06年英特爾杯大學生電子設計競賽嵌入式系統(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的智能車載導航系統(tǒng)和富信息交互平臺

參賽學校：西南交通大學
指導教師：楊斌
參賽學生：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等網絡應用服務技術，XML等語言的迅猛發(fā)展和強大技術支持，消費類電子產品發(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)據服務、通信服務、強大的娛樂支持和高保障的安全防盜系統(tǒng)。該設計充分利用了Intel Gene8310板的硬件資源，擴展了諸如USB-CDMA模塊、USB-WiFi無線網卡、USB-Camera、藍牙GPS模塊、藍牙數(shù)據收發(fā)模塊、IR數(shù)據收發(fā)模塊、miniPCI視頻采集卡、信息瀏覽滾輪模塊、以及基于高速MCU:C8051F040、C8051F300擴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、語音識別技術、TIS技術、WEB2.0、WAP2.0技術以及On2VP6編碼技術實現(xiàn)了雙屏幕獨立顯示、雙觸摸屏、個性化的人機交互方式、手勢及語音命令識別、GPS汽車導航、衛(wèi)星地圖導航、動態(tài)路況及服務信息顯示、安全駕駛、基于動態(tài)視頻捕捉的汽車防盜、遠程監(jiān)控、無線視頻點播、便捷的影音播放、網絡電臺、多人視頻會議、語音視頻白板聊天、語音視頻消息、網絡互動游戲、RSS信息中心、酒店加油站等服務場所查詢、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，真正構建了一個功能強大、可擴展性強的智能車載導航系統(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) ─ 跟我走機器人

參賽學校：香港中文大學
指導教師：Cheung Lap Chi
參賽學生：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動跟蹤功能的智能機器人為目標。機器人的名稱為“跟我走機器人”。它能透過人臉辨識技術，判斷用戶身份。用戶確認了身份后，便可透過操控接口下逹指令，命令機器人跟隨自己移動。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)了運用塊匹配算法的運動跟蹤功能，并將結果傳送到P87C552單片機，從而操控機器人的移動方式?！案易邫C器人”除了應用于娛樂外，亦可勝任各種工業(yè)應用?！?


1-3　一等獎

參賽題目：互動電子設計實驗平臺

參賽學校：北京理工大學
指導教師：杜娟
參賽學生：張偉達、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)根據電子類大學生實際教學需求，從教師課堂教學、學生自學、自主設計實驗、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)設計發(fā)揮了平臺的多媒體及網絡功能，在自制視頻電路和網絡模塊的配合下，向學生（PXA270）和教師（PC）提供了一套包涵文字、語音、視頻在內的實時互動環(huán)境。硬件平臺以LIOD平臺與自制采集電路為基礎，自主開發(fā)BSP與相關驅動，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軟件仿真的網絡接口，使整套系統(tǒng)軟硬結合，既滿足當前的教學和實驗需要，又為今后工科大學的遠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的家庭娛樂與監(jiān)控平臺

參賽學校：北京郵電大學
指導教師：李紹勝
參賽學生：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，無線局域網，GSM/GPRS為網絡支撐平臺，集彩信、短信，流媒體播放，視頻采集與監(jiān)控等技術和業(yè)務于一體。采用裁剪的Linux內核和MiniGUI圖形環(huán)境，實現(xiàn)了以多媒體業(yè)務與彩信應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和WLAN的視頻點播，流媒體播放，網上沖浪等功能。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標準設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攝像頭進行圖像采集，當用戶通過手機短信發(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)送到用戶手機的功能。達到了外出用戶“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)目的點播和遠程視頻監(jiān)控，我們搭建了視頻服務器。服務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)務應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計理念。


1-5　一等獎
參賽題目：急救專家系統(tǒng)

參賽學校：北京郵電大學
指導教師：郭莉
參賽學生：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?，F(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)據采集與記錄、語音識別、人工智能、全球定位、移動通信、遠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)療設備的輸出信號對病人的各項生理指標進行采集，自主根據專業(yè)醫(yī)學的判據和模糊匹配算法進行分析，對病人所處的狀況做出判斷。系統(tǒng)借助復雜的專業(yè)知識與經驗利用機器協(xié)助救護人員完成急救工作，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)院守候的富有經驗的醫(yī)師則可以參考這信息，實現(xiàn)病情的遠程同步關注。駐守于醫(yī)院的富有經驗的醫(yī)師可以通過急救專家系統(tǒng)指導、監(jiān)督、糾正救護車上的救治工作。
急救專家系統(tǒng)的引入同時提供了對于急救過程的強制監(jiān)管。病人的生理信號會附以當前的時間與當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)療救護過程的一種強制監(jiān)控。


1-6　一等獎

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

參賽學校：河海大學
指導教師：張學武
參賽學生：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，運用監(jiān)測、監(jiān)視等手段，旨在降低目前煤炭生產過程中塌方、瓦斯爆炸等事故對人身安全的威脅。設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)測及應急響應多媒體通信系統(tǒng)。
設計中，充分挖掘了GENE-8310嵌入式工業(yè)主板的資源，通過擴展硬件、軟件開發(fā)，設計了一款礦井安全監(jiān)測終端。該終端集成了GIS技術、音視頻編解碼技術、數(shù)據庫技術、射頻識別技術、COM組建技術、GSM通信技術、網絡技術和多媒體通信等技術。按照TCP/IP協(xié)議標準，應用層自定義協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據、視頻、音頻三類數(shù)據有機融合，三大業(yè)務IP化傳輸。
礦井安全監(jiān)測終端通過井下工業(yè)以太網接入，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鍵參數(shù)，利用GIS技術直觀顯示現(xiàn)場各傳感器位置分布及實時數(shù)據。當環(huán)境參數(shù)超限時，能夠迅速完成禁區(qū)布防、全網語音廣播告警、短消息告警，全網險情預警，并對井下工作人員利用RFID和GIS技術實現(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，使應急調度及時、準確、快速響應，達到全方位、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)

參賽學校：華中科技大學
指導教師：尹任
參賽學生：柳江、張奎、聶巍

作品簡介：作品以圖像處理、模式識別、閉環(huán)控制等先進理論為研究基礎，成功地將無線通訊技術、傳感器技術融入到嵌入式系統(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)構建而成，具有駕駛員疲勞駕駛監(jiān)測控制、車禍事故緊急處理、自動求救、導航、軟件防盜等諸多功能，以保障安全為目標，采用以防為主，防治結合的方法，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、自學習等方法對駕駛員進行疲勞檢測并進行提醒；運用氣體傳感器及閉環(huán)控制保障車內環(huán)境；使用加速度傳感器和單片機電路及時保障車禍發(fā)生時人員的安全；設計自動應對機制結合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行導航。
作品在設計中考慮了誘發(fā)事故的多方面因素，從整體上把握了安全性。經模擬測試表明，能有效地增強汽車的安全性能，對駕駛員的生命財產安全提供優(yōu)良的保障，具有廣闊的應用前景。
作品具有實時性好、適應能力強、智能程度高等優(yōu)點，且各部分均采用模塊化設計，方便移植與擴充，不僅適用于汽車，還可應用于銀行、機場等眾多安全部門。


1-8　一等獎

參賽題目：多功能便攜式心電監(jiān)護儀

參賽學校：北京大學
指導教師：劉志敏
參賽學生：劉運、崔巍、朱玄

作品簡介：作品以遠程醫(yī)療為背景，綜合考慮多種醫(yī)療服務需求，開發(fā)了一臺多功能便攜式心電監(jiān)護儀，作為遠程醫(yī)療系統(tǒng)的終端設備。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、網絡發(fā)送、視頻傳輸、心電分析及報警等多項功能。我們自主設計了心電采集卡電路板，開發(fā)了用戶界面、心電數(shù)據記錄、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的硬件配件，實現(xiàn)了心電生理信號的實時采集，達到了較高的技術指標；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)生與病人的遠程交互；基于差分閾值算法的心電分析模塊，經過MIT-BIH心電失常數(shù)據庫的測試，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。


1-9　一等獎

參賽題目：智能辦公助手

參賽學校：香港中文大學
指導教師：Tang Xinmin
參賽學生：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)經理人在工作中提高信息采集和管理的效率。企業(yè)經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、撰寫商務電郵等。該系統(tǒng)設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就全程跟蹤會議發(fā)言者；
2)文檔捕捉功能，該系統(tǒng)能夠將紙質文檔轉化為數(shù)字化圖像，并用OCR技術在其中提取出關鍵詞以用于檢索；
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、內容和其它參數(shù)的變化隨時自動標記索引記號，不僅如此，所有的索引信息都將存于統(tǒng)一的數(shù)據庫中。
該系統(tǒng)具有遠程存取功能,使用戶能夠通過互聯(lián)網便捷地搜索和下載。
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、運算能力強的優(yōu)點。GENE-8310強大的運算能力及豐富的配套設施在該系統(tǒng)中得到了充分的應用。


1-10　一等獎

參賽題目：視覺游戲平臺

參賽學校：香港科技大學
指導教師：Lau Wai Keung
參賽學生：Lam Man Wa、Chan Hong Ching、Yeung Chi Ho

作品簡介：遙控器、鼠標、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將會是未來發(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?？墒怯捎诋斨凶R別手部集團的計算機視覺技術還未成熟，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視覺技術，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，此技術不單能用游戲方面，更適用于各種控制器上，例如計算機上的鼠標、鍵盤按鈕、甚至家居電子產品的控制器等。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的驚人威力。


1-11　一等獎

參賽題目：遠程天文臺

參賽學校：西安電子科技大學
指導教師：付少鋒
參賽學生：劉錦輝、宋琳琳、許達文

作品簡介：針對傳統(tǒng)天文觀測中受地域限制、資源獨占、觀測專業(yè)性過強等諸多問題，該作品在嵌入式平臺上設計并實現(xiàn)了遠程天文臺系統(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、多進程處理等多項技術，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、觀測預約、遠程維護等功能。該系統(tǒng)改變了現(xiàn)有的天文觀測方式，實現(xiàn)了對天文臺的遠程控制、資源共享和智能化人性化觀測，具有較好的可擴展性。該系統(tǒng)還可用于城市觀光、氣象監(jiān)測、航拍控制等領域。


1-12　一等獎

參賽題目：P2P流媒體直播服務器

參賽學校：浙江大學
指導教師：王勇
參賽學生：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，支持海量用戶訪問，服務器的服務質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，服務質量越高的特點。
作品綜合運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)等多種先進技術，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)了服務器的節(jié)能便攜以及低配置高性能的特點。
作品可以廣泛應用在安全監(jiān)控、活動直播、網絡電視等領域，具有廣闊的市場前景。作品按照設計計劃如期完成，現(xiàn)場運行測試表明，作品在穩(wěn)定性、服務質量等方面都達到了預期的要求。

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