電子競(jìng)賽試題-itat教育網(wǎng)

1、,, “RIGOL杯”電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽競(jìng)賽選題,,,目 錄,分布式溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)手機(jī)電池容量檢測(cè)儀晶體管特性圖示儀高清數(shù)字電視測(cè)試信號(hào)發(fā)生器室內(nèi)路徑記錄儀幅頻響應(yīng)測(cè)試儀,1. 分布式溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)一套包括至少4個(gè)（并具有可擴(kuò)展采樣點(diǎn)數(shù)量的能力）位于溫室當(dāng)中不同位置的采樣點(diǎn)，和一個(gè)中央控制顯示單元的分布式溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫室當(dāng)中空氣和土壤的溫濕度進(jìn)行監(jiān)控和記錄，并根據(jù)用戶(hù)所設(shè)置的環(huán)境條

2、件要求進(jìn)行相應(yīng)溫室內(nèi)相關(guān)區(qū)域的溫濕度調(diào)節(jié)采樣點(diǎn)需要采樣的環(huán)境變量至少包括：土壤的溫度、土壤的濕度、空氣溫度、空氣濕度采樣點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與中央控制顯示單元進(jìn)行通訊，采用可再生能源進(jìn)行系統(tǒng)供電，并能24小時(shí)連續(xù)工作中央控制顯示單元能夠連續(xù)記錄至少1,000,000個(gè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)認(rèn)為是一個(gè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)，數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)之間的最快采樣間隔不得低于500ms，最慢采樣間隔大于10分鐘，并在意外掉電24小時(shí)之內(nèi)能夠保持這些數(shù)據(jù)，所采樣的數(shù)

3、據(jù)可以通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)的方式下載到計(jì)算機(jī)當(dāng)中進(jìn)行顯示和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)能夠通過(guò)分辨率不小于VGA的LCD進(jìn)行顯示中央控制顯示單元能夠控制不少于16臺(tái)風(fēng)扇，16個(gè)噴淋灌溉閥門(mén)和16個(gè)電動(dòng)控制電動(dòng)卷簾機(jī)構(gòu)，以220V燈泡代表相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)擴(kuò)展要求中央控制顯示單元所采集的數(shù)據(jù)，能夠以某種方式上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（例如APRS-IS）上，供用戶(hù)遠(yuǎn)程進(jìn)行查看中央控制顯示單元能夠接收手機(jī)短信方式對(duì)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改，或者直接控制對(duì)應(yīng)的執(zhí)行

4、機(jī)構(gòu)，并通過(guò)短信反饋修改或執(zhí)行的結(jié)果,1. 知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析,無(wú)線(xiàn)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和管理系統(tǒng)傳感器應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換單片機(jī)系統(tǒng)電源管理復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理電路端口擴(kuò)展方案強(qiáng)弱電界面與擴(kuò)展英特網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)源資源的應(yīng)用GSM模塊的短信應(yīng)用,2. 手機(jī)電池容量檢測(cè)儀,設(shè)計(jì)一套手機(jī)電池容量檢測(cè)儀，能夠?qū)χ辽僖粋€(gè)手機(jī)電池進(jìn)行自動(dòng)充放電控制，并通過(guò)若干個(gè)充放電周期測(cè)量其實(shí)際容量。能夠?qū)?biāo)稱(chēng)電

5、壓3.7V，容量不小于4200mAh的鋰離子電池或電池組進(jìn)行充放電，充放電能力不小于0.3C考慮鋰電池對(duì)于充放電截止電壓的敏感性，測(cè)量和控制過(guò)程當(dāng)中，電壓精度要求達(dá)到1mV，電流精度要求達(dá)到1mA充放電切換開(kāi)關(guān)不能使用機(jī)械開(kāi)關(guān)，包括繼電器等機(jī)械切換類(lèi)開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)分辨率不小于VGA的LCD顯示屏顯示當(dāng)前的充放電實(shí)時(shí)狀態(tài)，以及歷史充放電記錄曲線(xiàn)，計(jì)算并顯示測(cè)量完成后的手機(jī)電池容量，能夠用計(jì)算機(jī)下載并顯示被測(cè)手機(jī)電池的充放電特性曲線(xiàn)數(shù)據(jù)

6、?？紤]充放電時(shí)間要求，驗(yàn)證充放電過(guò)程的時(shí)候，可以采用經(jīng)過(guò)時(shí)間剪輯的視頻方式展現(xiàn)各個(gè)單元的工作狀態(tài)，采用數(shù)采系統(tǒng)或帶數(shù)采功能的高精度數(shù)字萬(wàn)用表獲得的性能測(cè)試結(jié)果曲線(xiàn)驗(yàn)證實(shí)際性能與過(guò)程能夠選擇預(yù)先設(shè)置的電池類(lèi)型，或者進(jìn)行手動(dòng)數(shù)值設(shè)置，確定充電以及放電截止電壓選擇點(diǎn)擴(kuò)展要求能夠?qū)﹁F鋰電池組等其他類(lèi)型的新型電池組進(jìn)行充放電以及容量測(cè)試，電池組容量不小于4200mAh能夠?qū)崿F(xiàn)1C及以上的快速充放電能力通過(guò)軟件能夠設(shè)置并精確控制充放電電流

7、的能力根據(jù)電池容量和電池最佳充放電曲線(xiàn)自動(dòng)選擇并控制充放電電流的大小,2.知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析,高精度四象限電源電路設(shè)計(jì)高精度電壓電流的測(cè)量復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)文檔結(jié)果呈現(xiàn)大電流/大功率電源電路設(shè)計(jì)電壓/電流輸出與比較均可調(diào)的高精度電源電路智能系統(tǒng)設(shè)計(jì),3. 晶體管特性圖示儀,設(shè)計(jì)一個(gè)晶體管特性圖示儀，能夠?qū)ipolar型的晶體三極管進(jìn)行I-V特性曲線(xiàn)測(cè)試所測(cè)的的晶體管特性曲線(xiàn)能夠通過(guò)一個(gè)分辨率不小于VGA的LCD進(jìn)行

8、顯示，并且對(duì)應(yīng)的特性曲線(xiàn)能夠通過(guò)可調(diào)整的自動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行讀數(shù)被測(cè)晶體管類(lèi)型包括NPN型和PNP型，基極階梯電流范圍從100uA到10mA分檔自動(dòng)可調(diào)，集電極電壓從2V到20V分檔自動(dòng)可調(diào)，當(dāng)前測(cè)試設(shè)置參數(shù)能夠在LCD屏幕上顯示出來(lái)在某一特定測(cè)量設(shè)置條件下，晶體管特性曲線(xiàn)的掃描階梯不小于10個(gè)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后，各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的電壓和電流測(cè)試準(zhǔn)確度不劣于當(dāng)前測(cè)量檔位滿(mǎn)量程的2%能夠在U盤(pán)上存儲(chǔ)當(dāng)前測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)或圖片擴(kuò)展要求能夠計(jì)算并顯示當(dāng)前

9、被測(cè)晶體三極管的β利用簡(jiǎn)化晶體管電路應(yīng)用模型，根據(jù)輸入的相關(guān)應(yīng)用條件，能夠自動(dòng)求得并顯示被測(cè)晶體管的最佳靜態(tài)工作點(diǎn)的位置能夠進(jìn)行MOSFET的特性曲線(xiàn)測(cè)試和讀數(shù)，并計(jì)算顯示其Gm階梯電流范圍擴(kuò)展到10uA到100mA，集電極電壓擴(kuò)展到2V到200V,3.知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析,I-V晶體管特性曲線(xiàn)測(cè)試儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)精密電壓/電流的控制與測(cè)量可編程恒壓/恒流源小電流或大電壓的精密電路設(shè)計(jì)V-V晶體管特性曲線(xiàn)測(cè)

10、試智能系統(tǒng)設(shè)計(jì),4. 高清數(shù)字電視測(cè)試信號(hào)發(fā)生器,設(shè)計(jì)一個(gè)高清數(shù)字電視測(cè)試信號(hào)發(fā)生器，能夠產(chǎn)生測(cè)試高清數(shù)字電視所需要的標(biāo)準(zhǔn)分量信號(hào)，輸入到被測(cè)電視當(dāng)中能夠進(jìn)行正確的顯示。該信號(hào)發(fā)生器能夠發(fā)生YPrPb標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視分量信號(hào)，覆蓋480p，576p，720p，1080i和1080p的各個(gè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)生的數(shù)字電視信號(hào)符合各個(gè)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)電平要求，信號(hào)分辨力不小于10bit能夠通過(guò)一個(gè)不小于VGA分辨率的LCD屏幕顯示當(dāng)前測(cè)試參數(shù)設(shè)置，

11、并預(yù)覽所產(chǎn)生的信號(hào)圖形，例如彩條、棋盤(pán)、標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)測(cè)試圖形等能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)下載一個(gè)新的TIFF格式的測(cè)試信號(hào)圖形，并通過(guò)高清數(shù)字電視測(cè)試信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，在LCD屏幕上能夠預(yù)覽新下載的測(cè)試信號(hào)圖形，計(jì)算機(jī)的文件下載速度不得低于1Mbps擴(kuò)展要求：能夠產(chǎn)生PAL、NTSC、SECAM格式的標(biāo)清電視復(fù)合信號(hào)，通過(guò)CVBS端子或者S端子輸出能夠產(chǎn)生符合VESA標(biāo)準(zhǔn)的VGA信號(hào)，具備多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模式，最高輸出信號(hào)分辨率不低于1920x108

12、0@50Hz，并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示器顯示出來(lái)所產(chǎn)生的電視信號(hào)幅度，其信號(hào)幅度+/-50%可調(diào)，步進(jìn)不大于5%,4.知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析,高清數(shù)字電視信號(hào)的產(chǎn)生（Video Encoder）高速可編程邏輯器件的應(yīng)用高速存儲(chǔ)芯片的應(yīng)用復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的應(yīng)用開(kāi)發(fā)復(fù)合視頻信號(hào)的產(chǎn)生VGA信號(hào)的產(chǎn)生可變?cè)鲆娣糯笃鲬?yīng)用,5.室內(nèi)路徑記錄儀,設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)路徑記錄儀，不依賴(lài)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以一個(gè)初始點(diǎn)為原點(diǎn)，實(shí)時(shí)記錄和顯

13、示在室內(nèi)行動(dòng)的軌跡。在原點(diǎn)為坐標(biāo)參照，每隔≤0.2s以(X,Y,Z)格式記錄一個(gè)當(dāng)前所處坐標(biāo)位置。同時(shí)記錄采樣數(shù)據(jù)的日期和時(shí)間。能夠記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)不小于1000點(diǎn)。測(cè)量并記錄溫度，溫度測(cè)量范圍>200 ℃。通過(guò)不小于VGA分辨率的LCD顯示所經(jīng)過(guò)的三維軌跡。在同一個(gè)LCD上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的日期、時(shí)間、坐標(biāo)，速度，溫度，所經(jīng)過(guò)路徑的長(zhǎng)度，以及從出發(fā)開(kāi)始所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。監(jiān)控當(dāng)前的速度，當(dāng)線(xiàn)速度超過(guò)2m/s時(shí)通過(guò)聲音告警。能夠做到

14、顯示的軌跡和實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡形狀基本一致。系統(tǒng)僅以電池供電。擴(kuò)展要求：以一節(jié)5號(hào)電池供電。LCD顯示的軌跡更新間隔時(shí)間短于1秒。通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信，將采集到的信息實(shí)時(shí)上傳到PC。顯示和記錄姿態(tài)角，氣壓信息。溫度測(cè)量10%誤差響應(yīng)時(shí)間小于5s。數(shù)據(jù)能夠直接寫(xiě)入SD卡，并能夠從PC直接讀取。能夠在不超速的情況下，經(jīng)過(guò)>10s并且>20米并且兩次回到原點(diǎn)途中2次高度下降1米并抬升至原高度的運(yùn)動(dòng)路徑后，第二次回到原點(diǎn)后所記錄

15、的坐標(biāo)偏離原點(diǎn)的半徑不超過(guò)1米。,5.知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析,陀螺儀/加速度傳感器應(yīng)用高性能溫度傳感器應(yīng)用三維攝像頭的應(yīng)用，空間重構(gòu)，目標(biāo)模式識(shí)別（另一可能解決方案）復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)3-D繪圖技術(shù)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的應(yīng)用開(kāi)發(fā)多傳感器應(yīng)用高性能電源管理傳感器噪聲的優(yōu)化,6. 幅頻響應(yīng)測(cè)試儀,設(shè)計(jì)一個(gè)幅頻響應(yīng)測(cè)試儀，能夠測(cè)試至少30MHz帶寬的系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)要求設(shè)計(jì)一個(gè)寬帶窄脈沖發(fā)生器，作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入，脈沖最大幅度不

16、小于1V，窄脈沖能夠單獨(dú)連接到示波器顯示。能夠在分辨率不小于VGA的LCD屏上顯示被測(cè)系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)曲線(xiàn)，顯示相應(yīng)的坐標(biāo)測(cè)試儀能夠連接不同的被測(cè)電路，連接器使用BNC。要求自制一個(gè)帶內(nèi)波動(dòng)不大于1dB，帶外抑制不小于30dB的無(wú)源濾波器，-3dB頻率為30MHz，用于測(cè)試儀的驗(yàn)證。要求自制另一個(gè)帶寬不小于30MHz的放大器電路，用于測(cè)試儀的驗(yàn)證。擴(kuò)展要求：能夠測(cè)試帶寬不小于100MHz的被測(cè)電路，并制作相應(yīng)的被測(cè)濾波器和放