎

參賽題目：汽車安全駕駛輔助系統(tǒng)

參賽學(xué)校：華中科技大學(xué)
指導(dǎo)教師：尹任
參賽學(xué)生：柳江、張奎、聶巍

作品簡介：作品以圖像處理、模式識別、閉環(huán)控制等先進(jìn)理論為研究基礎(chǔ)，成功地將無線通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)融入到嵌入式系統(tǒng)之中，是一種高智能化、高集成度的新一代汽車安全輔助系統(tǒng)。
作品由安全駕駛保障、緊急事件處理兩大系統(tǒng)構(gòu)建而成，具有駕駛員疲勞駕駛監(jiān)測控制、車禍?zhǔn)鹿示o急處理、自動求救、導(dǎo)航、軟件防盜等諸多功能，以保障安全為目標(biāo)，采用以防為主，防治結(jié)合的方法，在行車的安全、事故發(fā)生后人員緊急救助、防盜等方面提出了有效的解決方案。
系統(tǒng)采用人臉跟蹤、眼部識別、灰度判定、自學(xué)習(xí)等方法對駕駛員進(jìn)行疲勞檢測并進(jìn)行提醒；運(yùn)用氣體傳感器及閉環(huán)控制保障車內(nèi)環(huán)境；使用加速度傳感器和單片機(jī)電路及時保障車禍發(fā)生時人員的安全；設(shè)計自動應(yīng)對機(jī)制結(jié)合GPS、GSM模塊提供自動求救和防盜功能，并配備電子地圖為車輛進(jìn)行導(dǎo)航。
作品在設(shè)計中考慮了誘發(fā)事故的多方面因素，從整體上把握了安全性。經(jīng)模擬測試表明，能有效地增強(qiáng)汽車的安全性能，對駕駛員的生命財產(chǎn)安全提供優(yōu)良的保障，具有廣闊的應(yīng)用前景。
作品具有實時性好、適應(yīng)能力強(qiáng)、智能程度高等優(yōu)點(diǎn)，且各部分均采用模塊化設(shè)計，方便移植與擴(kuò)充，不僅適用于汽車，還可應(yīng)用于銀行、機(jī)場等眾多安全部門。


1-8　一等獎

參賽題目：多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀

參賽學(xué)校：北京大學(xué)
指導(dǎo)教師：劉志敏
參賽學(xué)生：劉運(yùn)、崔巍、朱玄

作品簡介：作品以遠(yuǎn)程醫(yī)療為背景，綜合考慮多種醫(yī)療服務(wù)需求，開發(fā)了一臺多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀，作為遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的終端設(shè)備。該作品以Liod板為開發(fā)平臺，實現(xiàn)了心電信號采集、實時顯示、網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、視頻傳輸、心電分析及報警等多項功能。我們自主設(shè)計了心電采集卡電路板，開發(fā)了用戶界面、心電數(shù)據(jù)記錄、分析、存儲及檢索程序，移植了基于H.261的視頻編解碼程序。其中，心電采集卡作為外擴(kuò)的硬件配件，實現(xiàn)了心電生理信號的實時采集，達(dá)到了較高的技術(shù)指標(biāo)；基于QT用戶界面簡潔大方，易于操作，功能齊全，極大的方便了醫(yī)生和護(hù)士的使用；基于ohphoned的視頻模塊圖像穩(wěn)定，聲音清晰，實現(xiàn)了醫(yī)生與病人的遠(yuǎn)程交互；基于差分閾值算法的心電分析模塊，經(jīng)過MIT-BIH心電失常數(shù)據(jù)庫的測試，具有較高的R波識別率，給醫(yī)生的診斷和終端的報警提供可靠的依據(jù)。


1-9　一等獎

參賽題目：智能辦公助手

參賽學(xué)校：香港中文大學(xué)
指導(dǎo)教師：Tang Xinmin
參賽學(xué)生：Wong Ming Fai、Yu Tsz Ho、Ko Hoi Fung

作品簡介：該系統(tǒng)的目的是幫助企業(yè)經(jīng)理人在工作中提高信息采集和管理的效率。企業(yè)經(jīng)理人通常要處理大量的信息，包括閱讀商業(yè)文檔、參加會議、撰寫商務(wù)電郵等。該系統(tǒng)設(shè)計了四項主要功能幫助他們組織和管理信息:
1)會議記錄功能,該系統(tǒng)能夠只用一臺照相機(jī)就全程跟蹤會議發(fā)言者；
2)文檔捕捉功能，該系統(tǒng)能夠?qū)⒓堎|(zhì)文檔轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖像，并用OCR技術(shù)在其中提取出關(guān)鍵詞以用于檢索；
3)筆記功能，該系統(tǒng)提供了一個專門的寫字板，用戶能借此很方便地在一個數(shù)據(jù)文檔上做筆記；
4)電子郵件收發(fā)中心。
為了提交檢索和獲取信息的效率，該系統(tǒng)能夠自動地因時間、內(nèi)容和其它參數(shù)的變化隨時自動標(biāo)記索引記號，不僅如此，所有的索引信息都將存于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中。
該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程存取功能,使用戶能夠通過互聯(lián)網(wǎng)便捷地搜索和下載。
智能辦公助手是專為提供一個干凈、友好的用戶界面而設(shè)計的。寫字板是其中供人使用的界面裝置，其它的優(yōu)越性還表面在它的滑動窗口、虛擬鍵盤和多文檔界面(MDI)等等。
該系統(tǒng)的主板使用基于Intel Celeron M 處理器的GENE-8310低壓縮板上，這使得它具有體積下、運(yùn)算能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。GENE-8310強(qiáng)大的運(yùn)算能力及豐富的配套設(shè)施在該系統(tǒng)中得到了充分的應(yīng)用。


1-10　一等獎

參賽題目：視覺游戲平臺

參賽學(xué)校：香港科技大學(xué)
指導(dǎo)教師：Lau Wai Keung
參賽學(xué)生：Lam Man Wa、Chan Hong Ching、Yeung Chi Ho

作品簡介：遙控器、鼠標(biāo)、鍵盤等束縛身體活動范圍的道具在未來將會被慢慢淘汰，取而代之，將會是肢體的各種動作。如索尼PS2的EyeToy,以及快將推出的任天堂Wii等以肢體語言來玩的游戲平臺對游戲界的沖擊，足以證明以肢體語言來玩游戲?qū)俏磥戆l(fā)展的趨勢。而在游戲工業(yè)中，這亦存在著巨大的潛力。
發(fā)展這系統(tǒng)的其中一個方法，就是以視像鏡頭來擷取玩家的動作?？墒怯捎诋?dāng)中識別手部集團(tuán)的計算機(jī)視覺技術(shù)還未成熟，以致不少游戲開發(fā)者為之卻步。
此游戲平臺的目的，就是提供一個易于使用、而又能識別不同手勢及動作的界面供游戲開發(fā)者使用。在AAEON　GENE－830上，平臺使用了高效率的演算法和各種計算機(jī)視覺技術(shù)，制成了一個視像輸入引擎，開發(fā)者可以以平臺提花的編程界面，方便及彈性地研發(fā)出不同類型的游戲。在兩者的協(xié)助下，玩家便能以肢體動作去進(jìn)行游戲。
在這項目中，亦包含了一個以此平臺開發(fā)的游戲――氣勢球，用作展示平臺的威力。
事實上，此技術(shù)不單能用游戲方面，更適用于各種控制器上，例如計算機(jī)上的鼠標(biāo)、鍵盤按鈕、甚至家居電子產(chǎn)品的控制器等。而該平臺，選擇在廣闊的游戲發(fā)展空間上，一方面為游戲編程者提供一個方便易用的編程界面，同時亦展示出視覺技術(shù)的驚人威力。


1-11　一等獎

參賽題目：遠(yuǎn)程天文臺

參賽學(xué)校：西安電子科技大學(xué)
指導(dǎo)教師：付少鋒
參賽學(xué)生：劉錦輝、宋琳琳、許達(dá)文

作品簡介：針對傳統(tǒng)天文觀測中受地域限制、資源獨(dú)占、觀測專業(yè)性過強(qiáng)等諸多問題，該作品在嵌入式平臺上設(shè)計并實現(xiàn)了遠(yuǎn)程天文臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高精度天文計算、微分對焦、區(qū)域匹配跟蹤、JEPG 壓縮、多進(jìn)程處理等多項技術(shù)，實現(xiàn)了自動尋星、自動對焦、自動跟蹤、多路圖像并發(fā)采集、圖像處理、觀測預(yù)約、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。該系統(tǒng)改變了現(xiàn)有的天文觀測方式，實現(xiàn)了對天文臺的遠(yuǎn)程控制、資源共享和智能化人性化觀測，具有較好的可擴(kuò)展性。該系統(tǒng)還可用于城市觀光、氣象監(jiān)測、航拍控制等領(lǐng)域。


1-12　一等獎

參賽題目：P2P流媒體直播服務(wù)器

參賽學(xué)校：浙江大學(xué)
指導(dǎo)教師：王勇
參賽學(xué)生：姚懿鵬、劉瀚宇、姜哲圣

作品簡介：作品實現(xiàn)了一個P2P流媒體直播服務(wù)器，它基于Celeron-M處理器的英特爾嵌入式ECX平臺，以P2P方式提供流媒體服務(wù)，支持海量用戶訪問，服務(wù)器的服務(wù)質(zhì)量不僅不會隨著用戶數(shù)量的增加而有所下降，而且具有訪問用戶量越多，服務(wù)質(zhì)量越高的特點(diǎn)。
作品綜合運(yùn)用了多媒體視頻編解碼、多媒體P2P傳輸、無線通信、嵌入式Linux操作系統(tǒng)等多種先進(jìn)技術(shù)，加上IPP庫對視頻流的軟編碼支持以及外置電視信號硬編碼設(shè)備的支持，成功地實現(xiàn)了對電視節(jié)目、數(shù)字視頻源、模擬視頻源的實時發(fā)布。
作品以信息家電的理念設(shè)計了人性化的交互界面，無論在硬件還是在軟件方面都體現(xiàn)了服務(wù)器的節(jié)能便攜以及低配置高性能的特點(diǎn)。
作品可以廣泛應(yīng)用在安全監(jiān)控、活動直播、網(wǎng)絡(luò)電視等領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。作品按照設(shè)計計劃如期完成，現(xiàn)場運(yùn)行測試表明，作品在穩(wěn)定性、服務(wù)質(zhì)量等方面都達(dá)到了預(yù)期的要求。

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