2017年全國大學生電子設計競賽試題 可見光室內定位裝置(I 題) 【本科組】 一、任務
設計并制作可見光室內定位裝置,其構成示意圖如圖 1 所示。參賽者自 行搭建不小于 80cm×80cm×80cm 的立方空間(包含頂部、底部和 3 個側面)。
頂部平面放置 3 個白光 LED,其位置和角度自行設置,由 LED 控制電路進 行控制和驅動;底部平面繪制縱橫坐標線(間隔 5cm),并分為 A、B、C、
D、E 五個區域,如圖 2 所示。要求在 3 個 LED 正常照明(無明顯閃爍)的 情況下,測量電路根據傳感器檢測的信號判定傳感器的位置。
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2017-8-10 01:53 上傳
圖 1 可見光室內定位裝置示意圖 圖 2 底部平面坐標區域圖
1.基本要求
(1)傳感器位于 B、D 區域,測量電路能正確區分其位于橫坐標軸的上、 下區域。
(2)傳感器位于 C、E 區域,測量電路能正確區分其位于縱坐標軸的左、 右區域。
(3)傳感器位于 A 區域,測量顯示其位置坐標值,絕對誤差不大于 10cm。
(4)傳感器位于 B、C、D、E 區域,測量顯示其位置坐標值,絕對誤差不 大于 10cm。
(5)測量電路 LCD 顯示坐標值,顯示分辨率為 0.1cm。
2.發揮部分
(1)傳感器位于底部平面任意區域,測量顯示其位置坐標值,絕對誤差不 大于 3cm。
(2)LED 控制電路可由鍵盤輸入阿拉伯數字,在正常照明和定位(誤差滿 足基本要求(3)或(4))的情況下,測量電路能接收并顯示 3 個 LED 發 送的數字信息。
(3)LED 控制電路外接 3 路音頻信號源,在正常照明和定位的情況下,測 量電路能從 3 個 LED 發送的語音信號中,選擇任意一路進行播放,且 接收的語音信號均無明顯失真。
(4)LED 控制電路采用+12V 單電源供電,供電功率不大于 5W。
(5)其他。
三、說明
1.LED 控制電路和測量電路相互獨立。
2.頂部平面不可放置攝像頭等傳感器件。
3. 傳感器部件體積不大于 5cm×5cm×3cm,用“┼”表示檢測中心位置。
4. 信號發生器或 MP3 的信號可作為音頻信號源。
5. 在 LED 控制電路的 3 個音頻輸入端、測量電路的揚聲器輸入端和供電電 路端預留測試端口。
6. 位置絕對誤差:
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式中 x 、 y 為測得坐標值,x0、y0 為實際坐標值。
7. 每次位置測量開始后,要求 5s 內將測得的坐標值鎖定顯示。
8. 測試環境:關閉照明燈,打開窗簾,自然采光,避免陽光直射。
四:評分標準
| 項目 | 主要內容 | 滿分
|
設計報告
| 系統方案
| 比較與選擇方案描述
| 4 | 理論分析與計算
| 定位方法 信息發送接收方法 抗干擾方法 誤差分析
| 6 | 電路與程序設計
| 電路設計 程序設計
| 4 | 測試方案與測試結果
| 測試方案
測試結果完整性 測試結果分析
| 4 | 設計報告結構及規范 性
| 摘要 正文結構 圖表規范性
| 2 | 合計
| 20 |
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