资源简介 全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第1套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第1套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯的亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯顺序实现红灯亮起1S后关闭、绿灯亮起1S后关闭、蓝灯亮起1S后关闭。2. 通过编程实现对板载蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能单独控制蜂鸣器开启与关闭。2 任务2：任务编号轮询显示系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管任务编号轮询显示系统。 1. 通过编程实现数码管显示竞赛日的日期，例如竞赛日时间为2023年1月1日,则四位数码管应交替显示年份和日期，如：2023、0101，年份和日期切换显示间隔不少于2S，即数码管显示年份至少2S后切换显示日期，切换显示次数不少于1次。2. 通过编程实现数码管统计任务编号，要求数码管实时显示当前所执行任务编号，且执行完数码管相关任务后，继续切换回当前任务编号。3 任务3：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示屏指定信息显示。 1. 通过编程实现LCD显示屏启动后，依次全屏显示红色、绿色、蓝色，间隔时间可自行设定，要求显示清晰便于观察。2. 通过编程实现在LCD显示屏上显示指定图形信息，显示图形：三角形、正方形、梯形，三角形填充颜色为蓝色、正方形填充颜色为绿色、梯形填充颜色为红色，要求显示清晰便于观察。3. 通过编程实现LCD显示屏上显示指定完整图片（图片内容详见比赛现场下发U盘附件）。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 通过编程实现语音交互系统进入识别模式，识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息显示在LCD显示屏上，词条信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。词条信息仅限于：知识改变命运、技能成就未来、实践锻炼能力、比赛彰显才智。5 任务5：传感器数据采集与显示要求基于功能电路板通过编程实现温度传感器、光照度传感器数据采集，LCD 显示屏实时正确显示温度传感器、光照强度传感器数据。 1. 通过编程实现LCD显示屏实时显示温度传感器的真实温度数据信息，显示格式：“当前温度：XX.X℃”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。2. 通过编程实现当温度传感器检测到温度≥30℃时，通过语音交互系统播报“当前温度过高”的语音指令（可通过板载加热电阻对温度传感器进行加热）。3. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时正确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXX lx（若首位为 0，则不显示）”。4. 通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色不做要求），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。6 任务6：超声波避障系统开发要求基于功能电路板与超声波传感器模块、编码直流电机模块和LCD显示屏编程实现模拟汽车巡航系统功能。 1. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XX.X cm”（误差：±2cm）。2. 当被测距离超过20cm时，电机转速应达到最大转速；当被测距离不超过20cm且不小于10cm时，电机转速随被测距离减小而减小；当被测距离小于10cm时电机应停止转动。要求LCD显示屏实时正确显示当前距离信息与电机转速。7 任务7：计算器系统开发要求基于功能电路板通过编程利用触摸屏实现计算器系统开发。本任务启动命令：task01 1. 示例 UI 界面如右图所示，具体 UI 界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。2. 要求实现加减乘除四则运算的单次或连续地整型、浮点型数据运算，并将表达式和结果实时显示在LCD屏上，支持带优先级的表达式求值。3. 要求按键按下时，该区域显示为高亮，且每次按键按下时蜂鸣器发出一次滴声。任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 1.使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第1套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第1套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置在D7处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车按照以下路径行驶：D7→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F12 任务2：A车进行超声波距离检测A车在D6→F6路线上行驶，到达F6处，获取位于F7处静态标志物（A）垂直平面到 F6 处中心点的距离。 处于F7静态标志物（A）垂直平面与F6中心点距离范围100mm-400mm，记为h。A车须将正确距离信息发送至多功能信息显示标志物（B）显示。测量误差：±20mm。示例：测距信息为123mm，则多功能信息显示标志物（B）显示信息为：JL-123。3 任务3：A车完成智能路灯调光A车在D6→F6路线上行驶，到达F6处，获取位于G6处智能路灯初始档位，并将智能路灯档位调至目标档位。 1. 智能路灯初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务2的距离信息，单位为毫米。4 任务4：A车完成语音交互A车位于F4处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 A车上传语音信息编号格式：0xAF，0x06，0xXX，0x02，0x00，0x00，0x01，0xBF；其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。智能公交站播报信息与编号说明：技能成才0x01 匠心筑梦0x02 逐梦扬威0x03 技行天下0x04 展行业百技0x05 树人才新观0x065 任务5：A车完成RFID识别读取A车继续在F4→B4路线上行驶，在F4→B4路段存在RFID卡片，A车应获取RFID卡片内有效数据并顺利到达B4处，在经过该路线时，可优先执行任务6。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在F4→B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（有效信息：B车指定路径和B车初始位置，初始位置仅限于D1、D2、E2）其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡片指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：B4D4D6B6|D1，其中指定路径以第1个B4开头，以最后1个B6结束，B车初始位置有效信息为D1。6 任务6：A车通过智能ETC系统A车F4→D4路线上行驶，在F4处附近使智能ETC系统感应到A车上携带的电子标签，查询智能ETC系统闸门开启后A车顺利通过。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约10秒）的情况下通过智能ETC系统。选手应合理设置通过时间，避免闸杆下落触碰A车，若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。7 任务7：B车完成智能交通信号灯识别B车启动自主行进至D2处，而后启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式将正确信息发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯（A）即可，无需执行其他操作。2. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。8 任务8：B车通过特殊地形B车继续在D2→B2路线上行驶，在D2→B2路段上存在特殊地形，B车应顺利通过特殊地形到达B2处。 特殊地形放置在D2→B2循迹线上，中心位置接近C2坐标点。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。9 任务9：B车完成二维码识别B车到达B2处，识别位于A2处静态标志物（B）上的二维码信息，并将有效数据发送至A车。B车在B2→B1路线进行避让，开启B车任务板左右转向灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。 1. A2处静态标志物（B）中有两个二维码，均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符，为车牌信息。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务2所得测距距离，n为任务3所测得智能路灯初始档位，y为任务12中所获取的智能立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：A车通过智能道闸A车位于B4处，控制智能道闸开启后，按照B4→B2→D2路线行驶，顺利通过特殊地形，到达D2处等待。 1. 智能道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中二维码（一）中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。3. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。11 任务11：B车完成智能立体显示交互B车在B2→B4路线上行驶，到达B4处，向位于C5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 1. B车在B2→B4过程中应能自主开启智能道闸，并合理控制好时间，在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。2. 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务5中获取的B车初始位置。12 任务12：B车按指定路线行进并倒车入库B车在B4处按照A车从任务5中获取的指定路线行进，到达B6处，B车查询智能立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在经过B4处后的行进路线需按照任务5中RFID卡片给定的路径行驶。2. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，B车如果发生跌落，则视为选手控制不当。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，发送指定格式指令控制位于E1处的智能报警台进入报警状态。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车完成倒车入库A车在D2→F2路线上行驶，到达F2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并采用倒车入库的方式驶入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，开启智能无线充电，关闭智能显示标志物计时。 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当。智能立体车库（B）上升到指定层数计算方法为：((z+y)^n)%4+1。其中关于n、y的说明请参考任务9。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B7 入口朝向B6处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F2处03 多功能信息显示标志物（A） A6 显示屏朝向B6处04 多功能信息显示标志物（B） E7 显示屏朝向E6处05 静态标志物（A） F7 静态数据源朝向F606 静态标志物（B） A2 静态数据源朝向B2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） C1 信号灯朝向D2处08 智能交通信号灯（B） A5 信号灯朝向B4处09 智能报警台 E1 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 G4 喇叭朝向F4处11 智能显示标志物 G2 显示屏朝向F2处12 智能立体显示 C5 标志物中心位于C5处13 智能ETC系统 E4 天线朝向F4处14 智能道闸 C3 道闸杆落在B3处15 智能路灯 G6 光源朝向F6处16 智能无线充电 E5 标志物中心位于E5处17 特殊地形 C2 标志物中心位于C2处18 A车出发点 D7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D1、D2、E2，车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在F4-B4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第1套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往比赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认比赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第1套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务 1：A车启动A车放置 B1 位置处，在裁判示意比赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启、在入库之后停止、中途暂停或未启动，均按5分钟计时。A车需按以下路径行进：B1→B2→D2→F2→F4→D4→D62 任务 2：A车完成交通信号灯识别A车在 B1→B2、B2→D2、F2→F4、B4→B6的行进路线中，控制 A2、C3、E3、A5处的智能交通信号灯标志物进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯标志物进行比对确认。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至智能交通信号灯标志物，超时结果无效。2.A车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物即可，无需执行其他操作。3 任务 3：A车完成二维码识别A车到达 D2 位置处，识别位于 D3 处静态标志物（A）上的二维码信息。 静态标志物（A）上有四个二维码，其中有效信息仅包含大写字母和数字，其余为干扰字符，二维码数据长度不定。所需智能道闸开启码为四个二维码信息的最长公共子串。例如：二维码信息为：/-A*1xB2C|3-4 任务 4：A车完成行人数量检测与图形图像识别A车按照 D2→F2 路径行进，到达 F2位置处，控制 G2 处的多功能信息显示标志物（A）进行图片翻页，A车识别行人图片，获取戴口罩行人数量信息。A车识别图形颜色图片，获取图形颜色信息，并按照指定格式将图形信息发送给多功能信息显示标志物（A）上显示（HEX 显示模式），将颜色信息按照指定格式发送给智能显示标志物第二排上显示。 多功能信息显示标志物（B）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到行人图片与图形颜色图片（行人图片与图形颜色图片显示顺序不定）。行人图片需要进行戴口罩行人数量识别，并统计结果。图形类别统计信息格式：AaBbCcDdEe，其中，A 代表矩形，a 为矩形的数量（0-9）；B 代表圆形，b 为圆形的数量（0-9）；C 代表三角形，c 为三角形的数量（0-9）; D 代表菱形，d为菱形数量（0-9）;E 代表五角星，e 为五角星数量（0-9）;此处规定正方形只归属于矩形，不归属于菱形，如果图形图片中有图形重叠时，只需统计完整图形，不统计被遮盖图形（下面颜色统计规则一致）。需识别的图形中涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255) 、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。多功能信息显示标志物（A）显示图形信息格式（HEX 显示模式）为 AaDdEe。例如：矩形图形数量为 1、菱形数量为 2、五角星数量为 3，则多功能信息显示标志物（A）上显示“A1D2E3”。颜色信息格式：FrFgFb，其中，F 为固定字符，r 为红色图形数量（0-9）；g 为绿色图形的数量（0-9）；b 为蓝色图形的数量（ 0-9 ）。智能显示标志物第二排显示格式为：FrFgFb。例如：红色图形数量为 3、绿色图形数量为 5、蓝色图形数量为 1，则智能显示标志物第二排显示“F3F5F1”。5 任务 5：A车完成智能立体显示交互A车按照F2→F4 行进，到达F4 位置处，向位于 G5 处的立体显示标志物发送红外数据，控制立体显示标志物显示行人数量信息。 立体显示标志物显示命令格式说明：0xFF、0x15、0x0X、0x00、0x00、0x00。其中 X 为通过任务 5 中识别到的行人数量。6 任务 6：A车完成文字识别A车到达 E4 位置处，控制 E5 处的多功能信息显示标志物（B）中图片翻页，A车识别文字图片，获取文字信息后发送到智能公交站标志物上进行语音播报。 多功能信息显示标志物（B）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到存在有效文字信息的图片（仅一张图片存在文字信息，其余为干扰图片，干扰图片中无文字信息，图片顺序不定）。7 任务 7：A车通过智能道闸A车在 D4→B4 行进过程中，须将任务 3 中识别的智能道闸开启码按照指定格式发送到智能道闸标志物上显示，并控制其开启。 在练习赛道发送任意消息均可开启智能道闸标志物，在比赛赛道只有发送任务 3 中识别的智能道闸开启码才能开启，一段时间之后，智能道闸标志物将自动关闭。选手需要控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上抬杆。8 任务 8：A车完成二维码识别A车到达B4位置处，识别位于A4处静态标志物（B）上的二维码信息。 静态标志物（B）中二维码信息说明：二维码内容为XML报文格式的文本字符串，有效信息为根元素下名为“key”元素的值，例如二维码信息为：testABCD则有效数据为：ABCD。9 任务 9：A车开启报警台A车在D6位置处，向位于A7处的智能报警台标志物发送指定命令，开启智能报警台标志物报警功能。 智能报警台标志物开启码：由任务8中的有效数据经过数据处理算法计算后获得。智能报警台标志物开启码计算方式详见数据处理算法文件。10 任务10：A车倒车入库A车到达D6处，根据智能信息显示标志物（A）中识别到的行人数量信息，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据智能信息显示标志物（A）中识别到的行人数量信息进行计算后倒车驶入对应车库。计算方式：行人数量 % 5 = 车库编号结果为0：A车库-坐标A6结果为1：B车库-坐标B7结果为2：C车库-坐标D7结果为3：D车库-坐标F7结果为4：E车库-坐标G6例如：有效图形数据总数为9，进行余5运算后，结果为4，则需要将A车停在4号车库。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能道闸 C5 抬杆朝向 C3 处02 智能公交站 F1 喇叭朝向 F2 处03 多功能信息显示（A） G2 显示屏朝向 F2 处04 多功能信息显示（B） E5 显示屏朝向 E4 处05 智能报警台 A7 红外朝向 B6 处06 智能交通信号灯（A） A2 信号灯朝向 C2 处07 智能交通信号灯（B） C3 信号灯朝向 C1 处08 智能交通信号灯（C） E3 信号灯朝向 G3 处09 智能交通信号灯（D） A5 信号灯朝向 C5 处10 智能显示 D1 显示屏朝向 D2 处11 智能立体显示 G5 正面朝向 F4 处12 静态标志物（A） D3 静态数据源朝向 D2标志物位置根据赛题需要微调13 静态标志物（B） A4 静态数据源朝向 B4标志物位置根据赛题需要微调四、竞赛平台位置示意图数据处理方法（LFSR）一、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码概述线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。一个反馈移位寄存器（feedback shift register）由两部分组成：移位寄存器和反馈函数（feedback function）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。图1 反馈移位寄存器密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacci configuration）。因为这是一个简单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析序列确保它们是随机并充分安全的。二、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码过程LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1, b2, ...., bn}，则第n+1位的值可以表示为bn+1=c1b1 c2b2... cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是抽头的位剔除掉。图2 线性反馈移位寄存器LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够产生足够安全的密钥，我们通常要求LFSR的周期能够足够大。一个n级LFSR最多只能遍历2n-1个状态，也就是说，一个n级LFSR的最大周期就是2n-1，我们把周期为2n-1的LFSR所生成的序列称为m序列。m序列LFSR反馈函数对应的特征多项式被称为本原多项式。产生一个给定阶数的本原多项式最简单的方法是选择一个随机的多项式，然后测试它是否本原。下表列举了一些不同阶数的本原多项式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，这样很容易把它转变成最大周期LFSR。第一个数是LFSR的长度，最后一个数为常数0，可以忽略，除0以外的所有数字指明了抽头序列，这些抽头从移位寄存器的左边开始计数。当移位寄存器比计算机的字还要长时，这个程序的计算时间会无限延长。因此，本题所列举的本原多项式只包含32位寄存器及以内，公式如下表所示：表1 本原多项式（≤32位寄存器）（1,0） （9,4,0） （17,6,0） （25,3,0）（2,1,0） （10,3,0） （18,7,0） （26,6,2,1,0）（3,1,0） （11,2,0） （19,5,2,1,0） （27,5,2,1,0）（4,1,0） （12,6,4,1,0） （20,3,0） （28,3,0）（5,2,0） （13,4,3,1,0） （21,2,0） （29,2,0）（6,1,0） （14,5,3,1,0） （22,1,0） （30,6,4,1,0）（7,1,0） （15,1,0） （23,5,0） （31,3,0）（8,4,3,2,0） （16,5,3,2,0） （24,4,3,1,0） （32,7,5,3,2,1,0）根据值{b1, b2, ...., bn}，循环n位LFSR，然后从前往后取前48位，得到的六个字节就是报警台开启码。三、线性反馈移位寄存器(LFSR)编码示例1. 从二维码（1）中提取的原始数据位{1,1,1,1}，可得到寄存器的初始值为1111。2. 从二维码（2）提取本原多项式{1,0,0,1}，查表可知本原多项式的（反馈函数）抽头位置在第1位和第4位。3. 因寄存器n的位数为4，可得不重复消息为15，直至消息重复之前能够产生下列内部状态序列表：表2 实验结果b4 b3 b2 b1 输出1 1 1 1 10 1 1 1 11 0 1 1 10 1 0 1 11 0 1 0 01 1 0 1 10 1 1 0 00 0 1 1 11 0 0 1 10 1 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 11 0 0 0 01 1 0 0 01 1 1 0 04. 将输出数据重复生成至满足6字节报警码，输出序列最低有效位串为：11110101 10010001 11101011 00100011 11010110 010001115. 最后得到红外报警器的6字节开启码为：0xF5、0x91、0xEB、0x23、0xD6、0x47全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第4套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第4套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯的亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯顺序实现循环显示，间隔1S，5S后停止循环，红灯、绿灯、蓝灯同时闪烁，间隔1S。2. 通过编程实现对板载无源蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能单独控制无源蜂鸣器开启与关闭。2 任务2：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。本任务启动命令：task01 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 通过编程实现语音交互系统进入识别模式，识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息显示在LCD显示屏上，词条信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。词条信息仅限于：知识改变命运、技能成就未来、实践锻炼能力、比赛彰显才智。3 任务3：任务编号轮询显示系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管任务编号轮询显示系统。 通过编程实现数码管显示竞赛日的日期和选手工位号。例如竞赛日期为6月1日，选手工位号为为015，则四位数码管应交替显示竞赛日期0601和工位号-015，显示格式为：0601和-015。显示间隔不少于2S，即数码管显示竞赛日期至少2S后切换显示工位号，切换显示次数不少于1次。4 任务4：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示屏指定信息显示。 1. 通过编程实现LCD显示屏启动后，依次全屏显示红色、绿色、蓝色，间隔时间可自行设定，要求显示清晰便于观察。2. 通过编程实现LCD显示屏上显示指定完整图片（图片内容详见比赛现场下发U盘附件）。5 任务5：传感器数据采集与显示要求LCD显示屏实时正确显示光照度传感器、温度传感器和红外对管传感器数据。 1. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时正确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXX lx（若 首位为 0，则可以不显示）”。2. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时正确显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前环境温度：XX.XXOC”。3. 通过编程实现LCD显示屏实时显示红外对管传感器数据信息，显示格式：遮挡物：有、无。显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示该文本信息（遮挡物放置位置应放在距红外对管传感器1cm处）。6 任务6：超声波避障系统开发要求基于功能电路板与超声波传感器模块实现测距离，同时控制RGBLED灯亮灭和LCD显示屏编程。 1. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XX.X cm”（误差：±2cm）。2. 当被测距离超过20cm时，白灯最亮；当被测距离不超过20cm且不小于10cm时，白灯亮度减弱；当被测距离小于10cm时白灯最暗。要求LCD显示屏实时正确显示当前距离信息。7 任务7：执行装置应用开发要求基于现场功能电路套件、矩阵键盘模块实现直流电机控制控制，LCD显示屏实时显示直流电机运行状态。 1. 通过编程实现矩阵键盘识别，当某一按键按下时，显示：“按键：X”，其中X为矩阵键盘模块按键对应的键值。2. 通过编程实现，当按下“0”时开启步进电机，当按下“1-8”时，速度依次增加，当按下“9”时电机转动停止状态，实时显示格式：“电机转数为：XXXX”。显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示到该文本信息。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第4套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第4套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态后，A车顺利出库。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车按照以下路径行进：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→D12 任务2：A车通过智能ETC系统A车在指定路线B6→D6→E6→F6上行进，在D6附近处使智能ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过智能ETC系统。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约10秒）的情况下通过智能ETC系统。选手应合理设置通过时间，避免闸杆下落触碰A车，若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。3 任务3：A车进行距离信息采集A车位于F6处，获取位于F7处静态标志物（A）垂直平面到F6处中心点的距离。 F7处静态标志物（A）垂直平面与F6中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车将正确距离信息发送至多功能信息显示标志物(A)中显示。测量误差：±20mm。示例：测距信息为123mm，则显示信息为：JL-123。4 任务4：A车完成语音交互A车在F6位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至自动化评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF，0x06，0xXX，0x02，0x00，0x00，0x01，0xBF；其中0xXX代表被识别的语音命令编号，其他字符固定不变。2. 智能公交站播报信息与编号说明：富强民主 编号0x02 文明和谐 编号0x03 自由平等 编号0x04 公正法治 编号0x05 爱国敬业 编号0x06 诚信友善 编号0x075 任务5：A车完成智能路灯调光A车位于F4处，通过光照度传感器获取光照强度数据，获取位于F4处智能路灯初始档位，并将智能路灯档位调整到目标档位。 1. 智能路灯标志物初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务3的距离信息，单位为毫米。6 任务6：A车获取RFID识别读取A车从F4→B4路线行进过程中，寻找到RFID卡片，并读取其指定数据块内容。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在F4→B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于F1、F2、F3））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡片指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块；有效信息示例（字符串）：B4B6D6|F1，其中指定路径以第1个B4开头，以最后1个D6结束，B车起始位置在F1处。7 任务7：B车完成智能交通信号灯识别A车到达B4处，A车执行B4→A4行进路线进行避让，打开双闪，并将有效数据发送至B车。B车启动行进至F2处，而后启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯(A)的颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯（A）即可，无需执行其他操作。3. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。8 任务8：B车通过特殊地形B车从D2→C2→B2路线行进过程中，顺利通过特殊地形到达B2处。 1. 特殊地形放置在D2→B2循迹线上，中心位置接近C2坐标点。。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形标志物摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形标志物摆放位置与地形卡片完全一致。3. B车在通过地形标志物时，不能和地形标志物两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。9 任务8：B车识别二维码B车在B2处，识别位于A2处静态标志物（B）上的二维码信息，并将有效数据发送至A车。B车执行B2→B1行进路线进行避让，并将有效数据发送至A车。 1. A2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字节均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务3所得测距距离，n为任务5所测得智能路灯初始档位，y为任务12中所获取的智能立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务7：A车通过智能道闸A车关闭双闪并回到B4处，控制智能道闸正确开启，并按照B4→B2→D2路线行进，顺利通过特殊地形，到达D2处。 道闸开启码为任务8中二维码（一）的有效数据。在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛测评赛道只有发送任务8中获取的有效数据才能开启智能道闸，选手需控制A车通过时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。示例：任务8中二维码（一）的最终有效数据为A145B6，则道闸开启车牌为“A145B6”。11 任务11：B车完成智能立体显示交互B车退出避让路线，行进到达B4处，向位于C5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 1. B车在B2与B4之间行进应能自行智能控制道闸标志物开启并顺利通过。2. 智能立体显示使用车牌显示模式，显示B车任务8中识别二维码（一）中的车牌信息和任务9中获取的B车初始位置。示例：通过前面的示例可以得知，将有效信息A145B6D1发送至立体显示标志物上显示。12 任务12：B车按指定路线行进并倒车入库B车在D4处按照A车从任务6中获取的指定路线行进，到达D6处，B车查询智能立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在经过D4处后的行进路线需按照任务6中RFID卡片中给定的路径行驶。2. 选手应在倒车驶入车库前确认其是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置。3. 在车库上升过程中，B车如果从车库跌落，则视为选手控制不当。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务8。14 任务14：A车完成倒车入库A车在D2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电，而后打开A车蜂鸣器，3S后在关闭蜂鸣器和智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。2. 智能立体车库（B）上升到指定层数计算方法为：((z+y)^n)%4+1。3. 智能显示标志物在相关控制完成后关闭计时。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A5 闸杆朝向B5处2 智能公交站 G5 喇叭朝向F5处3 多功能信息显示（A） B7 显示屏朝向B6处4 多功能信息显示（B） C3 显示屏朝向C4处5 多功能信息显示（C） D1 显示屏朝向D26 智能报警台 E3 红外接收器朝向E4处7 智能交通信号灯（A） C5 信号灯朝向D6处8 智能交通信号灯（B） G3 信号灯朝向F4处9 智能交通信号灯（C） E1 信号灯朝向F2处10 智能交通信号灯（D） C1 信号灯朝向D2处11 智能显示 E7 显示屏朝向E6处12 智能立体显示 A3 位于A3坐标点13 静态标志物（A） E5 静态数据源朝向D614 A车出发点 D7 A车放置在D7处四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第4套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第4套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置D7处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车的行驶路径通过下一步骤的二维码识别得到。2 任务2：A车进行二维码识别A车从D7行驶至D6，在D6处，识别位于E5处的静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息作为A车的行驶路径。 静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在绿色二维码中，其他颜色二维码存放的信息均为干扰数据。3 任务3：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。A车分别在D6、F4、F2、D2处识别位于C5、G3、E1、C1的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车首先控制智能交通信号灯进入识别模式，然后在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达D6处，控制位于C5处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。4 任务4:A车进行车牌识别A车在D4→F4→F2路线上行驶，到达F2处，首先通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（C）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。5 任务5：A车进行道闸控制A车在B6处，将多功能信息显示标志物（A）上的有效车牌按照指定格式发送到位于A5处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。6 任务 6：A车进行文字识别A车在B4→D4路线上行驶，在C4 处，控制C3处的多功能信息显示标志物（B）中图片翻页，然后识别图像上的有效文字信息，获取到有效文字信息后发送到智能公交站标志物上进行语音播报。 1.多功能信息显示标志物（B）复位后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到存在有效文字信息的图片（仅一张图片存在文字信息，其余为干扰图片，干扰图片中无文字信息，图片顺序不定）。2.将有效文字信息发送到智能公交站标志物上进行语音播报。7 任务7：A车进行图形图像识别A车在C4处完成文字识别后，保持位置不动，继续通过翻页获取位于C3处多功能信息显示标志物（B）中显示的图形颜色识别图片。A车识别图片中的图形形状及颜色信息，并按照指定格式将该信息作为有效信息。 1.选手需通过翻页指令找到多功能信息显示标志物（B）上需要识别的图片（仅一张图片存在图形信息，其余为干扰图片，干扰图片中无文字信息，图片顺序不定）。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状包括：三角形、圆形、矩形、菱形、五角形，其他图形均为干扰图形，干扰图形不用识别。此处规定正方形只归属于矩形，不归属于菱形，如果图形图片中有图形重叠时，只需统计完整图形，不统计被遮盖图形（下面颜色统计规则一致）。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表红色矩形数量，B代表蓝色三角形数量，C代表品色菱形数量，D代表所有矩形的数量。XX代表所有黄色图形的数量。示例：识别到图片中红色矩形数量2个，蓝色三角形数量3个，品色菱形数量1个，图片中所有矩形数量为8，图片中所有黄色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。5.将图形类别统计结果作为有效信息，用于下面的A车救援任务中。8 任务8：A车进行救援报警A车在D4→F4路线上行驶，在E4处，向位于E3处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由多功能信息显示标志物（B）中获取的图形有效信息经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。9 任务9：A车进行交通标志及行人检测与识别A车到达D2处，通过翻页获取位于D1处多功能信息显示标志物（C）中显示的交通标志及戴口罩行人图像信息。A车识别交通标志图片，获取交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能立体显示标志物进行显示。 1.多功能信息显示标志物（C）开启后默认显示1张固定图片，需通过翻页指令找到需要识别的图像。图像中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图像中的交通标志信息以及行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。10 任务10：A车完成倒车入库A车到达B2处，根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量驶入对应车库。车库（A、B、C）对应的坐标为：车库A→A4，车库B→A2，车库C→B1。示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：A4）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：A2）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：B1）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A5 闸杆朝向B5处2 智能公交站 G5 喇叭朝向F5处3 多功能信息显示（A） B7 显示屏朝向B6处4 多功能信息显示（B） C3 显示屏朝向C4处5 多功能信息显示（C） D1 显示屏朝向D26 智能报警台 E3 红外接收器朝向E4处7 智能交通信号灯（A） C5 信号灯朝向D6处8 智能交通信号灯（B） G3 信号灯朝向F4处9 智能交通信号灯（C） E1 信号灯朝向F2处10 智能交通信号灯（D） C1 信号灯朝向D2处11 智能显示 E7 显示屏朝向E6处12 智能立体显示 A3 位于A3坐标点13 静态标志物（A） E5 静态数据源朝向D614 A车出发点 D7 A车放置在D7处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法—AES加密一、AES加密概述密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命名。此密码是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。二、AES加密过程AES加密的基本原理就是把明文分成若干组，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。1. 根据二维码中提取的有效文本信息（以下简称明文），将明文用字节为单位的正方形矩阵进行表示（以下简称状态矩阵）。状态矩阵中字节排列按照从上到下、从左至右依次排列。2. 如果明文二进制位数长度（以下简称明文位长）不足128，则需要进行字节填充。填充规则：需要填充的字节长度=（128 – 明文位长）÷ 8，使用需要填充字节的长度对所有空缺位进行补全（如明文=0123456789ABCDE，明文长度为120，缺少1个字节，则空缺位补0x01）。3. 设密钥K=“abcdefghijklmnop”（k为固定密钥），则K0=‘a’，K1=‘b’，…, K15=‘p’。密钥K内均为字符，设密钥矩阵 W[0] = 0xK0K1K2K3 = 0x61626364，W[1]、W[2]、W[3]以此类推。W[4-43]为扩展密钥，针对扩展密钥的推导公式如下：（其中rcon为轮常量，详见Rcon常量表；S表示S盒，详见AES标准S盒。）附：Rcon常量表（16进制）附：AES标准S盒4. 字节替换。状态矩阵中的元素按照指定方式映射为一个新的字节。映射方式：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的行的元素作为输出。5. 行移位。行移位是一个简单的循环左移操作。当密钥长度为128(bit)时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节。6. 列混合。列混合变换是通过求和来实现的，经过行移位后的状态矩阵与固定矩阵相加求和，得到混淆后的状态矩阵，列混淆固定矩阵（16进制）见下表：7. 轮密钥加。轮密钥加是将128位轮密钥Ki与状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。第一轮密钥矩阵为W[4i]~W[7i],状态矩阵第一列与W[4i]分别进行按位异或操作（长度均为4字节），第二列与W[4i+1]，以此类推。8. 将步骤7之后产生的状态矩阵进行重复加密（循环步骤4、5、6、7），直至加密十轮后得到混淆后的状态矩阵，状态矩阵共16位字节。9. 状态矩阵进行每一列的字节求和，完成求和后取结果低八位，以此类推。分别取出后，S盒中（0，0）和（F，F）中的值分别作为六字节红外报警码的第1、2字节，然后将4列之和按顺序放入，最终完成排列，得到六字节红外报警码。三、AES加密示例1. 设二维码有效数据为“0123456789ABCDE”。由于数据长度不够128(bit),故进行填充，填充长度为1位，填充数据为0x01。填充完成后排列出状态矩阵：根据步骤2可计算出密钥K中的值，如：W[0] = “abcd” = 0x61626364 W[1] = “efgh” = 0x65666768W[2] = “ijkl” = 0x696A6B6C W[3] = “mnop” = 0x6D6E6F70（1）扩展的第1轮的密钥需要计算(W[4],W[5],W[6],W[7])。由于4是4的倍数，由公式：可知计算过程，计算步骤如下：1）W[3]的元素循环左移8位：（W[4-1]<<<8）= 0x6E6F706D;2）将6E 6F 70 6D作为S盒的输入，输出为：9f a8 51 3c(例如字节为0x6E，则查S盒的第6行和E列，得到0x9f)；3）将9f a8 51 3c与第1轮常量进行异或运算，得到结果：9e a8 51 3c；4）将W[0]与0x9ea8513c进行异或运算，则0x61626364 0x9ea8513c = 0xffca3258,所以得到W[4] = 0xffca3258；（2）再根据不是4的倍数的扩展公式: 得到W[5] = 0x9AAC5530，W[6] = 0xF3C63E5C，W[7] = 0x9EA8512C；由此第一轮的密钥为：FFCA3258 9AAC5530 F3C63E5C 9EA8512C。W[8]、W[9]、…、W[43] 以此类推。2. 把状态矩阵的第1个字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的元素作为输出,然后进行逐步替换，经替换后新的状态矩阵如下：3. 把状态矩阵按顺序进行循环移位，经移位后新的状态矩阵如下：4. 把状态矩阵与固定矩阵进行列混合操作，经混合后新的状态矩阵如下：5. 把状态矩阵与第一轮密钥矩阵进行逐位异或运算。状态矩阵第一列为0x12、0xA1、0x90、0x85,密钥矩阵W[4] = 0xFF、0xCA、0x32、0x58，两者进行异或运算得到新的状态矩阵第一列，以此类推，经过轮密钥加后新的状态矩阵如下：6. 通过步骤3、4、5、6后得到第一轮的状态矩阵，将第一轮状态矩阵结果作为第二轮的状态矩阵输入，再次重复步骤3、4、5、6，重复十轮后得到最终状态矩阵如下：7. 将状态矩阵每一列进行求和运算并取出低八位，然后取出S[0,0]和S[F,F]，按顺序排列后得到最终的六字节报警台开启码：0x63，0x16，0x7C，0x48，0xAC，0x40。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第2套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第2套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯顺序实现红灯亮起1S后关闭、绿灯亮起1S后关闭、蓝灯亮起1S后关闭。2. 通过编程实现对板载RGB LED灯的红色灯光亮度渐变控制，要求实现灯光亮度由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。3. 通过编程实现对板载蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能够通过按键控制蜂鸣器的开启与关闭。2 任务2：计时器系统设计要求参赛选手基于功能电路板通过编程实现计时器系统的设计。 1. 通过编程实现数码管倒计时功能，显示格式为:“-XX-” XX为倒计时时间，单位为秒，倒计时时长由现场裁判指定，不超过99秒。2. 要求倒计时剩余5秒时，数码管以500ms频率闪烁显示，当倒计时结束后，数码管应显示“----”，同时开启蜂鸣器，以便提示倒计时已结束。示例：现场裁判要求10秒倒计时，那么数码管从“-10-”开始10秒倒计时。3 任务3：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示指定图形信息，显示图形：三角形、正五角星形、梯形，三角形填充颜色为蓝色、正五角星形填充颜色为绿色、梯形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。2. 通过编程实现LCD显示滑块控件，要求滑块控件步进值为1，最大值为100，最小值为0，控件数值对应RGB灯（仅限绿色）亮度0%-100%，通过改变滑块控件位置能够实现RGB灯（仅限绿色）亮度控制。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 通过编程实现LCD实时显示温度传感器的实时温度数据，显示格式：“当前温度：XX.X℃”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。3. 要求通过语音控制语音模块播报当前温度传感器实时数据，播报格式为：“当前温度为XX.X摄氏度”，待识别词条内容为：“查询当前温度”。示例：若通过语音说出“查询当前温度”指令，则语音模块应播报：“当前温度为XX.X摄氏度”（播报内容必须是LCD显示的实时温度数据）。5 任务5：倒车雷达系统设计要求基于功能电路板通过编程实现倒车雷达系统设计。 1. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XXX cm”（误差：±2cm）；2. 当被测距离超过20cm时，LCD显示U盘附件图片A界面，同时RGB灯亮绿色灯光；当被测距离不超过20cm且不小于10cm时，LCD显示U盘附件图片B界面，同时RGB灯亮黄色灯光；当被测距离小于10cm时，LCD显示U盘附件图片C界面，同时RGB灯亮红色灯光且蜂鸣器持续鸣响。6 任务6：传感器数据采集与显示要求基于功能电路板通过编程实现温度传感器、光照度传感器数据采集，LCD 显示屏实时正确显示温度传感器、光照强度传感器数据。 1. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时正确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXXXX lx（若 首位为 0，则可以不显示）”。2. 通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色不做要求），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。7 任务 7：嵌入式系统UI设计开发要求 LCD 实时显示光照强度传感器数据和动态实时曲线图。本任务启动命令：task01 1.通过编程实现启动 LCD显示光照度传感器数据和UI曲线图，要求曲线跟随传感器数值变化而变化，当光照度传感器数值上升，则曲线应呈现上升趋势，当传感器数值下降，则曲线应呈现下降趋势。2. 要求 x 轴为时间信息，y 轴为传感器数据值信息。随着时间的增长，当曲线占据整个屏幕后呈现从左向右滚动状态。3. 示例 UI 界面，具体 UI 界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第2套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第2套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置在D7处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车按照以下路径行驶：D7→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F12 任务2：A车进行超声波距离检测A车在D7→D6→F6路线上行驶，到达F6处，获取位于F7处静态标志物（A）垂直平面到 F6 处中心点的距离。 1. 静态标志物（A）垂直平面与F6中心点距离范围100mm-400mm，记为h。2. A车须将正确距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示。测量误差：±20mm。示例：测距信息为123mm，则多功能信息显示标志物（A）显示信息为：JL-123。3 任务3：A车完成智能路灯调光A车在D6→F6路线上行驶，到达F6处，获取位于F7处智能路灯初始档位，并将智能路灯档位调至目标档位。 1. 智能路灯初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务2的距离信息，单位为毫米。4 任务4：A车通过智能ETC系统A车F6→F4路线上行驶，在F6处附近使智能ETC系统感应到A车上携带的电子标签，查询智能ETC系统闸门开启后A车顺利通过。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约10秒）的情况下通过智能ETC系统。选手应合理设置通过时间，避免闸杆下落触碰A车，若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。5 任务5：A车完成语音交互A车位于F4处，启动语音识别，获取智能公交站标志物发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 A车上传语音信息编号格式：0xAF，0x06，0xXX，0x02，0x00，0x00，0x01，0xBF；其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。智能公交站播报信息与编号说明：技能成才0x01 匠心筑梦0x02 逐梦扬威0x03技行天下0x04 展行业百技0x05 树人才新观0x066 任务6：A车完成RFID识读A车继续在F4→B4路线上行驶，在F4→B4路段存在RFID卡片，A车应获取RFID卡片内有效数据。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在F4→B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡片内含有完整且有效信息（有效信息：B车指定路径和B车初始位置，初始位置仅限于D1、D2、E2）其余两张卡片可能为空卡也可能存有干扰信息。3. RFID卡片指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：D4D6B6|D1，其中指定路径以第1个D4开头，以最后1个B6结束，B车初始位置有效信息为D1。7 任务7：B车完成智能交通信号灯识别A车到达B4处，开启A车任务板左右双闪灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式和蜂鸣器进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。B车启动自主行进至D2处，而后启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式将正确信息发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯（A）即可，无需执行其他操作。2. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成路径任务则不得分。8 任务8：B车通过特殊地形B车继续在D2→B2路线上行驶，在D2→B2路段上存在特殊地形，B车应顺利通过特殊地形到达B2处。 1. 特殊地形放置在D2→B2循迹线上，中心位置接近C2坐标点。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。9 任务9：B车完成二维码识别B车到达B2处，识别位于A2处静态标志物（B）上的二维码信息，并将有效数据发送至A车。B车在B2→B1路线进行避让，等待A车通过。 1. A2处静态标志物（B）中有两个二维码，均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符，为车牌信息。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务2所得测距距离，n为任务3所测得智能路灯初始档位，y为任务12中所获取的智能立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：A车通过智能道闸A车位于B4处，控制智能道闸开启后，按照B4→B2→D2→F2路线上行驶，顺利通过特殊地形的路面，到达F2处等待。 1. 智能道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中二维码（一）中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。3. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。11 任务11：B车完成智能立体显示交互B车按照指定路线B1→B2→B4→D4行进到达D4处，向位于E5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制立体智能显示标志物显示指定数据。 1. B车在B2→B4过程中应能自主开启智能道闸，并合理控制好时间，在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。2. 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务6中获取的B车初始位置。12 任务12：B车按指定路线行进并倒车入库B车在D4处按照A车从任务6中获取的指定路线行进，到达B6处，B车查询智能立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车经过D4处后的行进路线需按照任务6中RFID卡片给定的路径行驶。2. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，B车如果发生跌落，则视为选手控制不当。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于F2处，发送指定格式指令控制位于G3处的智能报警台进入报警状态。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车完成倒车入库A车到达F2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并采用倒车入库的方式驶入智能立体库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，开启智能无线充电，关闭智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当。2. 智能立体车库（B）上升到指定层数计算方法为：((z+y)^n)%4+1。其中关于n、y的说明请参考任务9。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B7 入口朝向B6处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F2处03 多功能信息显示标志物（A） A6 显示屏朝向B6处04 多功能信息显示标志物（B） E1 显示屏朝向E2处05 静态标志物（A） G6 静态数据源朝向F6标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） A2 静态数据源朝向B2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） C1 信号灯朝向D2处08 智能交通信号灯（B） C7 信号灯朝向B6处09 智能报警台 G3 红外接收器朝向F2处10 智能公交站 G4 喇叭朝向F4处11 智能显示标志物 A4 显示屏朝向B4处12 智能立体显示 E5 标志物中心位于E5处13 智能ETC系统 F5 天线朝向F6处14 智能道闸 C3 道闸杆落在B3处15 智能路灯 F7 光源朝向F6处16 智能无线充电 E3 标志物中心位于E3处17 特殊地形 C2 标志物中心位于C2处18 A车出发点 D7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D1、D2、E2，车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在F4-B4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第2套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往比赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认比赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第2套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动任务A车放置 F7 位置处，在裁判示意比赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之后启动、在入库之前停止、中途暂停或未启动，均视为该任务失败，时间均按5分钟计时。2. A车按照以下路径行驶：B7→B6→D6→D4→B4→B2→D2→F2→F42 任务 2：A车车牌识别A车按照B7→B6 行进，到达B6 位置处，控制 A5 处的多功能显示标志物（A）中图片翻页并识别有效车牌。 1.多功能显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片（车牌图片上不同位置有 2 张以上车牌信息，有效车牌是黄色轿车的渐变绿色车牌，其他为干扰车牌，数据无效，汉字不需要识别）。2.多功能显示标志物（A）显示车牌格式为：“国 XYYYXY”。其中“国”固定不变，后面 6 位号码，X 代表 A~Z 中任意一个字母，Y 代表 0~9 中任意一个数字。3 任务 3：A车控制智能道闸标志物A车在 B6→C6→D6行进到C6过程中，须将任务2中识别的车牌按照指定格式发送到智能道闸标志物上显示，并控制其开启。 在练习赛道发任意车牌均可开启智能道闸标志物，在比赛赛道只有发送任务2中识别的车牌才能开启，并且智能道闸标志物中会显示识别车牌结果。一段时间之后，智能道闸标志物将自动关闭。选手需要控制好时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上抬杆。4 任务 4：A车识别交通信号灯A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在D6、B2、D2、F2处识别位于E5、C3、E3的交通信号灯（A/B/C/D）。 1. A车应在规定的时间内识别出交通信号灯颜色，并将识别结果按照指定格式发送至智能交通信号灯，超时结果无效。2. 例如：到达D6处，控制位于E5处智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通信号灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯（A）进行比对确认。3. A车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯即可，无需执行其他操作。5 任务5：A车二维码识别与语音播报A车在D4位置处，获取位于C3处的静态标志物(A)上的二维码信息，然后将识别到的二维码信息按照指定格式提前并发送到 智能公交站标志物上进行语音播报。 1. 静态标志物上有五个二维码，一共由红色、蓝色和黑色三种颜色组成，五个二维码摆放位置随机，但不会超出静态标志物显示窗口区。如果存在两个二维码重叠的现象，则被覆盖的二维码不用进行识别，本赛题要求识别红色二维码里面的信息，数据编号正确的二维码有效，其他二维码内容数据无效。2. 二维码中的数据采用Json格式进行封装，示例如下：{"code": "2023","algorithm": "A1B4C6D23", "result": { "purpose": "赛课融通，综合育人" }, "number": 1}3. 对红色二维码识别后的需要先进行数据有效性的判断，其中code则为数据编号，本赛题编号为2023的二维码及其对应的数据有效。数据有效后，再将purpose所对应的数据提取出来，并发送至智能公交站标志物，示例中code为20223则证明该二维码数据有效，反之则无效，且语音播报内容为：“赛课融通，综合育人”。6 任务6：A车文字识别与显示A车从D4到达B2后，在B2位置处，获取位于C1处静态标志物(B)上的文字信息，然后将识别到的文字信息，发送至A1处的智能立体显示标志物中进行显示。 A车在B2处朝向C1处完成文字识别以后，控制智能立体显示标志物进行文本显示，其文本内容需要参赛选手需要将任务5中识别的正确二维码数据中的number对应数据提取处理出来，进行显示。例如："number": 3对应值为1；文字内容为：“科技强国”，则是需要控制智能立体显示标志物的内容为汉字“科”。7 任务7：A车救援报警任务A车在D2处，向位于E1处的救援报警标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 救援报警标志物开启报警的指令从任务5中识别正确的二维码数据提取出算法加密前的数据，经过数据处理算法计算后获得。加密数据由任务5中的二维码提供，需要对Json字符串进行解析，主要提取"algorithm"所对应的数据，例如："algorithm": "A1B4C6D23"，则需要进行加密计算的数据为：A1B4C6D23。救援报警标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件，见附件。8 任务8：A车进行行人检测和交通标志识别A车在B2→B4→B6路线上行驶，到达B6处，识别静态标志物（A）图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。9 任务9：A车智能图像识别任务A车在E2→F3路线上行驶，到达F2处，通过翻页获取位于G2处多功能显示标志物（B）中显示的交通标志信息、图形信息。A车识别交通标志图片，获取交通标志编号。A车识别图形颜色图片，获取图形颜色信息，并按照指定格式将图形信息发送给智能显示标志物上显示（HEX显示模式）。 涉及的形状仅限于：三角形、圆形、矩形（含正方形）、菱形、五角星，其他不规则图形均为干扰图形，不纳入计算中。涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。涉及的交通标志仅限于：直行、左转、右转、掉头、禁止通行。交通标志对应的编号说明：直行 编号0x01 左转 编号0x02 右转 编号0x03掉头 编号0x04 禁止通行 编号0x05图形类别统计格式：ABCD，A代表黄色菱形数量，B代表绿色圆形数量，C代表品色三角形数量，D代表在图片中所有图形出现最多的颜色的数量(只有交通标志颜色不计入数量信息内)。多功能显示标志物（A）显示信息格式（HEX显示模式）为“ABCDXX”，其中XX代表交通标志编号。示例：识别到图片中交通标志为直行，红色矩形数量1个，蓝色圆形数量2个，黄色三角形数量4个，图片中红色图形出现最多，数量为5，则智能显示标志物在HEX显示模式下显示“124501”。10 任务9:A车倒车入库A车在 F4 位置处，通过任务8的识别进行根据图形识别信息驶入不同车库，要求采用倒车入库方式，成功入库后关闭智能显示标志物计时器。 A车到达F4时，将有效图形识别的数量进行求和，并进行余4运算，最终来确定A车的车库位置。图像数据信息与车库位置说明：取余运算结果为0进入 1 号车库（坐标点：D7）取余运算结果为1进入 2 号车库（坐标点：F7）取余运算结果为2进入 3 号车库（坐标点：G6）取余运算结果为3进入 4 号车库（坐标点：G4）例如：有效图形数据总数为14，进行余4运算后，结果为2，则需要将A车停在3号车库。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能道闸标志物 C7 抬杆朝向 C6 处02 智能公交站标志物 G5 喇叭朝向F5处03 多功能显示标志物（A） B5 显示屏朝向 B6 处04 多功能显示标志物（B） G2 显示屏朝向 F2 处05 救援报警标志物 E1 红外朝向 D2 处06 智能交通信号灯（A） E5 信号灯朝向 D6 处07 智能交通信号灯（B） C3 信号灯朝向 B2 处08 智能交通信号灯（C） E3 信号灯朝向 D2 处09 智能交通信号灯（D） E3 信号灯朝向 F2 处10 智能显示标志物 A3 显示屏朝向 B3 处11 智能立体显示标志物 A1 正面朝向B2 处12 静态标志物（A） C3 静态数据源朝向 D4标志物位置根据赛题需要微调13 静态标志物（B） C1 静态数据源朝向 B2标志物位置根据赛题需要微调14 A车出发点 B7 A车放置在 B7 处车头方向由选手自行决定四、竞赛平台位置示意图数据处理方法—AES加密一、AES加密概述密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命名。此密码是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。二、AES加密过程AES加密的基本原理就是把明文分成若干组，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。1. 根据二维码中提取的有效文本信息（以下简称明文），将明文用字节为单位的正方形矩阵进行表示（以下简称状态矩阵）。状态矩阵中字节排列按照从上到下、从左至右依次排列。2. 如果明文二进制位数长度（以下简称明文位长）不足128，则需要进行字节填充。填充规则：需要填充的字节长度=（128 – 明文位长）÷ 8，使用需要填充字节的长度对所有空缺位进行补全（如明文=0123456789ABCDE，明文长度为120，缺少1个字节，则空缺位补0x01）。3. 设密钥K=“abcdefghijklmnop”（k为固定密钥），则K0=‘a’，K1=‘b’，…, K15=‘p’。密钥K内均为字符，设密钥矩阵 W[0] = 0xK0K1K2K3 = 0x61626364，W[1]、W[2]、W[3]以此类推。W[4-43]为扩展密钥，针对扩展密钥的推导公式如下：（其中rcon为轮常量，详见Rcon常量表；S表示S盒，详见AES标准S盒。）附：Rcon常量表（16进制）附：AES标准S盒4. 字节替换。状态矩阵中的元素按照指定方式映射为一个新的字节。映射方式：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的行的元素作为输出。5. 行移位。行移位是一个简单的循环左移操作。当密钥长度为128(bit)时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节。6. 列混合。列混合变换是通过求和来实现的，经过行移位后的状态矩阵与固定矩阵相加求和，得到混淆后的状态矩阵，列混淆固定矩阵（16进制）见下表：7. 轮密钥加。轮密钥加是将128位轮密钥Ki与状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。第一轮密钥矩阵为W[4i]~W[7i],状态矩阵第一列与W[4i]分别进行按位异或操作（长度均为4字节），第二列与W[4i+1]，以此类推。8. 将步骤7之后产生的状态矩阵进行重复加密（循环步骤4、5、6、7），直至加密十轮后得到混淆后的状态矩阵，状态矩阵共16位字节。9. 状态矩阵进行每一列的字节求和，完成求和后取结果低八位，以此类推。分别取出后，S盒中（0，0）和（F，F）中的值分别作为六字节红外报警码的第1、2字节，然后将4列之和按顺序放入，最终完成排列，得到六字节红外报警码。三、AES加密示例1. 设二维码有效数据为“0123456789ABCDE”。由于数据长度不够128(bit),故进行填充，填充长度为1位，填充数据为0x01。填充完成后排列出状态矩阵：根据步骤2可计算出密钥K中的值，如：W[0] = “abcd” = 0x61626364 W[1] = “efgh” = 0x65666768W[2] = “ijkl” = 0x696A6B6C W[3] = “mnop” = 0x6D6E6F70（1）扩展的第1轮的密钥需要计算(W[4],W[5],W[6],W[7])。由于4是4的倍数，由公式：可知计算过程，计算步骤如下：1）W[3]的元素循环左移8位：（W[4-1]<<<8）= 0x6E6F706D;2）将6E 6F 70 6D作为S盒的输入，输出为：9f a8 51 3c(例如字节为0x6E，则查S盒的第6行和E列，得到0x9f)；3）将9f a8 51 3c与第1轮常量进行异或运算，得到结果：9e a8 51 3c；4）将W[0]与0x9ea8513c进行异或运算，则0x61626364 0x9ea8513c = 0xffca3258,所以得到W[4] = 0xffca3258；（2）再根据不是4的倍数的扩展公式: 得到W[5] = 0x9AAC5530，W[6] = 0xF3C63E5C，W[7] = 0x9EA8512C；由此第一轮的密钥为：FFCA3258 9AAC5530 F3C63E5C 9EA8512C。W[8]、W[9]、…、W[43] 以此类推。2. 把状态矩阵的第1个字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的元素作为输出,然后进行逐步替换，经替换后新的状态矩阵如下：3. 把状态矩阵按顺序进行循环移位，经移位后新的状态矩阵如下：4. 把状态矩阵与固定矩阵进行列混合操作，经混合后新的状态矩阵如下：5. 把状态矩阵与第一轮密钥矩阵进行逐位异或运算。状态矩阵第一列为0x12、0xA1、0x90、0x85,密钥矩阵W[4] = 0xFF、0xCA、0x32、0x58，两者进行异或运算得到新的状态矩阵第一列，以此类推，经过轮密钥加后新的状态矩阵如下：6. 通过步骤3、4、5、6后得到第一轮的状态矩阵，将第一轮状态矩阵结果作为第二轮的状态矩阵输入，再次重复步骤3、4、5、6，重复十轮后得到最终状态矩阵如下：7. 将状态矩阵每一列进行求和运算并取出低八位，然后取出S[0,0]和S[F,F]，按顺序排列后得到最终的六字节报警台开启码：0x63，0x16，0x7C，0x48，0xAC，0x40。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第7套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第7套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：竞赛计时系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管计时显示系统。 1. 通过编程实现数码管计时系统，要求从本模块竞赛测评开始时启动计时，计时单位为秒。2. 本模块竞赛测评过程中，要求数码管全程显示，不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器清零等，此任务不得分。显示格式：“XX.YY”（XX为分钟，YY为秒，“.”为分隔符，若首位为0，必须显示）。2 任务2：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现全彩RGB灯亮灭控制，按照白灯、红灯、绿灯、蓝灯顺序实现白灯亮起1s后关闭、红灯亮起1s后关闭、绿灯亮起1s后关闭、蓝灯亮起1s后关闭。2. 通过编程实现对板载蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能单独控制蜂鸣器开启与关闭。3 任务3：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：圆形、长方形，圆形填充颜色为蓝色、正五角星形填充颜色为绿色、长方形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“我爱中华，技能强国！”。2. 要求通过语音控制语音模块实现全彩RGB 灯的控制，要求识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息及全彩RGB 灯当前颜色显示在LCD显示屏上，词条信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。3. 词条信息仅限于：打开白色灯光，打开紫色灯光，打开黄色灯光，关闭灯光。4. 全彩RGB 灯在LCD中的颜色信息显示格式：“当前颜色：白色灯光/紫色灯光/黄色灯光/关闭”5 任务5：车辆雷达检测系统设计要求基于功能电路板通过编程实现雷达系统设计。 1. 通过编程实现LCD实时显示任意超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XXX cm”（误差：±2cm）。2. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，当超声波测距离超过20cm时，LCD显示U盘附件图片A界面，同时全彩RGB灯亮绿色灯光；当A超声波测距离不超过20cm且不小于10cm时，LCD显示U盘附件图片B界面，同时全彩RGB灯亮黄色灯光；当A超声波测距离小于10cm时，LCD显示U盘附件图片C界面，同时全彩RGB灯亮红色灯光且蜂鸣器持续鸣响。6 任务6：传感器数据采集与显示要求基于功能电路板通过编程实现温度传感器、数码管实时正确显示温度传感器数据。 1. 通过编程实现启动数码管实时正确显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前环境温度：XX OC（若首位为 0，则可以不显示）”。2. 通过编程实现当温度≤25OC时，RGB LED灯点亮（显示颜色不做要求），当温度>25OC时，RGB LED灯关闭。7 任务7：汽车驾驶舱系统设计要求基于功能电路板通过编程实现汽车驾驶舱系统的模拟设计。本任务启动命令：task01 1. 通过编程实现自定义氛围灯功能，要求操作触摸屏控制全彩RGB灯颜色，显示颜色不限。控件显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。2. 通过编程实现模拟座椅通风功能，要求手动操作触摸屏打开、关闭模拟座椅通风功能，模拟座椅通风挡位调节功能，要求LCD上显示实时显示座椅通风挡位，示例图片见下图所示。控件显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第7套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第7套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置在B7处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态，A车顺利出库。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。2. A车按照以下路径行驶：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F1。2 任务2：A车获取RFID数据A车从B6→F6路线行进过程中，寻找到RFID卡，并读取其指定数据块内容。如有必要可优先执行任务3。 1. RFID卡共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在B6→F6坐标点(含B6、F6)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于D7、F7、G6））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：F2D2B2|F7，其中指定路径以第1个F2开头，以最后1个B2结束。3 任务3：A车通过ETC系统A车在指定路线B6→C6→D6→F6上行进，在B6附近处使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过ETC系统。 1. A车需在不接触ETC闸杆（闸杆时间保持时间约为10秒）的情况下通过ETC系统。2. 选手应计算好通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。4 任务4：A车进行超声波测距A车位于F4处，获取位于G4处静态标志物（A）垂直平面到F4处中心点的距离。 3. G4处静态标志物（A）与F4中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车将测量的距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）上显示。测量误差：±20mm。例如：测距为123mm，显示效果为：JL-1235 任务5：A车经过特殊地形A车从F4→E4→D4路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形的路面（地形标志物），到达B4处。 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。6 任务6：A车语音识别交互A车在B4位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将该条语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。2. 语音播报信息与编号说明：富强 民主 编号0x02文明 和谐 编号0x03自由 平等 编号0x04公正 法治 编号0x05爱国 敬业 编号0x06诚信 友善 编号0x077 任务7：A车进行智能路灯调光A车行驶到B2处，通过光照度传感器获取光照强度数据，将智能路灯档位调整到目标档位。 3. 智能路灯初始档位记为n。4. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务4的距离数据，单位为毫米。8 任务8：B车启动与交通灯识别A车到达B2处后，根据RFID中B车路线自行决定B2→B4→B6之间路线避让，开启A车任务板左右转向灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。B车启动行进至F6处，而后启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通灯标志物即可，无需执行其他操作。9 任务9：B车识别二维码B车按照指定路线F6→F4→F2行进，在F2处识别位于G2处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 1. G2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务4所得测距距离，n为任务7所测得路灯标志物初始档位，y为任务11中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：B车控制智能立体显示标志物显示数据B车在F2处，向位于E3处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务2中获取的B车初始位置。11 任务11：B车按指定路线行进并倒车入库B车在F2处按照A车从任务2中获取的指定路线行进，到达B2处，B车查询立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 B车在F2处后的行进路线需按照任务2中RFID给定的路径行驶。在D2与B2之间行进应能顺利通过地形标志物。选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。12 任务12：A车通过道闸A车退出避让路线，回到B2处，控制道闸开启按照B2→D2路线行进。 道闸开启码为任务9中获取的有效数据。在练习赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，一段时间之后智能道闸将自动关闭。选手需要控制时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，通过指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车倒车入库A车行进到F2处，查询立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电，关闭智能显示标志物计时。 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B1 入口朝向B2处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F1处03 多功能信息显示标志物（A） E7 显示屏朝向E6处04 多功能信息显示标志物（B） C7 显示屏朝向C6处05 静态标志物（A） G4 静态数据源朝向F4标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） G2 静态数据源朝向F2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） G5 信号灯朝向F6处08 智能交通信号灯（B） E1 信号灯朝向F2处09 智能报警台 D1 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 A4 喇叭朝向B4处11 智能显示标志物 A6 显示屏朝向B6处12 智能立体显示标志物 E3 标志物中心位于E3处13 智能ETC系统 C6 天线朝向B6处14 智能道闸 C3 道闸杆落在C2处15 智能路灯 A2 光源朝向B2处16 智能无线充电标志物 C5 标志物中心位于C5处17 特殊地形 E4 标志物中心位于E4处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D7、F7、G6车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在B6-F6循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第7套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第7套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置D1处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车按照以下路径行驶：D1→D2→F2→F4→F6→D6→B6→B4→B22 任务2：A车进行二维码识别A车在D1→D2路线上行驶，在D2处，识别位于D4→D3区间静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息，并计算D2处到静态标志物（A）的距离，将结果发送至智能显示标志物。 1.静态标志物（A）摆放在D4→D3区间范围内。2.静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在蓝色二维码中，其它颜色二维码存放的信息均为干扰数据。3.通过检测到的二维码位置计算D2到静态标志物（A）的距离，要求偏差小于正负1厘米。3 任务3：A车进行行人检测和交通标志识别A车在D2→F2路线上行驶，到达F2处，通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的图片信息。A车识别图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（C）开机或重启后默认显示1张固定图片，除待识别的图片外，还存放有3张干扰图片，需通过翻页指令找到需要识别的图片。图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。4 任务4：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在F2、F6、D4、B2处识别E3、E5、C5、C3的交通信号灯（B/A/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达F2处，控制位于E3处智能交通信号灯标志物（B）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（B）进行比对确认。5 任务5:A车进行车牌识别A车在B3→B2→C2路线上行驶，到达C2处，首先通过翻页获取位于C1处多功能信息显示标志物（A）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌及车型进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。6 任务6：A车进行图形图像识别A车在B6处，通过翻页获取位于A6处多功能信息显示标志物（A）中显示的图形信息。A车识别图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。A车在B6处，向位于C7处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示识别结果。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后默认显示1张固定图片，选手需通过翻页指令找到需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。7 任务7：A车完成道闸控制A车在B6→B4路线上行驶，在B4处，将多功能信息显示标志物（A）有效车牌按照指定格式发送到位于A3处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。8 任务8：A车文字识别与显示A车在B4→B2路线上行驶，在B2处，获取位于B1处多功能信息显示标志物（B）上的文字信息，然后将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。 A车在B2处朝向A1处完成文字识别以后，将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。9 任务9：A车完成救援报警A车在B2处，向位于C1处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由静态标志物（A）中获取的二维码信息经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。10 任务10：A车完成倒车入库A车在B2→D2路线上行驶，到达D2处，根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量驶入对应车库。示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：F7）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：A2）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：B7）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A3 闸杆朝向B3处2 智能公交站 G3 喇叭朝向F3处3 多功能信息显示（A） A6 显示屏朝向B6处4 多功能信息显示（B） B1 显示屏朝向B2处5 多功能信息显示（C） F1 显示屏朝向F2处6 智能报警台 C1 红外朝向B2处7 智能交通信号灯（A） E5 信号灯朝向F6处8 智能交通信号灯（B） E3 信号灯朝向F2处9 智能交通信号灯（C） C5 信号灯朝向D4处10 智能交通信号灯（D） C3 信号灯朝向B2处11 智能显示 G5 显示屏朝向F5处12 智能立体显示 C7 位于C7坐标点13 静态标志物（A） D4~D3 静态数据源朝向D214 A车出发点 D1 A车放置在D1处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法—AES加密一、AES加密概述密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命名。此密码是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。二、AES加密过程AES加密的基本原理就是把明文分成若干组，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。1. 根据二维码中提取的有效文本信息（以下简称明文），将明文用字节为单位的正方形矩阵进行表示（以下简称状态矩阵）。状态矩阵中字节排列按照从上到下、从左至右依次排列。2. 如果明文二进制位数长度（以下简称明文位长）不足128，则需要进行字节填充。填充规则：需要填充的字节长度=（128 – 明文位长）÷ 8，使用需要填充字节的长度对所有空缺位进行补全（如明文=0123456789ABCDE，明文长度为120，缺少1个字节，则空缺位补0x01）。3. 设密钥K=“abcdefghijklmnop”（k为固定密钥），则K0=‘a’，K1=‘b’，…, K15=‘p’。密钥K内均为字符，设密钥矩阵 W[0] = 0xK0K1K2K3 = 0x61626364，W[1]、W[2]、W[3]以此类推。W[4-43]为扩展密钥，针对扩展密钥的推导公式如下：（其中rcon为轮常量，详见Rcon常量表；S表示S盒，详见AES标准S盒。）附：Rcon常量表（16进制）附：AES标准S盒4. 字节替换。状态矩阵中的元素按照指定方式映射为一个新的字节。映射方式：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的行的元素作为输出。5. 行移位。行移位是一个简单的循环左移操作。当密钥长度为128(bit)时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节。6. 列混合。列混合变换是通过求和来实现的，经过行移位后的状态矩阵与固定矩阵相加求和，得到混淆后的状态矩阵，列混淆固定矩阵（16进制）见下表：7. 轮密钥加。轮密钥加是将128位轮密钥Ki与状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。第一轮密钥矩阵为W[4i]~W[7i],状态矩阵第一列与W[4i]分别进行按位异或操作（长度均为4字节），第二列与W[4i+1]，以此类推。8. 将步骤7之后产生的状态矩阵进行重复加密（循环步骤4、5、6、7），直至加密十轮后得到混淆后的状态矩阵，状态矩阵共16位字节。9. 状态矩阵进行每一列的字节求和，完成求和后取结果低八位，以此类推。分别取出后，S盒中（0，0）和（F，F）中的值分别作为六字节红外报警码的第1、2字节，然后将4列之和按顺序放入，最终完成排列，得到六字节红外报警码。三、AES加密示例1. 设二维码有效数据为“0123456789ABCDE”。由于数据长度不够128(bit),故进行填充，填充长度为1位，填充数据为0x01。填充完成后排列出状态矩阵：根据步骤2可计算出密钥K中的值，如：W[0] = “abcd” = 0x61626364 W[1] = “efgh” = 0x65666768W[2] = “ijkl” = 0x696A6B6C W[3] = “mnop” = 0x6D6E6F70（1）扩展的第1轮的密钥需要计算(W[4],W[5],W[6],W[7])。由于4是4的倍数，由公式：可知计算过程，计算步骤如下：1）W[3]的元素循环左移8位：（W[4-1]<<<8）= 0x6E6F706D;2）将6E 6F 70 6D作为S盒的输入，输出为：9f a8 51 3c(例如字节为0x6E，则查S盒的第6行和E列，得到0x9f)；3）将9f a8 51 3c与第1轮常量进行异或运算，得到结果：9e a8 51 3c；4）将W[0]与0x9ea8513c进行异或运算，则0x61626364 0x9ea8513c = 0xffca3258,所以得到W[4] = 0xffca3258；（2）再根据不是4的倍数的扩展公式: 得到W[5] = 0x9AAC5530，W[6] = 0xF3C63E5C，W[7] = 0x9EA8512C；由此第一轮的密钥为：FFCA3258 9AAC5530 F3C63E5C 9EA8512C。W[8]、W[9]、…、W[43] 以此类推。2. 把状态矩阵的第1个字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的元素作为输出,然后进行逐步替换，经替换后新的状态矩阵如下：3. 把状态矩阵按顺序进行循环移位，经移位后新的状态矩阵如下：4. 把状态矩阵与固定矩阵进行列混合操作，经混合后新的状态矩阵如下：5. 把状态矩阵与第一轮密钥矩阵进行逐位异或运算。状态矩阵第一列为0x12、0xA1、0x90、0x85,密钥矩阵W[4] = 0xFF、0xCA、0x32、0x58，两者进行异或运算得到新的状态矩阵第一列，以此类推，经过轮密钥加后新的状态矩阵如下：6. 通过步骤3、4、5、6后得到第一轮的状态矩阵，将第一轮状态矩阵结果作为第二轮的状态矩阵输入，再次重复步骤3、4、5、6，重复十轮后得到最终状态矩阵如下：7. 将状态矩阵每一列进行求和运算并取出低八位，然后取出S[0,0]和S[F,F]，按顺序排列后得到最终的六字节报警台开启码：0x63，0x16，0x7C，0x48，0xAC，0x40。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第8套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第8套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯的亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯、白灯顺序实现红灯亮起1s后关闭、绿灯亮起1s后关闭、蓝灯亮起1s、白灯亮起1s后关闭。2. 通过编程实现对板载蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能单独控制蜂鸣器开启与关闭。1 任务2：竞赛计时系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管计时显示系统。 1. 通过编程实现数码管计时系统，要求从本模块竞赛测评开始时启动计时，计时单位为秒。2.要求数码管“XX.YY”（“.”为分隔符，若首位为0，必须显示）。3. XX计数值为00-15向上计数，当到达15后归零重新开始计数，YY为15-00向下计数，当到达00后从15开始重新计数。3 任务3：LCD显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：六边形、正五角星形、梯形，六边形填充颜色为蓝色、正五角星形填充颜色为绿色、梯形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。2. 通过编程实现在LCD显示屏上显示文本信息：展示技能人才风采，推进职业教育发展。文本信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示该文本信息。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“展示技能人才风采，推进职业教育发展”。2. 要求通过语音控制语音模块实现板载蜂鸣器控制，要求识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息显示在LCD显示屏上，词条信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。要求当识别到“发出求救信号”后，控制蜂鸣器模拟发出求救声音信号，当识别到“关闭求救信号”后，控制蜂鸣器停止工作。词条信息仅限于：打开蜂鸣器、关闭蜂鸣器、打开求救信号、关闭求救信号。求救声音信号中蜂鸣器鸣响说明：三声短、三声长、三声短。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时准确显示温度传感器和光照度传感器数据。 1. 通过编程实现LCD显示屏实时准确显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前温度：XX.X℃”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示效果明显便于观察。2. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时准确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXXXX lx（其中X为光照度值，若首位为 0，则可以不显示）”。3. 通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色为白色），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。4. 通过编程实现LCD显示屏实时准确显示湿度传感器数据信息，显示格式：“当前湿度：XX %rh”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示效果明显便于观察。6 任务6：智能窗帘系统设计要求基于功能电路板通过编程实现智能语音窗帘系统设计。 通过编程实现语音控制直流电机转动，要求识别现场指定的词条信息，识别成功后类驱动电机进行转动，模拟窗帘打开、关闭。语音词条信息仅限于：打开窗帘、关闭窗帘。7 任务 7：简易多波形发生器设计要求基于现场功能电路板实现指定方波、三角波、正弦波的输出。本任务启动命令：task01 通过编程实现指定频率输出的方波、三角波、正弦波。频率信息由现场裁判指定。（频率范围：1KHz-5KHz）8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 1.使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第8套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第8套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。2. A车按照以下路径行驶：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F1。2 任务2：A车通过ETC系统A车在指定路线B6→C6→D6→F6上行进，在B6附近处使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过ETC系统。如有必要可优先执行任务3。 1. A车需在不接触ETC闸杆（闸杆时间保持时间约为10秒）的情况下通过ETC系统。2. 选手应计算好通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。3 任务3：A车获取RFID数据A车从B6→F6路线行进过程中，寻找到RFID卡，并读取其指定数据块内容。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在B6→F6坐标点(含B6、F6)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于D7、F7、D5））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：F2D2B2|F7，其中指定路径以第1个F2开头，以最后1个B2结束。4 任务4：A车进行超声波测距A车位于F6处，获取位于G6处静态标志物（A）垂直平面到F6处中心点的距离。 1. G6处静态标志物（A）与F6中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车将测量的距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）上显示。测量误差：±20mm。2. 例如：测距为123mm，显示效果为：JL-1235 任务5：A车经过特殊地形A车从F6→F4→D4→B4路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形的路面（地形标志物），到达B4处。 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。6 任务6：A车语音识别交互A车在B4位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将该条语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音命令编号，其他字符固定不变。2. 语音播报信息与编号说明：富强 民主 编号0x02、文明 和谐 编号0x03、自由 平等 编号0x04、公正 法治 编号0x05、爱国 敬业 编号0x06、诚信 友善 编号0x07；7 任务7：A车调光A车行驶到B2处，通过光照度传感器获取光照强度数据，将智能路灯档位调整到目标档位。 1. 智能路灯初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务4的距离数据，单位为毫米。8 任务8：B车启动与交通灯识别A车到达B2处后，根据RFID中B车路线自行决定B2→B4→B6之间路线避让，开启A车任务板左右转向灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。B车启动行进至F6→F4处，在F4处启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通灯标志物即可，无需执行其他操作。9 任务9：B车识别二维码B车按照指定路线F4→F2行进，在F2处识别位于G2处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 1. G2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务4所得测距距离，n为任务7所测得路灯标志物初始档位，y为任务11中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：B车控制智能立体显示标志物显示B车在F2处，向位于C3处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务3中获取的B车初始位置。11 任务11：B车按指定路线行进并倒车入库B车在F2处按照A车从任务3中获取的指定路线行进，到达B2处，B车查询立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在F2处后的行进路线需按照任务3中RFID给定的路径行驶。在D2与B2之间行进应能顺利通过地形标志物。2. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。12 任务12：A车通过道闸A车退出避让路线，回到B2处，控制道闸开启按照B2→D2路线行进。 1. 道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，一段时间之后智能道闸将自动关闭。3. 在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。4. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，通过指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车倒车入库A车行进到F2处，查询立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电标志物，关闭智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。2. 立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B1 入口朝向B2处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F1处03 多功能信息显示标志物（A） E7 显示屏朝向E6处04 多功能信息显示标志物（B） C7 显示屏朝向C6处05 静态标志物（A） G6 静态数据源朝向F6标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） G2 静态数据源朝向F2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） G4 信号灯朝向F4处08 智能交通信号灯（B） A5 信号灯朝向B4处09 智能报警台 E3 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 A4 喇叭朝向B4处11 智能显示标志物 D1 显示屏朝向D2处12 智能立体显示标志物 C3 标志物中心位于C3处13 智能ETC系统 C6 天线朝向B6处14 智能道闸 C1 道闸杆落在C2处15 智能路灯 A2 光源朝向B2处16 智能无线充电标志物 E5 标志物中心位于E5处17 特殊地形 C4 标志物中心位于C4处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D7、F7、D5车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在B6-F6循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第8套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第8套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B1处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车按照以下路径行驶：B1→B2→B4→B6→D6→D4→D2→F2→F4→F6→D62 任务2：A车进行图形图像识别A车在B2处，通过翻页获取位于C1处多功能信息显示标志物（A）中显示的图形信息。A车识别图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。A车在B2处，向位于C3处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示识别结果。 1.多功能信息显示标志物（A）上电默认显示1张固定图片，选手需通过翻页指令找到需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。3 任务3:A车进行车牌识别A车在D4→F4→F2路线上行驶，到达F2处，首先通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（C）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。4.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌进行记录。5.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。4 任务4：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在B4、B6、F2、F6处识别A5、C7、E3、E5的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达B4处，控制位于A5处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。5 任务5：A车完成道闸控制A车在B4→B6→D6路线上行驶，在D6处，将多功能信息显示标志物（B）有效车牌按照指定格式发送到位于C5处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。6 任务6：A车进行行人检测和交通标志识别A车在D4→D2→F2路线上行驶，到达F2处，通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的图片信息。A车识别图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（C）开机或重启后默认显示1张固定图片，除待识别的图片外，还存放有3张干扰图片，需通过翻页指令找到需要识别的图片。图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人有少部分肢体被其他行人遮挡，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。7 任务7：A车进行二维码识别A车在F2→F4→F6路线上行驶，在F6处，识别位于F7处静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息。 1.静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在蓝色二维码中，其它颜色二维码存放的信息均为干扰数据。8 任务8：A车文字识别与显示A车在F6处，获取位于F7处静态标志物（A）上的文字信息，然后将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。 A车在F6处朝向F7处完成文字识别以后，将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。9 任务9：A车完成救援报警A车在E6处，向位于E7处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由静态标志物（A）中获取的二维码信息经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。10 任务10：A车完成倒车入库A车在E6→D6路线上行驶，到达D6处，根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量驶入对应车库。示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：G2）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：G6）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：B7）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A3 闸杆朝向B3处2 智能公交站 G3 喇叭朝向F3处3 多功能信息显示（A） C1 显示屏朝向B2处4 多功能信息显示（B） A3 显示屏朝向B4处5 多功能信息显示（C） F1 显示屏朝向F2处6 智能报警台 E7 红外朝向E6处7 智能交通信号灯（A） A5 信号灯朝向B4处8 智能交通信号灯（B） C7 信号灯朝向B6处9 智能交通信号灯（C） E3 信号灯朝向F2处10 智能交通信号灯（D） E5 信号灯朝向F6处11 智能显示 G5 显示屏朝向F5处12 智能立体显示 C3 位于C3坐标点13 静态标志物（A） F7 静态数据源朝向F614 A车出发点 B1 A车放置在B1处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法—AES加密一、AES加密概述密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命名。此密码是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。二、AES加密过程AES加密的基本原理就是把明文分成若干组，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。1. 根据二维码中提取的有效文本信息（以下简称明文），将明文用字节为单位的正方形矩阵进行表示（以下简称状态矩阵）。状态矩阵中字节排列按照从上到下、从左至右依次排列。2. 如果明文二进制位数长度（以下简称明文位长）不足128，则需要进行字节填充。填充规则：需要填充的字节长度=（128 – 明文位长）÷ 8，使用需要填充字节的长度对所有空缺位进行补全（如明文=0123456789ABCDE，明文长度为120，缺少1个字节，则空缺位补0x01）。3. 设密钥K=“abcdefghijklmnop”（k为固定密钥），则K0=‘a’，K1=‘b’，…, K15=‘p’。密钥K内均为字符，设密钥矩阵 W[0] = 0xK0K1K2K3 = 0x61626364，W[1]、W[2]、W[3]以此类推。W[4-43]为扩展密钥，针对扩展密钥的推导公式如下：（其中rcon为轮常量，详见Rcon常量表；S表示S盒，详见AES标准S盒。）附：Rcon常量表（16进制）附：AES标准S盒4. 字节替换。状态矩阵中的元素按照指定方式映射为一个新的字节。映射方式：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的行的元素作为输出。5. 行移位。行移位是一个简单的循环左移操作。当密钥长度为128(bit)时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节。6. 列混合。列混合变换是通过求和来实现的，经过行移位后的状态矩阵与固定矩阵相加求和，得到混淆后的状态矩阵，列混淆固定矩阵（16进制）见下表：7. 轮密钥加。轮密钥加是将128位轮密钥Ki与状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。第一轮密钥矩阵为W[4i]~W[7i],状态矩阵第一列与W[4i]分别进行按位异或操作（长度均为4字节），第二列与W[4i+1]，以此类推。8. 将步骤7之后产生的状态矩阵进行重复加密（循环步骤4、5、6、7），直至加密十轮后得到混淆后的状态矩阵，状态矩阵共16位字节。9. 状态矩阵进行每一列的字节求和，完成求和后取结果低八位，以此类推。分别取出后，S盒中（0，0）和（F，F）中的值分别作为六字节红外报警码的第1、2字节，然后将4列之和按顺序放入，最终完成排列，得到六字节红外报警码。三、AES加密示例1. 设二维码有效数据为“0123456789ABCDE”。由于数据长度不够128(bit),故进行填充，填充长度为1位，填充数据为0x01。填充完成后排列出状态矩阵：根据步骤2可计算出密钥K中的值，如：W[0] = “abcd” = 0x61626364 W[1] = “efgh” = 0x65666768W[2] = “ijkl” = 0x696A6B6C W[3] = “mnop” = 0x6D6E6F70（1）扩展的第1轮的密钥需要计算(W[4],W[5],W[6],W[7])。由于4是4的倍数，由公式：可知计算过程，计算步骤如下：1）W[3]的元素循环左移8位：（W[4-1]<<<8）= 0x6E6F706D;2）将6E 6F 70 6D作为S盒的输入，输出为：9f a8 51 3c(例如字节为0x6E，则查S盒的第6行和E列，得到0x9f)；3）将9f a8 51 3c与第1轮常量进行异或运算，得到结果：9e a8 51 3c；4）将W[0]与0x9ea8513c进行异或运算，则0x61626364 0x9ea8513c = 0xffca3258,所以得到W[4] = 0xffca3258；（2）再根据不是4的倍数的扩展公式: 得到W[5] = 0x9AAC5530，W[6] = 0xF3C63E5C，W[7] = 0x9EA8512C；由此第一轮的密钥为：FFCA3258 9AAC5530 F3C63E5C 9EA8512C。W[8]、W[9]、…、W[43] 以此类推。2. 把状态矩阵的第1个字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的元素作为输出,然后进行逐步替换，经替换后新的状态矩阵如下：3. 把状态矩阵按顺序进行循环移位，经移位后新的状态矩阵如下：4. 把状态矩阵与固定矩阵进行列混合操作，经混合后新的状态矩阵如下：5. 把状态矩阵与第一轮密钥矩阵进行逐位异或运算。状态矩阵第一列为0x12、0xA1、0x90、0x85,密钥矩阵W[4] = 0xFF、0xCA、0x32、0x58，两者进行异或运算得到新的状态矩阵第一列，以此类推，经过轮密钥加后新的状态矩阵如下：6. 通过步骤3、4、5、6后得到第一轮的状态矩阵，将第一轮状态矩阵结果作为第二轮的状态矩阵输入，再次重复步骤3、4、5、6，重复十轮后得到最终状态矩阵如下：7. 将状态矩阵每一列进行求和运算并取出低八位，然后取出S[0,0]和S[F,F]，按顺序排列后得到最终的六字节报警台开启码：0x63，0x16，0x7C，0x48，0xAC，0x40。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第6套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料短缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选手测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第6套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯的白光亮灭控制，按照亮、灭、亮、灭顺序实现RGB LED灯的控制，各状态间隔时间为1s。2. 通过编程实现对板载RGB LED灯的亮灭控制，实现黄灯亮起1S、蜂鸣器响1S；黄灯灭1S、蜂鸣器关闭1S，循环2次以上。2 任务2：计时器系统设计要求参赛选手基于功能电路板通过编程实现计时器系统的设计。 1.定义一个按键，按下一次时， 通过编程实现数码管计时功能，显示格式为:“-XX-” XX为计时时间，单位为秒。2.按下两次按键时，数码管从当前显示数值倒计时功能。3. 要求倒计时剩余3秒时，数码管以500ms频率闪烁显示，当倒计时结束后，数码管应显示“----”，同时开启蜂鸣器，以便提示倒计时已结束。3 任务3：LCD显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现LCD显示屏启动，启动后依次全屏显示红色、绿色、蓝色，间隔时间可自行设定，要求显示颜色明显易于观察。2. 通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：三角形、正六角星形、菱形，三角形填充颜色为蓝色、正六角星形填充颜色为绿色、菱形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 要求通过语音控制语音模块实现板载RGB LED灯的控制，要求识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息及执行器的状态显示在LCD显示屏上，词条信息显示位置、字体大小、字体颜色及屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示清晰便于观察。3. 词条信息仅限于：打开白色灯光、关闭白色灯光。4. 显示格式：“白色灯光：打开/关闭”。5 任务5：数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时正确显示红外测温传感器的数据。 1. 通过编程实现LCD实时显示红外测温传感器的测量结果，显示格式：“当前温度：XX.X℃”，要求测量结果实时更新，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示该文本信息。2. 通过编程实现，当温度值≥30℃时，温度数值按照间隔1S进行闪烁。6 任务6：密码锁系统开发要求基于功能电路板通过编程利用触摸屏实现密码锁系统开发。 1. 通过编程实现密码锁系统，密码锁UI界面示例见右图所示。2. 要求密码锁初始密码为1234，密码锁包含密码设置和开锁功能，设置完开启密码后，进行密码验证当输入密码正确时，RGB灯亮绿色灯光，蜂鸣器滴一声，当输入密码错误时，RGB灯亮黄色灯光，蜂鸣器滴、滴、滴响三声。7 任务 7：嵌入式系统UI设计开发要求 LCD 实时显示电位器输出电压动态实时曲线图。本任务启动命令：task01 1. 通过编程实现启动 LCD显示电位器输出电压数据和UI曲线图，要求曲线跟随传感器电压数值变化而变化。2. 要求 x 轴为时间信息，y 轴为输出电压数据值信息，电压数据采集周期为100ms。随着时间的增长，当曲线占据整个屏幕后呈现从左向右滚动状态。3. 示例 UI 界面，具体 UI 界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 1.使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第6套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第6套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。2. A车需按以下路径行进：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F12 任务2：A车语音识别交互A车在B6位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息编号。要求A车通过ZigBee将该条语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音命令编号，其他字符固定不变。2. 语音播报信息与编号说明：技能改变命运0x02 大赛点亮人生0x03 创造无限可能0x04、赛出新机制0x05 赛出高水平0x06 技能让生活更美好0x07。3 任务3：A车获取RFID数据A车从B6→F6路线行进过程中，寻找到RFID卡片，并读取其指定数据块内容。如有必要可优先执行任务4。 1. RFID卡片共有3张，读取各个数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片均随机放置在B6→F6坐标点(含B6、F6)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于D7、F7、G6））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：F2D2B2|F7，其中指定路径以第1个F2开头，以最后1个B2结束，B车启动位置位于F7。4 任务4：A车通过智能ETC系统A车在指定路线B6→C6→D6→F6上行进，在B6附近处使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过ETC系统。 1. A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约为10秒）的情况下通过智能ETC系统。2. 选手应合理设置通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。5 任务5：B车启动与智能交通信号灯识别A车到达F6处后，根据RFID中B车路线自行决定前往F7或G6避让，开启A车左右双闪灯。B车启动行进至F6处，而后启动智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯标志物（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物即可，无需执行其他操作。3. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。6 任务6：B车识别二维码B车按照指定路线F6→F4行进，在F4处识别位于E3处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 1. E3处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）, 涉及计算参数仅为r、n、y；其中r为任务12计算所得路灯目标档位，n为任务12所测得路灯标志物初始档位，y为任务8中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（二）信息为:((n*y+r)^4)/100。7 任务7：B车控制立体显示标志物显示B车在F4处，向位于E5处的立体显示标志物发送红外数据，控制立体显示标志物显示指定数据，并行驶到F2处。 立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务6中识别二维码（一）中的车牌信息和任务3中获取的B车初始位置。8 任务8：B车按指定路线行进并倒车入库B车在F2处按照A车从任务3中获取的指定路线行进，到达B2处，B车查询立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在F2处后的行进路线需按照任务3中RFID给定的路径行驶。在D4与B4之间行进应能顺利通过地形标志物，在B4与B2之间应能自主开启道闸标志物并顺利通过。2. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。9 任务9：A车进行超声波测距A车关闭双闪，而后行驶至F4处，获取位于G4处静态标志物（A）垂直平面到F4处中心点的距离。 G4处静态标志物（A）与F4中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车须将测量的距离信息发送至多功能信息显示-A标志物进行显示。测量误差：±20mm示例：测距为123mm，显示效果为：JL-123（±20）10 任务10：A车经过特殊地形A车从F4→D4→B4路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形到达B4处。 1. 特殊地形在F4→D4→B4路线行进过程中，不含F4与B4，需要A车自动识别并成功通过。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。3. A车在通过地形标志物时，不能和地形标志物两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。11 任务11：A车通过智能道闸A车在B4处，控制智能道闸开启按照B4→B2路线行进，顺利通过智能道闸标志物。 1. 智能道闸开启码为任务6中获取的有效数据。2. 在练习赛道发任一车牌均可开启道闸标志物，在竞赛赛道只有发送任务6中获取的有效数据才能开启，一段时间之后道闸标志物将自动关闭。3. 选手需要控制时间，应当在道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。12 任务12：A车完成智能路灯调光A车行驶到B2处，通过光照度传感器获取智能路灯标志物初始档位，并将智能路灯标志物档位调整设置到目标档位。 1. 智能路灯标志物初始档位记为n。2. 目标档位r的计算方式为：r=（h/100）%4+1,其中h为任务9的距离数据，单位为毫米。13 任务13：A车开启智能报警台标志物A车位于D2处，通过指定格式指令控制智能报警台标志物开启。 智能报警台标志物开启码由r、n、y、x、q来确定。其中q=x&0xFFFF，则六字节开启码分别为：q的高八位、q的低八位、r的高八位、r的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于r、n、y、x的说明请参考任务6。14 任务14：A车完成倒车入库A车行进到F2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电标志物，关闭智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果B车库跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。2. 立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。3. 智能显示标志物在相关控制功能完成后关闭计时。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B1 入口朝向B2处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F2处03 多功能信息显示（A） E7 显示屏朝向E6处04 多功能信息显示（B） C7 显示屏朝向C6处05 静态标志物（A） G4 静态数据源朝向F4标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） E3 静态数据源朝向F4标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） G5 信号灯朝向F6处08 智能交通信号灯（B） C1 信号灯朝向D2处09 智能报警台 E1 红外接器收朝向D2处10 智能公交站 A6 喇叭朝向B6处11 智能显示 A4 显示屏朝向B4处12 智能立体显示 E5 标志物中心位于E5处13 智能ETC系统 C6 天线朝向B6处14 智能道闸 C3 道闸杆落在B3处15 智能路灯 A2 光源朝向B2处16 智能无线充电 C5 标志物中心位于C5处17 特殊地形 C4 标志物中心位于C4处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D7、F7、G6车头朝向选手自行决定20 RFID 3张 在B6-F6循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第6套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第6套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动任务A车放置 B1位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车的行驶路径通过任务2中的二维码识别后得到。2 任务2：A车进行二维码识别A车从B1行驶至B2，在B2处识别位于C1处的静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息作为A车的行驶路径。 静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在（黄色）二维码中，其他颜色二维码存放的信息均为干扰数据。3 任务 3：A车识别交通信号灯A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在B2、F6、B6、B4处识别位于C3、E5、C5、C5的交通信号灯（A/B/C/D）。 A车应在规定的时间内识别出交通信号灯颜色，并将识别结果按照指定格式发送至智能交通信号灯，超时结果无效。例如：到达B2处，控制位于C3处智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通信号灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯（A）进行比对确认。A车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯即可，无需执行其他操作。4 任务4：A车进行文字识别与显示A车D2-F2路径上行驶，在E2位置处，控制位于E1处多功能信息显示标志物(A) 中图片翻页并识别有效文本信息。然后将识别到的文本信息按照指定格式发送至智能公交站标志物进行语音播报。 多功能信息显示标志物（A）复位后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到存在有效文字信息的图片（仅一张图片存在文字信息，其余为干扰图片，干扰图片中无文字信息，图片顺序不定）。图片中的文本信息包括汉字、字母（字母中不包含I和O）、数字、特殊字符。选手需要按顺序提取出有效汉字作为智能公交站标志物播报数据，提取出所有字母和数字作为任务5中控制救援报警所需有效信息。例如：图片中文字信息为："9人Fj*uk强才^1%国3ds*&f"。有效汉字为：“人才强国”，则智能公交站标志物播报的内容为“科技强国”；“9Fjuk13dsf”作为控制救援报警任务中所需的有效信息。5 任务5：A车完成救援报警A车在F2处，向位于F1处的救援报警标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 救援报警标志物开启报警的指令从任务4中获取的有效信息，经过数据处理算法计算后获得。智能报警台标志物开启码计算方式详见数据处理算法文件。6 任务6：A车进行交通标志与图形识别A车在F4→F6路线上行驶，在F5处，通过翻页获取位于G5处多功能信息显示标志物（B）中显示的交通标志信息、图形信息。A车识别交通标志图片，获取交通标志类别。然后识别图形颜色图片，获取图形颜色信息。最后将图形信息按照指定格式发送给智能立体显示标志物上显示，同时将交通标志识别结果发送给智能公交站进行语音播报。 多功能信息显示标志物（B）复位后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到交通标志图片与图形颜色图片（交通标志图片与图形颜色图片显示顺序不定）。涉及的形状包括：三角形、圆形、矩形、菱形、五角形，其他图形均为干扰图形，干扰图形不用识别。涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。此处规定正方形只归属于矩形，不归属于菱形，如果图形图片中有图形重叠时，只需统计完整图形，不统计被遮盖图形（下面颜色统计规则一致）。涉及的交通标志包括：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。图形信息统计格式：ABCDE，其中A代表黄色菱形数量，B代表青色矩形数量，C代表品色三角形数量，D代表在图片中所有图形出现最多的颜色的数量，E为所有菱形数量。示例：识别到图片中交通标志为直行，黄色菱形数量1个，青色矩形数量2个，品色三角形数量4个，图片中红色图形出现最多，数量为5，所有菱形数量为6。则智能公交站进行语音播报“直行”，立体显示标志物上显示“12456”。7 任务6:A车进行车牌识别A车在B3→B2→C2路线上行驶，到达C2处，首先通过翻页获取位于C1处多功能信息显示标志物（A）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌及车型进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。8 任务 8：A车控制智能道闸标志物A车在 F6→D6 路径上行驶，在 F6处，须将任务7 中识别的车牌信息按照指定格式发送到智能道闸标志物上显示，并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛测评赛道只有发送有效车牌信息才能开启，并且智能道闸标志物中会显示车牌。2.一段时间之后，智能道闸标志物将自动关闭。选手需要控制好时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。9 任务9：A车进行行人检测A车在D4→F4路线上行驶，到达E4处，通过翻页获取位于E3处多功能信息显示标志物（C）中显示的行人检测图像，并识别戴口罩行人数量。 1.多功能信息显示标志物（C）开启后默认显示1张固定图片，需通过翻页指令找到需要识别的行人图像。图像中包含多个行人，要求识别图像中的行人数量。2.若图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。3.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%4，当X=0→车库C；X=1→车库D；X=2→车库A；X=3→车库B。10 任务10:A车完成倒车入库A车在 F4 位置处，通过任务9的识别结果驶入不同车库，要求采用倒车入库方式，成功入库后关闭智能显示标志物计时器。 A车根据任务9中对应的车库编号完成入库。车库位置说明：车库A（坐标点：G2）车库B（坐标点：G4）车库C（坐标点：G6）车库D（坐标点：F7）示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库B（坐标点：G4）；若行人数量为9，则A车驶入车库D（坐标点：F7）；若行人数量为6，则A车驶入车库A（坐标点：G2）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能道闸标志物 E7 闸杆朝向 E6 处02 智能公交站标志物 A3 喇叭朝向B3处03 多功能显示标志物(A) E1 显示屏朝向 E2 处04 多功能显示标志物（B） G5 显示屏朝向 F5处05 多功能显示标志物（C） E3 显示屏朝向 E4 处06 救援报警标志物 F1 红外朝向 F2 处07 智能交通信号灯（A） C3 信号灯朝向 B2 处08 智能交通信号灯（B） E5 信号灯朝向 F6 处09 智能交通信号灯（C） C5 信号灯朝向 B6 处10 智能交通信号灯（D） C5 信号灯朝向 B4 处11 智能显示标志物 A5 显示屏朝向 B5 处12 智能立体显示标志物 C7 正面朝向C6 处13 静态标志物（A） C1 静态数据源朝向 B214 A车出发点 B1 A车放置在 B1 处车头方向由选手自行决定四、竞赛平台位置示意图数据处理方法（LFSR）一、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码概述线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。一个反馈移位寄存器（feedback shift register）由两部分组成：移位寄存器和反馈函数（feedback function）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。图1 反馈移位寄存器密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacci configuration）。因为这是一个简单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析序列确保它们是随机并充分安全的。二、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码过程LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1, b2, ...., bn}，则第n+1位的值可以表示为bn+1=c1b1 c2b2... cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是抽头的位剔除掉。图2 线性反馈移位寄存器LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够产生足够安全的密钥，我们通常要求LFSR的周期能够足够大。一个n级LFSR最多只能遍历2n-1个状态，也就是说，一个n级LFSR的最大周期就是2n-1，我们把周期为2n-1的LFSR所生成的序列称为m序列。m序列LFSR反馈函数对应的特征多项式被称为本原多项式。产生一个给定阶数的本原多项式最简单的方法是选择一个随机的多项式，然后测试它是否本原。下表列举了一些不同阶数的本原多项式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，这样很容易把它转变成最大周期LFSR。第一个数是LFSR的长度，最后一个数为常数0，可以忽略，除0以外的所有数字指明了抽头序列，这些抽头从移位寄存器的左边开始计数。当移位寄存器比计算机的字还要长时，这个程序的计算时间会无限延长。因此，本题所列举的本原多项式只包含32位寄存器及以内，公式如下表所示：表1 本原多项式（≤32位寄存器）（1,0） （9,4,0） （17,6,0） （25,3,0）（2,1,0） （10,3,0） （18,7,0） （26,6,2,1,0）（3,1,0） （11,2,0） （19,5,2,1,0） （27,5,2,1,0）（4,1,0） （12,6,4,1,0） （20,3,0） （28,3,0）（5,2,0） （13,4,3,1,0） （21,2,0） （29,2,0）（6,1,0） （14,5,3,1,0） （22,1,0） （30,6,4,1,0）（7,1,0） （15,1,0） （23,5,0） （31,3,0）（8,4,3,2,0） （16,5,3,2,0） （24,4,3,1,0） （32,7,5,3,2,1,0）根据值{b1, b2, ...., bn}，循环n位LFSR，然后从前往后取前48位，得到的六个字节就是报警台开启码。三、线性反馈移位寄存器(LFSR)编码示例1. 从二维码（1）中提取的原始数据位{1,1,1,1}，可得到寄存器的初始值为1111。2. 从二维码（2）提取本原多项式{1,0,0,1}，查表可知本原多项式的（反馈函数）抽头位置在第1位和第4位。3. 因寄存器n的位数为4，可得不重复消息为15，直至消息重复之前能够产生下列内部状态序列表：表2 实验结果b4 b3 b2 b1 输出1 1 1 1 10 1 1 1 11 0 1 1 10 1 0 1 11 0 1 0 01 1 0 1 10 1 1 0 00 0 1 1 11 0 0 1 10 1 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 11 0 0 0 01 1 0 0 01 1 1 0 04. 将输出数据重复生成至满足6字节报警码，输出序列最低有效位串为：11110101 10010001 11101011 00100011 11010110 010001115. 最后得到红外报警器的6字节开启码为：0xF5、0x91、0xEB、0x23、0xD6、0x47全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第5套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第5套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯顺序实现红灯亮闪烁1S间隔2次后关闭、绿灯亮闪烁1S间隔2次后关闭、蓝灯闪烁1S，间隔2次后关闭。2. 通过编程实现对板载RGB LED灯的红色灯光亮度渐变控制，要求实现灯光亮度由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。2 任务2：任务编号轮询显示系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管任务编号轮询显示系统。 通过编程实现数码管显示竞赛日的日期和选手工位号。例如竞赛日期为6月1日，选手工位号为为015，则四位数码管应交替显示竞赛日期0601和工位号-015，显示格式为：0601和-015。显示间隔不少于2S，即数码管显示竞赛日期至少2S后切换显示工位号，切换显示次数不少于1次。3 任务3：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示屏上显示指定图形信息，显示图形：三角形、长方形、梯形，三角形显示绿色、长方形显示红色、梯形显示蓝色，要求清晰显示该图形信息。2. 通过编程实现LCD显示滑块控件，要求设计三组滑块控件，控件步进值为1，最大值为100，最小值为0，三组控件数值分别对应RGB灯（红、绿、蓝）亮度0%-100%，通过改变滑块控件位置能够实现RGB灯（红、绿、蓝）亮度控制。屏幕显示单个控件样式如下图所示：4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报、语音识别交互、语音交互内容显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 要求通过语音控制语音模块播报当前温度传感器实时数据，播报格式为：“当前温度为XX.X摄氏度”，待识别词条内容为：“查询当前温度”。示例：若选手说出“查询当前温度”指令，则语音模块应播报：“当前温度为XX.X摄氏度”。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时正确显示光照度传感器数据。 1. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时正确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXX lx（若 首位为 0，则可以不显示）”。2. 通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色不做要求），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。6 任务6：车辆雷达检测系统设计要求基于功能电路板通过编程实现雷达系统设计。 1. 通过编程实现LCD实时显示任意超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XXX cm”（误差：±2cm）。2. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，当超声波测距离超过20cm时，LCD显示U盘附件图片A界面，同时全彩RGB灯亮绿色灯光；当A超声波测距离不超过20cm且不小于10cm时，LCD显示U盘附件图片B界面，同时全彩RGB灯亮黄色灯光；当A超声波测距离小于10cm时，LCD显示U盘附件图片C界面，同时全彩RGB灯亮红色灯光且蜂鸣器持续鸣响。7 任务 7：简易多波形发生器设计要求基于功能电路板实现指定方波、三角波、正弦波的输出。本任务启动命令：task01 通过编程实现指定频率输出的方波、三角波、正弦波。频率信息由现场裁判指定（频率范围：1KHz-5KHz）。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第5套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第5套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。2. A车需按以下路径行进：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→D12 任务2：A车通过特殊地形A车从B6→C6→D6路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形的路面（特殊地形标志物），到达F6处。 1. 竞赛测试时裁判将指定地形标志物摆放位置，地形从四张中选择一张，所有参赛队一致。2. A车在通过地形标志物时，不能和地形标志物两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。3 任务3：A车完成语音交互A车在F6位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将该公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。2. 语音播报信息与编号说明：富强 民主 编号0x02 文明 和谐 编号0x03 自由 平等 编号0x04公正 法治 编号0x05 爱国 敬业 编号0x06 诚信 友善 编号0x074 任务4：A车进行距离信息采集A车位于F6处，获取位于G6处静态标志物（A）垂直平面到F6处中心点的距离。 F7处静态标志物（A）与G6中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车须测的距离信息发送至多功能信息显示-A标志物显示。测量误差：±20mm示例：测距为123mm，其显示效果为：JL-123（±20）5 任务5：A车完成智能路灯调光A车位于F4处，通过光照度传感器获取光照强度数据，获取位于F4处智能路灯初始档位，并将智能路灯标志物档位调整到目标档位。 1. 智能路灯标志物初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务4的距离数据，单位为毫米。6 任务6：A车获取RFID数据A车从F4→B4路线行进过程中，寻找到RFID卡片，并读取其指定数据块内容。如有必要可优先执行任务7。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在F4→B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于F1、F2、F3））其余两张卡片可能为空卡片，也可能存有干扰信息。3. RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块；示例：有效信息示例（字符串）：B4B6D6|F1，其中指定路径以第1个B4开头，以最后1个D6结束，F1则为B车的初始位置。7 任务7：A车通过智能ETC系统A车在指定路线F4→E4→D4→B4上行进，在F4附近处使智能ETC系统感应到A车上携带的电子标签，查询智能ETC系统闸门开启后A车顺利通过ETC系统。 1. A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约为10秒）的情况下通过智能ETC系统。2. 选手应计算好通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。8 任务8：B车启动与智能交通信号灯识别A车到达B4处后，执行B4→A4避让，开启A车功能电路板左右双闪灯。B车启动行进至F2处，而后启动智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）标志物进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯标志物（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物即可，无需执行其他操作。3. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。9 任务9：B车识别二维码B车在B2处，识别位于A2处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 1. A2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务4所得测距距离，n为任务5所测得路灯标志物初始档位，y为任务12中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：B车控制智能立体显示标志物显示B车从B2到达B4处，向位于C5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。B2至B4途中，B车需打开智能道闸标志物后才可通过。 1. 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务6中获取的B车初始位置。2. 道闸开启码为任务9中获取的有效数据。11 任务11：B车按指定路线行进并倒车入库B车在B4处按照A车从任务6中获取的指定路线行进，到达D6处，B车查询智能立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在D4处后的行进路线需按照任务6中RFID给定的路径行驶。在B6与D6之间行进应能顺利通过地形标志物。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。3. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。12 任务12：A车通过道闸A车关闭双闪，而后退出避让路线，控制智能道闸开启按照B4→B2路线行进。 1. 智能道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。13 任务13：A车开启智能报警台标志物A车位于B2处，指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车倒车入库A车在D2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令智能开启智能无线充电标志物和车载蜂鸣器，3S后关闭蜂鸣器和智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果从B车库跌落，则视为选手控制不当。2. 立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。3. 智能显示标志物在相关控制完成后关闭计时。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） D7 入口朝向D6处02 智能立体车库（B） D1 入口朝向D2处03 多功能信息显示（A） A6 显示屏朝向B6处04 多功能信息显示（B） C1 显示屏朝向C2处05 静态标志物（A） G6 静态数据源朝向F6标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） A2 静态数据源朝向B2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） E1 信号灯朝向F2处08 智能交通信号灯（B） A5 信号灯朝向B4处09 智能报警台 B1 红外接器收朝向B2处10 智能公交站 F7 喇叭朝向F6处11 智能显示 G2 显示屏朝向F2处12 智能立体显示 C5 标志物中心位于C5处13 智能ETC系统 E4 天线朝向F4处14 智能道闸 C3 道闸杆落在B3处15 智能路灯 G4 光源朝向F4处16 智能无线充电 E5 标志物中心位于E5处17 特殊地形 C6 标志物中心位于C6处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于F1、F2、F3车头朝向选手自行决定20 RFID 3张 在F4-B4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第5套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第5套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务 1：A车启动A车放置 B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时模式，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动前开启。A车需按以下路径行进：B7→B6→B4→D4→D4→F6→F4→F2→D2→B22 任务 2：A车完成文字识别A车在B4→D4的行进路线中，到达C4位置处，控制C3处的多功能信息显示标志物（B）中图片翻页，A车识别文字图片，获取文字信息后发送到智能公交站标志物上进行语音播报。 多功能信息显示标志物（B）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到存在有效文字信息的图片（仅一张图片存在文字信息，其余为干扰图片，干扰图片中无文字信息，图片顺序不定）。3 任务 3：A车完成交通信号灯识别A车在整个任务中会进行4次交通信号灯识别任务，分别在D4→D6、F6→F4、F4→F2、F2→D2的行进路线中，控制C5、G5、G3、E1处的智能交通信号灯标志物进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯标志物进行比对确认。 A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至智能交通信号灯标志物，超时结果无效。A车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物即可，无需执行其他操作。4 任务 4：A车进行二维码识别A车在D6→F6的行进路线中，在E6 位置处，识别位于 E5 处静态标志物（A）上的二维码信息，按指定格式将二维码上的信息转为有效信息。 静态标志物（A）上有多个二维码，其中有效信息仅包含小写字母和数字，其余为干扰字符，二维码数据长度不定。首先获取多个二维码上的有效数据，然后将多个二维码有效数据的最长公共子串作为后面开启报警台任务使用的有效信息。例如：二维码信息为：/-a*1xb2c|3-5 任务 5：A车开启报警台A车在 E6位置处，向位于E7 处的智能报警台标志物发送指定命令，开启智能报警台标志物报警功能。 智能报警台标志物开启码：由任务4 中获取的有效数据经过数据处理算法计算后获得。智能报警台标志物开启码计算方式详见数据处理算法文件。6 任务 6：A车完成行人数量检测与图形图像识别A车到达 F4位置处，控制 E3处的多功能信息显示标志物（C）进行图片翻页，A车识别行人图片，获取行人戴口罩行人数量信息。A车识别图形颜色图片，获取图形颜色信息，并按照指定格式将戴口罩行人数量及图形颜色信息发送给智能立体显示标志物上进行显示。 多功能信息显示标志物（C）复位后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到行人图片与图形颜色图片（行人图片与图形颜色图片显示顺序不定）。行人图片需要进行戴口罩行人数量识别，行人识别需识别出包括被遮挡在内的所有戴口罩行人，并统计戴口罩行人数量。图形类别统计信息格式：AaBbCc，其中，A 代表矩形，a 为矩形的数量（0-9）；B 代表菱形，b 为菱形的数量（0-9）；C 代表三角形，c 为三角形的数量（0-9）;此处规定正方形只归属于矩形，不归属于菱形，如果图形图片中有图形重叠时，只需统计完整图形，不统计被遮盖图形（下面颜色统计规则一致）。需识别的图形中涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255) 、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。颜色信息格式：xy，其中，x 为青色图形数量（0-9）；y 为品色图形的数量（0-9）。智能立体显示标志物上要显示的信息为戴口罩行人数量及图形颜色信息，信息格式为：AaBbCcxyz。例如：戴口罩行人数量为7，矩形图形数量为1，菱形数量为2，三角形数量为3，青色图形数量为3，品色图形数量为5，则智能立体显示标志物上显示的信息为A1B2C3357。7 任务7:A车进行车牌识别A车在D4→F4→F2路线上行驶，到达F2处，首先通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（C）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。8 任务8：A车进行交通标志识别A车D2处，通过翻页获取位于D1处多功能信息显示标志物（C）中显示的交通标志及行人图像信息。A车识别交通标志图片，获取交通标志类别作为有效信息。 1.多功能信息显示标志物（C）开机或重启后默认显示一张默认页，需通过翻页指令找到需要识别的交通标志图像，要求识别图像中的交通标志类别信息。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.交通标志类别对应A车入库编号，说明如下：交通标志类别为：直行、左转→车库A；交通标志类别为：右转、掉头→车库B；交通标志类别为：禁止掉头、禁止左转→车库C；交通标志类别为：禁止右转、限速标识→车库D。9 任务 9：A车通过智能道闸A车在 D2→B2 行进过程中，须将任务 7 中识别的有效车牌信息发送至智能道闸标志物控制其开启。 1. 在练习赛道发送任意消息均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送有效车牌信息才能开启，一段时间之后，智能道闸标志物将自动关闭。2. 选手需要控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。10 任务10：A车倒车入库A车到达B2处，根据智能信息显示标志物（A）中识别到的行人数量信息，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据任务8中获取的车库编号倒车驶入对应车库。车库编号对应坐标：车库A：坐标A6车库B：坐标A4车库C：坐标A2车库D：坐标B1例如：任务8中获取到的交通标志类别为：禁止掉头，则需要将A车停在车库C，对应坐标为A2。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能道闸 C1 闸杆朝向 C2 处02 智能公交站 A3 喇叭朝向 B3处03 多功能信息显示（A） D1 显示屏朝向 D2处04 多功能信息显示（B） C3 显示屏朝向 C4处05 多功能信息显示（C） E3 显示屏朝向F4处06 智能报警台 E7 红外朝向 E6处07 智能交通信号灯（A） E1 信号灯朝向 F2处08 智能交通信号灯（B） G3 信号灯朝向 F4处09 智能交通信号灯（C） C5 信号灯朝向D4处10 智能交通信号灯（D） G5 信号灯朝向 F6处11 智能显示 A5 显示屏朝向 B5处12 智能立体显示 C7 正面朝向 C6处13 静态标志物（A） E5 静态数据源朝向E614 A车出发点 B7 A车放置在 B7 处车头方向由选手自行决定四、竞赛平台位置示意图数据处理方法（LFSR）一、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码概述线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。一个反馈移位寄存器（feedback shift register）由两部分组成：移位寄存器和反馈函数（feedback function）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。图1 反馈移位寄存器密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacci configuration）。因为这是一个简单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析序列确保它们是随机并充分安全的。二、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码过程LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1, b2, ...., bn}，则第n+1位的值可以表示为bn+1=c1b1 c2b2... cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是抽头的位剔除掉。图2 线性反馈移位寄存器LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够产生足够安全的密钥，我们通常要求LFSR的周期能够足够大。一个n级LFSR最多只能遍历2n-1个状态，也就是说，一个n级LFSR的最大周期就是2n-1，我们把周期为2n-1的LFSR所生成的序列称为m序列。m序列LFSR反馈函数对应的特征多项式被称为本原多项式。产生一个给定阶数的本原多项式最简单的方法是选择一个随机的多项式，然后测试它是否本原。下表列举了一些不同阶数的本原多项式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，这样很容易把它转变成最大周期LFSR。第一个数是LFSR的长度，最后一个数为常数0，可以忽略，除0以外的所有数字指明了抽头序列，这些抽头从移位寄存器的左边开始计数。当移位寄存器比计算机的字还要长时，这个程序的计算时间会无限延长。因此，本题所列举的本原多项式只包含32位寄存器及以内，公式如下表所示：表1 本原多项式（≤32位寄存器）（1,0） （9,4,0） （17,6,0） （25,3,0）（2,1,0） （10,3,0） （18,7,0） （26,6,2,1,0）（3,1,0） （11,2,0） （19,5,2,1,0） （27,5,2,1,0）（4,1,0） （12,6,4,1,0） （20,3,0） （28,3,0）（5,2,0） （13,4,3,1,0） （21,2,0） （29,2,0）（6,1,0） （14,5,3,1,0） （22,1,0） （30,6,4,1,0）（7,1,0） （15,1,0） （23,5,0） （31,3,0）（8,4,3,2,0） （16,5,3,2,0） （24,4,3,1,0） （32,7,5,3,2,1,0）根据值{b1, b2, ...., bn}，循环n位LFSR，然后从前往后取前48位，得到的六个字节就是报警台开启码。三、线性反馈移位寄存器(LFSR)编码示例1. 从二维码（1）中提取的原始数据位{1,1,1,1}，可得到寄存器的初始值为1111。2. 从二维码（2）提取本原多项式{1,0,0,1}，查表可知本原多项式的（反馈函数）抽头位置在第1位和第4位。3. 因寄存器n的位数为4，可得不重复消息为15，直至消息重复之前能够产生下列内部状态序列表：表2 实验结果b4 b3 b2 b1 输出1 1 1 1 10 1 1 1 11 0 1 1 10 1 0 1 11 0 1 0 01 1 0 1 10 1 1 0 00 0 1 1 11 0 0 1 10 1 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 11 0 0 0 01 1 0 0 01 1 1 0 04. 将输出数据重复生成至满足6字节报警码，输出序列最低有效位串为：11110101 10010001 11101011 00100011 11010110 010001115. 最后得到红外报警器的6字节开启码为：0xF5、0x91、0xEB、0x23、0xD6、0x47全国职业院校技能大赛赛项规程赛项名称： 嵌入式系统应用开发英文名称： Embedded System Application Development赛项组别： 高等职业教育赛项编号： GZ030一、赛项信息赛项类别每年赛 隔年赛（□单数年/□双数年）赛项组别□中等职业教育 高等职业教育学生赛（□个人/团体） □教师赛（试点） □师生同赛（试点）涉及专业大类、专业类、专业及核心课程专业大类 专业类 专业名称 核心课程51 电子与 信息大类 5101 电子信息类 510101 电子信息工程技术 单片机技术及应用电子装联技术及应用智能电子产品检测与维修传感技术及应用嵌入式技术及应用510102 物联网应用技术 传感器应用技术无线传输技术自动识别应用技术物联网嵌入式技术物联网应用开发510103 应用电子技术 智能硬件的安装与调试单片机技术应用嵌入式技术与应用智能电子产品设计510106 移动互联应用技术 移动互联产品检测与调试通信协议开发嵌入式开发及应用移动互联应用程序开发510107 汽车智能技术 汽车微控制器技术应用车载网络及总线技术与应用车载无线通信技术与应用人工智能技术应用汽车智能传感器技术与应用车载终端应用程序开发510108 智能产品开发与应用 传感器技术与应用微控制器技术及应用无线通信组网技术移动终端应用及开发技术嵌入式系统与应用面对对象程序设计5101 计算机类 510209 人工智能技术应用 计算机视觉应用开发深度学习应用开发智能语音处理及应用开发人工智能综合项目开发510210 嵌入式技术应用 微控制器系统设计嵌入式操作系统应用嵌入式中间件开发嵌入式系统应用开发移动应用开发嵌入式项目开发与管理31 电子与 信息大类 电子信息类 （3101） 310101 电子信息工程技术 智能传感器应用嵌入式处理器应用开发智能互联通信技术应用计算机视觉技术应用智能电子系统设计310102 物联网工程技术 嵌入式系统开发传感器技术物联网标识技术无线传感网络开发物联网应用开发3102 计算机类 310209 人工智能工程技术 深度学习技术与应用嵌入式技术与应用人工智能应用系统开发310210 嵌入式技术 嵌入式微控制器应用开发传感器技术与应用嵌入式实时操作系统智能互联通信技术应用Android嵌入式应用开发嵌入式视觉识别技术与应用嵌入式AI与边缘计算技术应用智能嵌入式系统设计与开发对接产业行业、对应岗位（群）及核心能力产业行业 岗位（群） 核心能力(专业标准包含)新一代 信息技术 (电子信息) 嵌入式硬件工程师 具有电路原理图和装配图识读、常用电子 元器件识别的能力具有常用电子仪器仪表使用、电子工艺工具 工装操作的能力具有分析电路功能，并使用现代化专用仪表检测电路参数、调试电路、检修电路故障的能力具有基于嵌入式技术的智能电子产品软硬件 开发的能力具有智能应用电子装备调试和测试的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力嵌入式软件工程师 具有运用C、Java等编程语言进行程序 开发的能力具有微处理器接口应用及嵌入式底层驱动 开发的能力具有嵌入式操作系统移植、应用与开发能力具有嵌入式应用程序开发、智能互联应用 开发的能力具有智能算法分析与应用、嵌入式人工智能 应用与开发的能力具有适应嵌入式技术产业数字化发展需求的 数字技术和信息技术应用能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力智能硬件装调员 具有典型电子电路原理图分析，能根据要求完成典型电子电路的设计与制作的能力具有熟练使用微控制器开发平台、调试工具 进行微控制器应用开发的能力具有嵌入式应用程序与驱动程序编写、嵌入式 操作系统移植与裁剪的能力具有智能产品软硬件设计、装调与维护、故障分析、故障排除和运维服务的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力单片机开发工程师 具有正确选择并熟练使用通用数字电子仪器 仪表、工具及辅助设备的能力具有常用电子元器件和组件识别、检测、 选用的能力具有较好的电子电路应用能力，具有一般智能电子产品单片机控制程序开发、硬件设计和应用系统调试的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力新一代 信息技术 (物联网) 物联网开发工程师 具有嵌入式设备开发环境搭建、嵌入式应用 开发与调测的能力具有物联网多传感器融合式技术应用、简单 开发、设备接入和组网的能力具有物联网边缘设备应用开发、数据应用及 设备控制的能力具有物联网移动应用开发、平台系统安装 测试、数据应用处理和运行维护的能力具有探索将 5G、人工智能等现代信息技术 应用于物联网技术领域的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力移动互联开发工程师 具有移动互联硬件嵌入式程序开发的能力具有移动互联应用系统测试的能力具有开发移动互联应用程序的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力新一代 信息技术 (人工智能) 人工智能应用工程师 具备模型选择、搭建、训练、测试和评估能力具备深度学习框架的安装、模型训练、推理 部署的能力具有图像处理与识别、智能语音交互及人工 智能边缘计算开发的能力具备利用计算机视觉、智能语音、自然语言处理等技术，根据典型应用场景进行人工智能应用集成设计和开发的能力具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力二、竞赛目标赛项对接实体经济各领域数字化、智能化转型升级，服务经济社会发展与自主可控国家战略。随着数字经济的快速发展，嵌入式技术与人工智能、物联网、机器人等新技术、新产业、新业态深度融合，已成为各领域数字化、智能化增值的关键性带动技术。赛项设计借鉴世界技能大赛的理念和竞赛模式，基于真实应用场景以实操形式实施，使用国产自主可控嵌入式芯片、开发环境及嵌入式操作系统技术，将嵌入式系统应用开发相关核心知识与技能、工艺与规范、思维与素养有机组合，考查学生的嵌入式系统综合应用开发、团队协作、应急处突、知识与技能迁移等职业综合能力，服务学生全面发展。赛项引领电子与信息大类相关专业建设和教学改革，促进职业教育职普融通、产教融合、科教融汇，助力职业院校产教融合、“岗课赛证”融通综合育人。赛项将竞赛任务与工作岗位任务对接，竞赛内容与专业课程及1+X证书内容对接。赛项探索吸纳普通高校学生、“专精特新”等行业企业职工参赛，同台竞技、取长补短。将行业最新技术及现场研发、调试、工艺改进经验转化为优质教育资源，实现赛项的健康可持续发展，真正做到以赛促学、以赛促教、以赛促改、以赛促建，助力现场工程师培养，培养技能型社会所需的复合型高素质技术技能人才。三、竞赛内容（一）赛项考查的技术技能本赛项采用实操形式考察学生的嵌入式系统应用开发能力。赛项考查的技术包括：电子电路技术、嵌入式微处理器应用技术、开源硬件应用技术、无线通信与组网技术、现场总线技术、自动识别技术、传感器检测技术、移动互联技术、嵌入式视觉识别技术、智能语音技术、嵌入式人工智能与边缘计算技术等。赛项考查的技能包括：嵌入式系统硬件的焊接、调试、排障、安装，嵌入式系统驱动及应用程序编写与调试，开源硬件编程与调试，传感器数据采集与应用，无线通信与控制，移动互联应用开发、嵌入式视觉识别应用开发，智能语音交互应用开发、人工智能边缘计算应用开发以及系统集成应用。（二）赛项涵盖的职业典型工作任务1．嵌入式系统硬件制作与调试；2．嵌入式系统硬件驱动开发；3．嵌入式系统应用程序开发；4．嵌入式系统边缘计算应用开发；5．嵌入式系统安装配置和调试；6．分析和解决嵌入式系统设计与开发中的技术问题；7．数据通信、数据处理和应用。（三）赛项检验的专业核心能力与职业综合能力1．赛项检验的专业核心能力包括：⑴具有常用电子测量仪器与工具工装操作、电路原理图识读与分析、计算机程序设计与数据库应用的能力；⑵具有嵌入式系统硬件装联与调试的能力；⑶具有微处理器接口应用及嵌入式底层驱动开发的能力；⑷具有嵌入式应用软件开发与测试能力；⑸具有嵌入式操作系统移植、应用与开发能力；⑹具有智能算法分析与应用、嵌入式边缘计算应用与开发的能力；⑺具有适应电子信息产业数字化发展需求的能力；⑻具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。2．赛项检验的职业综合能力包括：⑴具备嵌入式系统的硬件和软件开发能力；⑵熟悉C语言、Java语言等编程语言，具备良好的编程能力；⑶熟悉使用常用的国内外嵌入式操作系统；⑷具备良好的英语阅读能力，能够阅读英文技术文献；⑸具备良好的沟通能力、团队协作精神、劳动精神和精益求精的工匠精神；⑹具备6S管理能力。（四）赛项创新、创意的范围与方向选手创新、创意的方向是智能感知、智能决策与智能控制，可以在图像处理与识别算法、多任务程序设计与优化、通信安全与稳定性、信道传输效率、加密算法优化、电机动态控制算法优化、产品装配工艺流程、数据采集算法优化等技术领域得到发挥。（五）赛项模块及分值配比表1 赛项模块及分值配比一览表模块 主要内容 分值模块一 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 参赛选手在规定时间内装联、调试一套竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板，完成嵌入式系统硬件制作，并基于嵌入式实时操作系统完成硬件驱动开发，实现赛题任务要求的功能。 35模块二 嵌入式系统应用程序开发 参赛选手在规定时间内根据现场下发的竞赛赛题，完成嵌入式系统应用程序的编写和测试，控制竞赛平台完成相应竞赛任务。 40模块三 嵌入式系统边缘计算应用开发 参赛选手在规定时间内根据现场下发的竞赛赛题，完成嵌入式系统边缘计算应用程序的开发，控制边缘计算终端与竞赛平台协同完成相应竞赛任务。 25四、竞赛方式竞赛设置三个竞赛模块，各模块均采用线下比赛的形式进行。竞赛设学生团体赛，必须以院校为单位组队参赛，不得跨校组队。每队由3名选手（设1名队长）组成，每队限报2名指导教师。竞赛三个模块分两天完成，第一天完成第一和第二模块，第二天完成第三模块，参赛队竞赛期间的赛位号均于竞赛当天的第二次加密时抽签确定，二次加密抽签获得编号即为赛位号，每日不重复，并由各参赛队队长进行抽签并确认。竞赛当天赛题以任务书的形式发放，参赛队根据竞赛任务书的要求自行决定分工完成竞赛任务。五、竞赛流程（一）竞赛流程图图1 竞赛流程图（竞赛前一天与竞赛第一天）图2 竞赛流程图（竞赛第二天）（二）竞赛时间安排表2 嵌入式系统应用开发赛项竞赛时间安排表时间 主要内容前一天 14:30-15:30 召开领队与指导教师赛前说明会，抽取竞赛检录序号15:30-17:00 参赛选手熟悉场地竞 赛 第 一 天 07:00 参赛选手到指定地点集合检录07:00-07:40 参赛选手分多组依次完成检录、一次加密以及二次加密07:40-07:50 赛位设备与工具检查并签字确认07:50-07:55 裁判长讲解竞赛注意事项07:55-08:00 发放第一模块赛题与功能电路板，竞赛开始08:00-10:30 第一模块竞赛装联调试阶段 （嵌入式系统硬件制作与驱动开发）10:30-11:30 第一模块竞赛测评阶段11:30-11:55 选手用餐休息11:55-12:00 发放第二模块赛题12:00-16:00 第二模块竞赛测试阶段 （嵌入式系统应用程序开发）16:00-17:00 第二模块第一轮竞赛测评阶段 （自动化评分）17:00-18:00 第二模块第二轮竞赛测评阶段 （自动化评分）18:00 第一天竞赛结束，选手离场竞 赛 第 二 天 07:00 参赛选手到指定地点集合检录07:00-07:40 参赛选手分多组依次完成检录、一次加密以及二次加密07:40-07:50 赛位设备与工具检查并签字确认07:50-07:55 裁判长讲解竞赛注意事项07:55-08:00 发放第三模块赛题，竞赛开始08:00-10:30 第三模块竞赛测试阶段 （嵌入式系统边缘计算应用开发）10:30-11:30 第三模块第一轮竞赛测评阶段 （自动化评分）11:30-12:30 第三模块第二轮竞赛测评阶段 （自动化评分）12:30 竞赛结束，选手离场12:30-14:30 申诉受理12:30-15:30 各竞赛模块分数汇总与成绩核定15:30-16:30 成绩解密，公布成绩16:30-17:30 赛项点评，颁奖1．赛前准备竞赛前一天14:30-15:30在赛场指定地点召开领队、指导教师说明会并抽取检录顺序号，15:30-17:00参赛选手前往赛场，熟悉赛场环境。2．竞赛任务分工竞赛时长共计10个小时（不含用餐、休息及各模块测评时间），第一模块用时2.5小时，参赛队需要完成嵌入式系统硬件制作与驱动开发任务，选手可以在元器件分拣与测试、功能电路板装联与调试、嵌入式实时操作系统驱动程序开发等方面进行任务分工；第二模块用时4.5小时（含0.5小时两轮测评之间选手对程序优化调整时间），参赛队需要完成嵌入式系统应用程序开发任务，选手可以在嵌入式微控制器应用程序开发、开源硬件应用程序开发与嵌入式视觉识别应用开发等方面进行任务分工；第三模块用时3小时（含0.5小时两轮测评之间选手对程序优化调整时间），参赛队需要完成嵌入式系统边缘计算应用开发任务，选手可以在嵌入式系统移动互联、信息编解码、图像采集处理与识别等边缘计算应用开发等方面进行分工。3．竞赛第一天（1）检录加密参赛队在7:00前到达竞赛指定检录地点，依据赛前抽取的检录顺序有序排队等候检录；7:00-7:40参赛队按序分别接受检录、一次加密和二次加密；在检录期间进行选手身份核验与自带设备工具检查；在一次加密中抽取的编号为参赛号；在二次加密中抽取的编号为赛位号，参赛队进入赛场内对应编号的赛位就坐。（2）竞赛准备7:40-7:50参赛队检查各自赛位上由大赛执委会提供的仪器设备是否正常并签字确认。7:50-7:55裁判长讲解竞赛注意事项，7:55-8:00发放第一模块竞赛赛题和嵌入式系统功能电路板，8:00由裁判长宣布竞赛正式开始后，选手方可拆封第一模块赛题并开始检查元器件。（3）第一模块竞赛阶段：嵌入式系统硬件制作与驱动开发（2.5小时）8:00-10:30期间，参赛队队长确认已领元器件是否缺损，若功能电路板配套元器件中有数量/型号与清单中注明不符的，或元器件外观有明显损坏的，选手应在8:30之前提出申请，超过规定时间更换或补领按评分标准扣分，更换或补领同一型号器件不得超过功能电路板元器件标准用量。10:30后参赛选手须停止操作，等候裁判指令进行驱动程序功能测评。驱动程序功能测评过程中允许选手申请使用完好的标准功能电路板进行测评，申请使用标准功能电路板需要根据表4评分标准做相应扣分处理。（4）第二模块竞赛阶段：嵌入式系统应用程序开发（4.5小时）12:00-16:00期间，参赛选手需要根据现场下发的本模块赛题进行嵌入式系统应用程序的编写和测试，完成相应赛道任务功能。竞赛区域每组练习赛道按照参赛队数量平均分配，12:30后参赛队按规定的时间进入练习赛道进行赛道任务测试，每次五分钟，过时不补，须等待下一次测试机会。16:00-17:00期间完成本模块第一轮竞赛测评。参赛队在完成第一轮竞赛测评后，均有0.5小时用于调整优化程序。17:00-18:00期间完成本模块第二轮竞赛测评。竞赛练习过程中允许参赛选手申请更换竞赛平台（限一次），如进行更换需根据表4评分标准做相应扣分处理。在所有参赛队完成本模块第二轮竞赛测评后，各参赛队整理赛位与个人物品，在裁判发出撤场指令之后，有序离开赛场。4．竞赛第二天（1）检录加密参赛队在7:00前到达竞赛指定检录地点，依据赛前抽取的检录顺序有序排队等候检录；7:00-7:40参赛队按序分别接受检录、一次加密和二次加密；在检录期间进行选手身份核验与自带设备工具检查；在一次加密中抽取的编号为参赛号；在二次加密中抽取的编号为赛位号，参赛队进入赛场内对应编号的赛位。（2）竞赛准备7:40-7:50参赛队检查各自赛位上由大赛执委会提供的仪器设备是否正常并签字确认。7:50-7:55裁判长讲解竞赛注意事项，7:55-8:00发放第三模块竞赛赛题，8:00由裁判长宣布正式竞赛，选手方可拆封第三模块赛题。（3）第三模块竞赛阶段：嵌入式系统边缘计算应用开发（3小时）8:00-10:30期间，参赛选手需要根据下发的第三模块赛题进行嵌入式系统边缘计算应用开发，完成相应赛道任务功能。竞赛区域每个练习赛道按照参赛队数量平均分配成组，8:30后参赛队按规定的时间进入练习赛道进行赛道任务测试，每次五分钟，过时不补，须等待下一次测试机会。10:30-11:30期间完成本模块第一轮竞赛测评。参赛队在完成第一轮竞赛测评后，有0.5小时用于调整应用程序。11:30-12:30期间完成本模块第二轮竞赛测评。竞赛练习过程中允许参赛选手申请更换竞赛平台（限一次），如进行更换需根据表4评分标准做相应扣分处理。在所有参赛队完成本模块第二轮竞赛测评后，各参赛队收拾整理赛位与个人物品，在裁判发出撤场指令之后，有序离开赛场。六、竞赛规则（一）参赛资格参赛选手须为高等职业学校专科、高等职业学校本科全日制在籍学生。五年制高职四、五年级学生可以报名参赛。原则上参赛选手经过各级选拔产生。在往届全国职业院校技能大赛中获本赛项一等奖的选手不再允许参加本赛项竞赛。（二）报名要求本赛项为团体赛，省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团可组织报名，不允许跨校组队。各省参赛队数量以正式比赛报名通知为准。指导教师须为本校专兼职教师，每队安排指导教师不超过2名。参赛选手和指导教师报名确认后不得随意更换。如确因故无法参赛，按照《全国职业院校技能大赛制度汇编》（下称《制度汇编》）中的“参赛管理办法”进行更换或补充。（三）赛场环境竞赛现场提供规程中规定的设备和工具，参赛选手应在竞赛开始前指定时间段进入赛场开放区域熟悉赛场环境。未经许可不得随意触碰赛场设备，不得摄录以及通过任何途径发布赛场任何信息。（四）正式竞赛1．参赛选手在竞赛开始前到达赛场外指定地点检录，核验选手身份、参赛资格。开赛15分钟后参赛选手仍未检录进入赛场，按弃权处理。2．竞赛期间参赛选手不得擅自离开赛位，如需帮助可向现场裁判举手示意。3．竞赛所需的平台、工具和软件由参赛队自备，规定以外的任何物品均不允许进入赛场。4．参赛队应严格遵守操作规范，当设备发生故障或损坏，导致无法继续竞赛时，裁判长有权根据实际情况做出合理裁决。5．竞赛结束后，离开赛场前，参赛队不得再对竞赛平台、编程工具等进行任何操作。（五）成绩公布竞赛成绩由裁判长、监督仲裁组签字确认后公示2小时，无异议后公布竞赛结果，并在闭赛式上宣布并颁发证书。（六）竞赛相关管理规定1．参赛队应该积极参加赛项承办单位组织的闭赛式等各项赛事活动。2．在赛事期间，领队及参赛队其他成员不得私自接触裁判，凡发现有违反竞赛相关管理规定者，取消其参赛资格，成绩无效。3．对任何有碍竞赛公平公正和竞赛正常进行的人员，视情节轻重，按照《全国职业院校技能大赛奖惩办法》的有关规定进行处理。七、技术规范（一）赛项遵循的相关标准和规范赛项所属产业或覆盖行业中已经颁布实施的国际、国家、行业技术、职业资格标准与规范：1．嵌入式系统设计工程技术人员国家职业技能标准（职业编码2-02-10-06）2．广电和通信设备电子装接工国家职业技能标准（职业编码6-25-04-07）3．广电和通信设备调试工国家职业技能标准（职业编码6-25-04-08）4．计算机程序设计员国家职业技能标准（职业编码4-04-05-01）5．智能硬件装调员国家职业技能标准（职业编码6-25-04-10）6．人工智能工程技术人员国家职业技术技能标准（职业编码6-25-02-06）7．嵌入式软件C语言编码规范（GB/T 28169-2011）8．信息技术 嵌入式系统术语（GB/T 22033-2017）9．嵌入式系统系统工程过程应用和管理（GB/T 28173-2011）10．物联网边缘计算第1部分：通用要求（GB/T 20192140-T-469）11．嵌入式边缘计算软硬件开发职业技能等级标准（二）赛项涉及的相关专业能力要求专业知识、技术技能、生产工艺及操作规范等：1．掌握与从事相关职业活动的国家法律、行业规定，掌握绿色生产、环境保护、安全防护、质量管理等相关知识与技能，了解相关产业文化，遵守职业道德准则和行为规范。2．掌握支撑从事相关岗位的数学、物理、计算机、工程基础等专业基础知识，具有扎实的科学素养与人文素养。3．具有数字电路、模拟电路、电子元器件、印刷电路板设计、集成电路应用、传感器、嵌入式通信、硬件调试等嵌入式硬件基础知识。4．具有微处理器、程序设计、嵌入式操作系统、智能算法、软件调试、代码优化、嵌入式软件工程等嵌入式软件基础知识。5．熟悉电烙铁、热风枪、吸锡器、镊子等电子装联工艺相关工具的使用，具有电子电路手动装联和电路故障检测维修的能力。6．熟悉万用表、直流稳压电源、示波器、逻辑分析仪等嵌入式开发中常用电子仪器仪表的使用与测量结果的分析。7．具有电路原理图和装配图识读、常用电子元器件识别的能力。8．熟悉嵌入式开发环境安装、工程建立、代码下载与调试。9．具有C、Java等计算机编程语言程序设计与数据库应用能力。10．具有微处理器接口应用及嵌入式底层驱动开发的能力。11．具有嵌入式实时操作系统移植与应用开发能力。12．掌握传感器检测与数据采集、执行机构驱动与控制等技术技能，具备嵌入式系统测控应用开发的能力。13．掌握无线通信组网、通信协议设计、移动互联等技术技能，具备嵌入式系统智能互联应用开发的能力。14．掌握图像采集与识别、智能语音交互、边缘计算等技术技能，具备人工智能技术集成与嵌入式系统边缘计算应用开发的能力。15．具有嵌入式应用软件开发与测试的能力。16．具有适应电子信息产业数字化发展需求的能力。八、技术环境（一）赛场环境赛场总面积不低于2500㎡，赛位面积约12㎡（3m×4m），赛位设置标准工作台，提供220V国标电源插座、示波器、直流稳压电源，相邻赛位间隔1m以上。（二）竞赛技术平台选手仅可携带本规程规定的设备与工具，规定以外物品均禁带。竞赛技术平台及相关仪器、设备和工具等技术参数如表3所示。表3 竞赛技术平台参数表名 称 主要功能/技术参数嵌入式系统功能电路板 基于国产自主嵌入式微处理器与嵌入式实时操作系统，支持电子装联工艺、电子电路故障检测与维修、嵌入式实时操作系统驱动与应用开发等竞赛任务的考核与实现。智能嵌入式系统综合应用开发平台 平台基于场景化功能单元组成，包含智能标志物交互应用沙盘单元、嵌入式智能车开发单元(A、B)。各功能单元基于ZigBee进行无线自组网通信，能够满足运动控制、传感器检测与应用、无线通信应用、RFID应用、智能语音交互、图像采集传输与识别等智能嵌入式系统应用开发的需求。 1．智能标志物交互应用沙盘单元包含智能交通信号灯、多功能信息显示、智能立体车库、智能道闸、智能公交站、智能路灯、智能报警台、智能ETC、智能立体显示、特殊地形、智能无线充电等标志物，可与嵌入式智能车开发单元B完成无线组网及各类智能交互任务。 2．嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”），支持无线自组网、图像识别边缘计算、本地数据存储、智能语音交互处理、传感器应用、智能运动控制、智能循迹、RFID应用、电量检测、CAN总线通信与数据显示等，能够与移动边缘终端建立WiFi通信或者以太网通信进行图像采集与传输，与应用沙盘的智能标志物完成各类功能交互。 3．嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”），基于轮式机器人结构，支持机器视觉感知、无线自组网、智能语音交互、传感器应用、智能运动控制、智能循迹、电量检测等功能，能够通过机器视觉感知赛道并处理图像数据，与应用沙盘完成各类功能交互。表4 自带设备、工具说明序号 项目 说明1 竞赛平台 参赛队需自带嵌入式智能车开发单元A（A车）与嵌入式智能车开发单元B（B车）2 边缘计算终端 （移动终端） 搭载HarmonyOS或Android系统，支持WiFi通信，满足边缘计算应用程序开发需要3 电子装联工具 烙铁、风枪、万用表等电子装联必备工具和耗材4 开发及下载 工具 电脑（不限品牌）、下载器（仅含ST/J-Link）、USB-TTL、RJ45网线5 软件开发环境 根据竞赛平台及竞赛考点相关内容准备相应版本 软件开发环境九、竞赛样题（一）第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发竞赛内容及样题1．竞赛内容⑴竞赛要求竞赛现场下发嵌入式系统功能电路板（含带故障的PCB空板）、功能电路板元器件、嵌入式最小系统板（基于国产化嵌入式微处理器，下同）及相关技术资料（电路原理图、器件位置图、物料清单、器件手册等）。参赛选手需在装联调试阶段，按照电子装联相关工艺规范及标准完成该功能电路板的焊接、调试，完成硬件制作，使其功能正常，开发相应国产化嵌入式实时操作系统驱动程序，在竞赛测评阶段进行功能验证。⑵竞赛内容①元器件检测参赛选手须参照物料清单进行元器件的辨识、分拣和检测。赛题所涉及的元器件种类包含：电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOS管、电位器、LED发光二极管、模拟与数字器件芯片集成模块、晶振、CMOS逻辑门、集成运放、集成稳压块、接口座子、测量端子、传感器/执行器（含IIC、SPI、UART等接口）、射频芯片、语音单元、LCD显示单元、解调芯片、蜂鸣器、扬声器、数码管、点阵LED、模拟开关、拨动开关、按键、电位器。②电路板装联参赛选手须依据电路原理图、器件位置图、物料清单，在规定时间内完成电路板元器件的装联和功能任务电路制作，并在指定时间上交进行装联工艺评分。本赛题所涉及的元器件封装：DIP类、SIP类、SOP类、SSOP类、VSSOP类、SOD类、SOT类、TO类、TSSOP类、WSOF类、0603、0805、1206、3528、QFP/QFN类、CAE类、OSC类、MLD类、功率电感、FPC座。③故障排除参赛选手须根据电路原理图分析电路功能，并使用示波器、万用表等仪表进行故障排除，使电路板功能正常。本赛题所涉及的电路故障仅限于：断线、短路、丝印错误、器件封装错误。所涉及的电路参数调整仅限于：电位器阻值调整、可变电容容值调整、拨动开关状态设置、跳线帽的接入选择。参赛选手装联不当造成的故障不在考察范围之内，由选手自行处理解决。由此产生的性能不良或功能不全，后果也由选手完全承担。④嵌入式系统驱动程序开发参赛选手须根据现场下发的功能电路板原理图、相关器件手册等资料，完成相应嵌入式实时操作系统驱动程序开发。在竞赛装联调试环节结束前根据竞赛题目、原理图等，正确装联嵌入式最小系统板与功能电路板，并将程序下载到嵌入式最小系统板中。本模块涉及的嵌入式系统驱动程序开发包含：通用I/O（GPIO）驱动程序开发；中断程序开发；定时器程序开发；模数转换器（ADC）程序开发；数模转换器（DAC）程序开发；单总线驱动程序开发；IIC总线驱动程序开发；SPI总线驱动程序开发；串行通信接口（UART）驱动程序开发；实时时钟（RTC）驱动程序开发；实时操作系统线程应用开发；实时操作系统内存与中断管理应用开发；实时操作系统FinSH控制台应用开发。⑤测评准备在第一模块装联调试阶段结束后，参赛选手须将嵌入式最小系统板、电路功能板等设备送达候场区等候测试。参赛选手接到测评准备指令后，遵循现场顺序依次达到指定竞赛测评区，根据竞赛任务表进行功能测评。测试过程中不得使用计算机再次下载、更新程序。⑥装联工艺评分参赛选手在完成功能电路板的功能测评后，将装联好的功能电路板上交至裁判指定位置，由三次加密裁判统一做三次加密后，最终由评分裁判进行功能电路板装联工艺评分。⑶注意事项①参赛选手在装联等操作过程中应当严格遵守安全操作规范，安全用电，保持桌面整洁。②选手需在竞赛开始半小时内确认功能嵌入式系统功能电路板的器件完整情况，如有缺失可申请补领器件，竞赛开始半小时之后再补领器件将按规程规定扣除相应分值。③选手在本模块竞赛测评过程中，可申请使用完好功能电路板进行软件程序功能验证（限1次，按规程扣除相应分值）。④参赛选手不得做出干扰或影响他人竞赛的行为。2．样题⑴总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）以及国产自主嵌入式实时操作系统完成硬件驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，竞赛任务测评由评分裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评，各竞赛任务启动命令见竞赛任务表中对应竞赛任务描述，如：task01、task02等。各项竞赛任务通过启动命令完成启动后，要求屏幕上方显示当前启动的竞赛任务名称。⑵竞赛任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：竞赛任务计时系统开发 要求基于现场功能电路套件通过编程实现数码管计时显示系统。 1．通过编程实现基于数码管的竞赛任务计时系统，要求从本模块竞赛测评开始时启动计时，计时单位为秒，测评结束时可关闭计时系统。 2．本模块竞赛测评过程中，要求数码管全程显示，且计时器不能清零和暂停，不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器清零、暂停或复位等，此任务不得分。 显示格式：“XX．YY”（XX为分钟，YY为秒，“．”为分隔符，若首位为0，必须显示）。2 任务2：微处理器基础驱动开发 要求基于现场功能电路套件通过编程实现微控制器的基础硬件功能开发。 1．通过编程实现对板载RGB LED灯亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯的顺序，实现红灯亮起1S后关闭、绿灯亮起1S后关闭、蓝灯亮起1S后关闭。 2．通过编程实现对板载RGB LED灯的红色灯光亮度渐变控制，要求实现红色灯光亮度由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。3 任务3：LCD显示应用开发 要求基于现场功能电路套件通过编程实现LCD显示指定信息。 1．通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：三角形、正五角星形、梯形，三角形填充颜色为蓝色、正五角星形填充颜色为绿色、梯形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。 2．通过编程实现LCD显示滑块控件，并显示滑块控件当前调节值，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。 3．要求滑块控件步进值为1，最大值为100，最小值为0，控件数值对应RGB灯（仅限绿色）亮度0%-100%，通过改变滑块控件位置能够实现RGB灯（仅限绿色）亮度控制。4 任务4：语音交互应用开发 要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1．通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。 2．要求通过语音命令控制语音模块播报当前任务运行的时间（此时间为任务2中的数码管显示时间），播报时间与显示时间误差不超过10秒，播报内容格式为：“当前任务运行时间为XX分XX秒”，待识别词条内容为：“查询任务运行时间”。 示例：若通过语音说出“查询任务运行时间”指令，则语音模块应播报：“当前任务运行时间为XX分XX秒”（播报的时间内容必须是数码管显示的实时时间，误差不超过10S）。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发 要求LCD显示屏实时准确显示温度传感器和光照度传感器数据。 本任务启动命令：task01 1．通过编程实现LCD显示屏实时准确显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前温度：XX．X℃”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示效果明显便于观察。 2．通过编程实现恒温控制，要求温度传感器实时更新显示。且温度阈值可调，要求通过嵌入式功能板上的加热电阻和散热风扇来实现恒温控制（误差±2℃）。 3．通过编程实现启动 LCD 显示屏实时准确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XX lx（其中X为光照度值，若首位为 0，则可以不显示）”。 4．通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色不限），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。6 任务6：密码锁系统开发 要求基于现场功能电路套件通过编程利用触摸屏实现密码锁系统开发。 本任务启动命令：task02 1．通过编程实现密码锁系统，密码锁UI界面示例如右图所示。 2．要求密码锁初始密码为1234，密码锁包含密码设置、验证和解锁功能，解锁密码设置成功后，即可进行密码验证。输入密码正确时，RGB LED灯亮绿色灯光，蜂鸣器滴一声，当输入密码错误时，RGB LED灯亮黄色灯光，蜂鸣器滴、滴、滴响三声，如果连续输入3次错误密码，蜂鸣器持续报警且RGB LED灯显示红色灯光并持续闪烁。（二）第二模块 嵌入式系统应用程序开发竞赛内容及样题1.竞赛内容（1）竞赛要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。（2）竞赛内容①编程调试参赛选手须依据赛题给定的赛道地图以及现场随机抽取的竞赛题目进行嵌入式系统应用程序编写。竞赛现场下发练习测试赛道使用时间表，参赛选手根据此表所列时间分别进入练习测试赛道进行调试。②测评准备参赛选手应及时掌握竞赛时间进度，在接到现场裁判提示后务必将功能任务验证程序下载到A车、B车中，并根据裁判要求将A车、B车放置在赛场的指定区域。测评时根据现场裁判或工作人员指令提示，依次将A车、B车放置于指定竞赛测评赛道，并根据竞赛题目要求将A车或B车开启后放置在指定坐标或位置，准备进行竞赛测评。③赛道任务参赛选手接到竞赛开始指令后，启动竞赛平台的全自动运行控制程序，使A车、B车与智能标志物交互应用沙盘单元协同联动，完成第二模块竞赛任务表中规定的各项赛道任务。本模块所涉及的赛道任务包含：A车执行基于光电传感器的前进/后退/左转/右转/停止/循迹等动作。B车执行基于光电传感器或图像识别的前进/后退/左转/右转/停止/循迹等动作。A车或B车到达赛道地图指定坐标位置处。A车或B车按指定路线行进。A车或B车控制左/右转向灯开启或关闭。A车或B车打开/关闭蜂鸣器。A车或B车到达指定车库并执行倒车入库操作。A车与B车之间进行数据交互。A车或B车通过相关信息，获得竞赛任务数据或指定的行驶路线。A车或B车获得静态标志物垂直平面与任务要求的十字路口中心点距离，距离信息可作为其他竞赛任务信息。A车或B车动态检测行进方向的距离信息，根据距离信息执行主动避让障碍物并进行路线切换。A车或B车获取智能路灯标志物当前档位信息，档位信息可作为其他竞赛任务信息。A车或B车通过指定格式指令控制智能路灯标志物到指定档位。A车或B车通过相关信息，获得智能路灯标志物的目标档位。A车或B车通过指定格式指令控制智能报警台标志物开启，或通过指定格式指令获取随机坐标。A车或B车通过指定格式指令控制智能无线充电标志物开启或关闭。A车或B车通过相关信息，获得智能无线充电标志物开启码后控制其开启。A车或B车通过指定格式指令控制智能道闸标志物开启。A车或B车通过相关信息，获得智能道闸标志物开启信息。A车或B车通过指定格式指令控制智能立体车库复位。A车或B车获取智能立体车库当前层数信息，为其他任务提供数据来源。A车或B车通过相关信息，获得智能立体车库最终停留层数。A车或B车采用倒车入库方式进入立体车库，并停在指定层级。A车或B车将相关任务结果按照指定格式发送到智能立体显示标志物上。A车或B车通过相关信息，获得智能立体显示标志物控制指令，并发送到智能立体显示标志物上显示。A车或B车通过指定格式指令控制智能显示标志物开启/关闭计时。A车或B车将相关信息按照指定格式发送到智能显示标志物上显示。A车或B车通过指定格式指令控制智能显示标志物显示距离信息。A车或B车通过指定格式指令控制多功能信息显示标志物翻页。A车或B车通过指定格式指令控制多功能信息显示标志物开启/关闭计时。A车或B车将相关信息按照指定格式发送到多功能信息显示标志物上。A车或B车将相关信息按照指定格式进行语音播报。A车或B车启动语音识别，获取智能公交站标志物发出的语音信息，使用平台的语音交互系统将该语音重复播放。A车或B车启动语音识别，获取智能公交站标志物发出的语音信息，并把相应语音信息编号按照指定格式上传评分终端或发送至其他标志物。A车或B车顺利通过特殊地形上放置的特殊地形。A车或B车向竞赛自动评分终端返回指定格式数据。B车识别静态/多功能信息显示标志物/沙盘围栏指定位置的二维码，提取其中有效信息，为其他任务提供数据来源。A车或B车启动智能交通信号灯标志物进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯标志物进行确认。A车通过相关信息，获得RFID相应数据块地址、块数据密钥，为其他任务提供数据来源。A车在行进路线中，获得RFID卡片位置信息，为其他任务提供数据来源。A车通过相关信息，获得RFID卡内有效数据内容，为其他任务提供数据来源。A车通过相关信息，获得B车的出发坐标、初始车头朝向、入库坐标或指定的行驶路线等信息。A车顺利通过ETC系统标志物，不触碰其闸杆。（3）注意事项①竞赛现场标志物摆放位置及赛题于竞赛现场随机抽取，练习测试赛道与决赛测评赛道标志物摆放位置一致。②赛道标志物因其本身特性，或者任务特殊需求，摆放时可能偏离坐标点位置。标志物的最终摆放位置应以赛场实际摆放位置为准。③选手按规定时间进入练习赛道进行赛道任务测试，每次五分钟，过时不补，须等待下一次测试机会。④在A车或B车开始执行竞赛任务的过程中，选手不得再次触碰机器人或移动终端，再次触碰则认为本轮次测评结束。⑤参赛队若放弃本模块竞赛测评，队长须前往竞赛测试区签字确认，表明自愿放弃竞赛测评。⑥本模块竞赛测评过程中，每一轮测评参赛选手均有两次启动A车或B车的机会，单轮测评的两次任务成绩均按次单独计算不累加，两次测评总用时不超过5分钟，若超出5分钟，则超出时间所获的成绩无效。⑦本模块竞赛第二轮测评结束后，各参赛队返回各自赛位等候裁判指令。⑧竞赛结束后，参赛队须提交竞赛当天下发的全部材料（包含但不限于：竞赛相关功能模块、纸质文件、U盘、草稿纸、签字笔等）给现场裁判，清洁赛位后即可携带自备仪器与工具离开赛场。2．样题（1）总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统应用程序开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。（2）竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动 A车放置在B7处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动前开启计时模式。 2.选手应在出库前确认车库是否已经下降到一层。在车库下降过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。 3.A车行驶路径：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F12 任务2：A车进行智能路灯交互 A车在B7→B6路线上行驶，到达B6处，获取位于A6处智能路灯标志物初始档位。 智能路灯标志物初始档位记为n。3 任务3：A车进行RFID识读 A车在B6→D6→F6路线上行驶，在B6→F6路段存在RFID卡片，A车应获取RFID卡片内有效数据并顺利到达F6处。 1.RFID卡数量共2张，读取信息仅需验证A密钥即可，2张RFID卡A密钥为（0xFF，0xFF，0xFF，0xFF，0xFF，0xFF）。 2.2张RFID卡片放置在B6→F6路段。 3.第1张RFID卡，数据块地址为第3扇区第2数据块，信息为固定10个字节长度的数据（10字节后数据用0填充，为无效数据），有效信息为数字0-9，其余信息均为干扰字符。有效信息用于第2张RFID卡存放数据块地址。 4.第2张RFID卡多个数据块存在数据，每个数据块为固定12个字节长度的数据（12字节后数据用0填充，为无效数据），有效数据为数字0-9或A-F。 示例： 第1张RFID卡内存放第2张RFID卡的数据块地址，第一张RFID卡内数据为“|12%3%363|”，则该卡内有效数据为“123363”，对应第2张RFID卡的数据块地址信息为第1扇区第2数据块、第3扇区第3数据块、第6扇区第3数据块。 第2张RFID卡内的第1扇区第2数据块存放数据为“|&&&2BDF3@*|”，则有效数据为“2BDF3”；第3扇区第3数据块存放数据为“*8*%5*A%43C%”，则有效数据为“85A43C”；第6扇区第3数据块存放数据为“A23%#56##*&1”，则对应有效数据为“A23561”。 将第2张RFID卡片中数据数字按照由小到大，字母按照由A-F顺序排列（相同数字、字母仅记1个）到得到两组数据分别为“1234568”、“ABCDF”。将数字中的前3位和字母中的后3位按照数字在前，字母在后的顺序组成6位数据“123CDF”。将其转换成十六进制得到“0x31，0x32，0x33，0x43，0x44，0x46”作为智能报警台标志物的开启码。4 任务4：A车完成超声波测距 A车到达F6处，获取位于G6处静态标志物（A）垂直平面到 F6 处中心点的距离。 1.超声波距离值记为h。 2.静态标志物（A）与F6中心点距离范围100mm-400mm。 3.A车须将正确距离信息发送至智能显示标志物第二行显示。测量误差：±20mm。5 任务5：A车完成ETC通行 A车F6→F4路线上行驶，在F6处，使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，ETC系统闸门开启后A车顺利通过。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起保持时间约10秒）的情况下通过ETC系统。选手应合理设置通过时间，并检测ETC开启状态，避免闸杆下落触碰A车，若因此导致A车失控、损坏，则视为选手控制不当。6 任务6：A车进行公交站交互 A车位于F4处，启动语音识别，获取智能公交站标志物发出的随机语音命令。 要求A车通过ZigBee无线通信将该条语音命令相应的编号按指定格式上传至评分终端。 1.A车上传语音命令编号格式： 0xAF，0x06，0xXX，0x02，0x00，0x00，0x01，0xBF；其中0xXX代表被识别的语音命令编号，其他字符固定不变。 2.播报语音内容与编号对照说明： 技能成才0x01、匠心筑梦0x02、逐梦扬威0x03、技行天下0x04、展行业百技0x05、树人才新观0x06。7 任务7：B车进行二维码识别 A车位于F4处，启动B车，A车开启任务板左右双闪灯等待B车的竞赛任务执行完成。 B车顺利出库，行驶至B2处，识别位于C3处的静态标志物（B）上的二维码信息。 1.静态标志物（B）中有两个不同颜色且均需识别的二维码，选手可根据二维码颜色进行区分，其中红色二维码标记为二维码（1），绿色二维码标记为二维码（2）。 2.二维码（1）中信息为不定长度的字符串，有效数据仅包含数字（1-9）及大写字母（A-Z），其余均为干扰字符。二维码（2）中信息为不定长度的字符串，内含一个运算公式。 3.二维码（2）中有效信息仅包含数字（1-9）及运算字符（+、-、*、/、^），其余均为干扰字符（含顿号“、”），将二维码（2）中公式计算结果记为r，将二维码（1）中提取的有效数据中的大写字母按照二十六位字母顺序往后移r位，若移位数据超过“Z”，则从“A”继续移位，将二维码（1）中提取的有效数据中的数字按照1-9顺序往后移r位，若移位数据超过“9”，则从“1”继续移位。 示例： 二维码（1）中信息为“A!1*>2+B3*0/4” ，则有效数据为“A12B34”。 二维码（2）中信息为“B1(*2#+B<3*01”，则有效数据为“1*2+3*1”，求和记为5。 综上，二维码（1）的有效数据中大写字母“A”按照二十六位字母顺序向后移 5 位得到大写字母“F”，数字“1”按照1-9顺位向后移5位得到数字“6”，数字“2”按照1-9顺位向后移5位得到数字“7”，大写字母“B”按照二十六位字母顺序向后移 5 位得到大写字母“G”，数字“3”按照1-9顺位向后移5位得到数字“8”，数字“4”按照1-9顺位向后移5位得到数字“9”，则最终有效数据为“F67G89”，作为智能道闸标志物开启车牌。 4.B车行驶路径：A2→B2→B4→B6→D6→D7 5.B车需采用视频循迹方式完成路径行驶任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。8 任务8：B车进行交通信号灯识别 B车B2→B4路线上行驶，到达B2处，启动智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式将正确信息发给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。 B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯标志物（A），超时结果无效。B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物（A）即可，无需执行其他操作。9 任务9:B车完成立体显示控制 B车在B2→B4路线上行驶，到达B4处，向位于C5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 B车在B4处，控制位于C5处智能立体显示标志物在距离模式下显示任务4中的距离值h。 示例：若距离值h为123mm（获取的距离数据四舍五入），则智能立体显示标志物应显示“距离：12CM”。10 任务10：B车完成智能路灯控制 B车在B4→B6路线上行驶，到达B6处，将位于A6处的智能路灯标志物档位调至目标档位q。 目标档位q的计算方式为：q = ((r % 4) * (n % 4)) % 4 + 1。其中r为任务7中二维码（2）公式求和，n为任务2中A车获取的智能路灯标志物档位值。 示例：若r=5，n=1，则q = ((5 % 4) * (1 % 4)) % 4 + 1，计算后q = 2，则最终智能路灯标志物档位值为2档。11 任务11：B车进行倒车入库 B车在B6→D6路线上行驶，到达D6处，然后采用倒车入库的方式驶入智能立体车库（A）。 1.选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到1层，车库下降至1层后，方可倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。 2.智能立体车库（A）上升到指定层数由任务8中B车识别的交通信号灯颜色决定。 3.若B车识别交通灯的正确颜色为红色，则智能立体车库（A）停留在1层；若正确颜色为绿色，智能立体车库（A）上升至2层；若正确颜色为黄色，智能立体车库（A）上升至3层。12 任务12：A车完成特殊地形通行 A车继续在F4→D4路线上行驶，在F4→D4路段上存在特殊地形标志物，A车应顺利通过特殊地形标志物到达D4处。 1.特殊地形标志物放置在F4→D4循迹线上，中心位置接近E4坐标点。 2.竞赛测评时裁判现场将特殊地形标志物摆放至路段中，地形卡片任选一张，各测评赛道中特殊地形标志物摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过地形标志物时，不能与地形标志物两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。13 任务13：A车完成道闸控制 A车在D4→B4→B2路线上行驶，到达B2处，控制位于C1处的智能道闸标志物开启，并顺利通过智能道闸标志物。 1.智能道闸标志物开启车牌为任务7中的最终有效数据。 2.在练习赛道发任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛测评赛道只有发送任务7中的正确车牌信息才能开启智能道闸标志物，一段时间之后智能道闸标志物将自动关闭。选手需要控制好时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上抬杆。14 任务14：A车完成救援报警 A车在B2→D2路线上行驶，到达D2处，发送指定格式指令控制位于E3处的智能报警台标志物进入报警状态。 智能报警台标志物开启码在任务3中获得。15 任务15：A车完成倒车入库 A车在D2→F2路线上行驶，到达F2处，采用倒车入库的方式驶入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，开启智能无线充电标志物，关闭智能显示标志物计时。 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。 智能立体车库（B）上升到指定层数为n。（3）标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） D7 入口朝向D6处02 智能立体车库(B) F1 入口朝向F2处03 静态标志物（A） G6 静态数据源朝向F604 静态标志物（B） C3 静态数据源朝向B2 标志物位置根据赛题需要允许微调05 智能交通信号灯（A） A3 信号灯朝向B2处06 智能报警台 E3 红外接收朝向D2处07 智能公交站 G4 喇叭朝向F4处08 智能显示 D1 显示屏朝向D2处09 智能立体显示 C5 标志物中心位于C5处10 智能ETC系统 F5 天线朝向F6处11 智能道闸 C1 道闸杆落在C2处12 智能路灯 A6 光源朝向B6处13 智能无线充电 B1 标志物中心位于B1处14 特殊地形 F4-D4 标志物中心接近E4标点15 A车出发点 B7 -16 B车出发点 A2 -17 RFID 2张 在B6-F6循迹线上任意位置（4）竞赛平台位置示意图（三）第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛内容及样题1.竞赛内容（1）竞赛要求参赛选手根据竞赛现场抽取的标志物摆放位置表、任务流程表、数据处理算法等文件，进行嵌入式系统边缘计算应用程序开发。参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）能自动完成智能标志物交互应用沙盘单元中的相应场景化赛道任务。（2）竞赛内容①编程调试参赛选手接到竞赛开始指令后，启动A车、嵌入式系统边缘计算终端（指移动终端，下同）中的全自动运行控制程序，使A车、边缘计算终端能与智能标志物交互应用单元进行任务功能交互，自主完成第二模块竞赛任务表中规定的各项赛道任务。②测评准备参赛选手应及时掌握竞赛时间进度，在接到现场裁判提示后务必将A车、边缘计算终端的功能任务验证程序下载、固化到各自相应平台中，并根据裁判要求将A车及边缘计算终端放置在赛场的指定区域。测评时根据现场裁判或工作人员指令提示，依次携带竞赛设备及嵌入式系统边缘计算终端进入指定竞赛测评赛道，根据竞赛题目要求将A车、边缘计算终端开启后放置在指定坐标或位置，准备进行竞赛测评。③赛道任务参赛选手接到竞赛开始指令后，启动A车、边缘计算终端中的全自动运行控制程序，使A车和终端能自动完成第三模块竞赛任务表中规定的各项赛道任务。本模块所涉及的赛道任务包含：A车按指定路线或根据坐标信息到达指定位置处。A车获取静态/多功能信息显示标志物/沙盘围栏指定位置的二维码图像并传输至边缘计算终端，终端检测和识别其中有效信息，为其他任务提供数据来源。A车获取多功能信息显示标志物中的车牌影像并传输至边缘计算终端，终端检测和识别其中有效车牌信息，此信息可作为其他任务的数据来源。A车获取多功能信息显示标志物中指定的图形信息影像并传输至边缘计算终端，终端检测和识别其中的形状与颜色信息，此信息可作为其他任务的数据来源。其中涉及的形状含：三角形、圆形、矩形、菱形、五角形。涉及的颜色包含红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255) 、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。A车获取多功能信息显示标志物中带有行人的影像并传输至边缘计算终端，终端检测和识别行人的位置与数量信息，此信息可作为其他任务的数据来源（行人被遮挡时，遮挡面积不超过50%，超过50%则不纳入计算范围）。A车获取静态/多功能信息显示标志物中带有交通标志的影像并传输至边缘终端，终端检测和识别交通标志信息，此信息可作为其他任务的数据来源。其中涉及的交通标志包含直行、左转、右转、掉头、禁止直行、禁止通行、限速标识。A车获取静态/多功能信息显示标志物中指定的车辆影像并传输至边缘终端，终端检测和识别车辆车型信息，其中涉及的车型包含：自行车、货车、摩托车、轿车，此信息可作为其他任务的数据来源。A车获取静态/多功能信息显示标志物中指定的文字影像并传输至边缘终端，终端检测和识别文字信息，其中涉及的文字类型包含：黑体、宋体、仿宋，此信息可作为其他任务的数据来源。A车启动智能交通信号灯标志物进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯标志物进行比对确认。A车通过现场下发的数据处理方法，将相关信息进行处理，为其他任务提供数据来源。A车根据任务要求发送指定数据到智能道闸标志物，控制其开启。A车根据任务要求发送指定数据到智能立体显示标志物。A车根据任务要求发送指定数据到智能显示标志物。A车根据任务要求发送指定数据到多功能信息显示标志物。A车根据任务要求发送指定数据到智能公交站标志物上进行语音播报。A车根据任务要求发送指定数据到智能报警台标志物，控制其开启。A车根据任务要求发送指定数据到智能无线充电标志物，控制其开启。A车根据任务要求发送指定数据到智能报警台标志物，获取随机坐标信息，为其他任务提供数据来源。A车根据任务要求发送指定数据到自动评分终端。④数据处理算法A车及边缘计算终端须对特定数据中（例：任务书、二维码、RFID等）获取的有效信息进行编解码处理，生成对应格式的编码控制指令或秘钥数据。数据处理算法在竞赛现场随竞赛题目一同抽取，当场公布。本模块所涉及的数据处理算法相对应的编解码程序开发仅限于基本运算、逻辑运算、数据类型转换、数组操作、字符串处理的组合：基本运算：加、减、乘、除、求模；逻辑运算：与、或、非、同或、异或、移位；数据类型转换：字符与ASCII码转换、文本与数字转换、进制转换；数组操作：插入、删除、查找、排序；字符串处理：连接、截取、查找、逆置。（3）注意事项①选手按规定的时间进入练习赛道进行赛道任务测试，每次五分钟，过时不补，须等待下一次测试机会。②在竞赛过程中，选手不得触碰A车或边缘计算终端。③参赛队若放弃本模块竞赛测评，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃竞赛测评。④本模块竞赛测评过程中，选手拥有两次启动A车的机会，但总用时不超过5分钟，若超出5分钟，则超出时间所获得的成绩无效。⑤竞赛结束后，参赛队须将竞赛当天下发的全部资料（包含但不限于：纸质文件、U盘、草稿纸）交给现场裁判，清洁赛位后即可携带自备仪器与工具离开赛场。⑥本赛题所涉及的竞赛平台、标志物使用说明、通信协议等技术资料均由大赛选定的企业提供。2.样题（1）总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。（2）竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动 A车放置F7处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。 2.A车按照以下路径行驶： F7→F6→D6→B6→B4→B2→D2→D4→F42 任务2：A车进行交通信号灯识别 A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在F6、D6、B2、D4处识别E5、C5、C3、E5的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。 2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。 例如：到达F6处，控制位于E5处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。3 任务3：A车进行二维码识别 A车在D6→B6路线上行驶，在D6处，识别位于E7处的静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息。 静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在绿色二维码中，其他颜色的二维码存放的信息均为干扰数据。4 任务4：A车完成立体显示控制 A车在D6处，向位于C7处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示文本信息。 智能立体显示标志物应在文本显示模式下显示静态标志物（A）中获取到的有效文本信息。5 任务5:A车进行车牌、车型检测与识别 A车在B6→B4→B2路线上行驶，到达B6处，首先通过翻页获取位于A6处多功能信息显示标志物（A）中显示的车牌信息、车型信息。然后识别图中的有效车牌信息、车型信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示（车牌显示模式），将有效车型信息发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（A）复位后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。 2.车牌图片中包含不同颜色及不同车型的车辆，每辆车辆上都有车牌号，选手需要识别出（黄色）车辆的车型以及车牌号作为有效车型及车牌信息（其他颜色车辆的车型和车牌号均为干扰项，干扰数据为无效数据，汉字不需要识别）。 3.涉及机动车车型包括：摩托车、小轿车、货车。 4.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A-Z 中任意一个字母，Y代表0-9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌及车型进行记录。 5.有效车牌信息用于后任务中智能道闸标志物开启，有效车型信息发送至智能公交站标志物进行播报。6 任务6：A车完成道闸控制 A车在B4→B2路线上行驶，在B4处，将多功能信息显示标志物（A）有效车牌按照指定格式发送到位于A3处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。 2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。7 任务7：A车进行图形图像识别 A车在B4→B2路线上行驶，到达B2处，通过翻页获取位于B1处多功能信息显示标志物（B）中显示的图形信息。A车识别图形颜色图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。 1.多功能信息显示标志物（B）上电默认显示1张固定图片，选手需通过翻页指令找到需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。 2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。 3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。 4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。 示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。8 任务8：A车完成救援报警 A车在B2处，向位于C1处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由多功能信息显示标志物（B）中获取的有效数据经过数据处理算法计算后获得。 2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。9 任务9：A车进行交通标志检测与识别 A车在B2→D2→D4路线上行驶，到达D2处，通过翻页获取位于E2处多功能信息显示标志物（C）中显示的图形信息。A车识别交通标志图片，获取交通标志类别以及行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（C）开启后默认显示1张固定图片，需通过翻页指令找到需要识别的图像。图像中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图像中的交通标示信息以及行人数量。 2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标识。 3.图像中的部分行人有少部分肢体被其他行人遮挡，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有行人数量。 4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下： X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。10 任务10：A车完成倒车入库 A车在D4→F4路线上行驶，到达F4处，根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量驶入对应车库。 示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：G4）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：G2）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：F1）。（3）标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A3 抬杆朝向B3处2 智能公交站 E3 喇叭朝向D3处3 多功能信息显示（A） A6 显示屏朝向B6处4 多功能信息显示（B） B1 显示屏朝向B2处5 多功能信息显示（C） E2 显示屏朝向D26 智能报警台 C1 红外朝向B2处7 智能交通信号灯（A） E5 信号灯朝向F6处8 智能交通信号灯（B） E5 信号灯朝向D4处9 智能交通信号灯（C） C5 信号灯朝向D6处10 智能交通信号灯（D） C3 信号灯朝向B2处11 智能显示 G5 显示屏朝向F5处12 智能立体显示 C7 位于C7坐标点13 静态标志物（A） E7 静态数据源朝向D614 A车出发点 F7 A车放置在F7处 车头方向由选手自行决定（4）竞赛平台位置示意图十、赛项安全赛事安全是全国职业院校技能大赛一切工作顺利开展的基础和前提，是赛项筹备和运行工作的重要保障。赛项执委会采取切实有效措施保证大赛期间参赛选手、指导教师、裁判员、工作人员及观众的人身安全。因此，针对本次竞赛的赛场安全注意事项及应对措施如下：1．赛场的布置，赛场内的器材、设备，应符合国家有关安全规定。赛前进行仿真模拟测试，排除安全隐患。赛场出入口设立警戒线，增派安保力量，防止无关人员进入。2．赛位用电需要添加过流、短路保护，防止选手出现错误操作导致意外，引发安全事故。3．承办单位提供应急预案实施的条件。由于竞赛涉及用电量激增、人员密集的情况，必须有明确规划以及应急预案，配备急救人员与设施。4．大赛期间，承办单位须在赛场设置医疗医护工作站。在管理的关键岗位，增加力量，建立安全管理日志。5．竞赛期间，赛项裁判、工作人员严禁携带通讯、摄录设备和未经许可的记录用具进入竞赛区域；如确有需要，由赛项承办单位统一配置，统一管理。十一、成绩评定本赛项竞赛成绩评定采用百分制计算，各模块考核项目独立评分，采用客观、主观双模评分的方式对参赛选手的竞赛过程、竞赛结果等进行综合评定，赛项评分细则及各项考核项目分值占比如表5中内容所示。表5 嵌入式系统应用开发赛项评分表评分项目 评分细则/指标 分值 评分方式第一模块 （嵌入式系统硬件制作与驱动开发）（35%） 安全操作规范（5%） 安全用电 2 过程评分 （客观） （2名裁判）环境清洁 1操作规范 2功能电路 装联工艺 （10%） 元器件摆放 2 结果评分 （主观） （分组进行，每组5名裁判评分）焊点质量 2板面清洁 2装联完成度 4嵌入式实时操作系统驱动程序开发 （20%） 外设驱动开发 10 过程评分 （客观） （分组进行，每组2名裁判独立评分）GPIO外围设备开发 5实时操作系统应用开发 5第二模块 （嵌入式系统应用程序开发）(40%) 传感器应用 4 过程评分 （客观） （分组进行，每组2名裁判独立评分） 软件自动评分机器视觉应用 6红外通信控制 4无线组网通信与控制 7语音识别及控制 4RFID应用 5行进及动作控制 10第三模块 （嵌入式系统边缘计算应用开发）(25%) 目标识别 2 过程评分 （客观） （分组进行，每组2名裁判独立评分） 软件自动评分图形颜色识别 2二维码检测与识别 2交通灯识别 2交通标志识别 2算法编程与应用 4文本识别 2车辆车型识别 2目标检测 2行进及动作控制 5扣分项 超过规定时间补领元器件（每个） 1 过程评分 （客观） （2名裁判）申请使用标准功能电路板（限1次） 5申请更换竞赛平台（限1次） 15竞赛测评准备超时（每次） 2违纪 扣分 干扰、影响其他参赛队竞赛 5-20 裁判长需将违纪等级分为一、二、三级；分别扣除5、10、20分。情节特别恶劣，可取消成绩。竞赛操作不当造成设备 损坏或事故 5-20选手携带禁带物品 5-20参赛选手作弊行为 5-20其他违纪情况 5-20总 计 100%（一）竞赛评分严格按照公平、公正、公开、科学、规范、透明的原则。本赛项第二、第三模块竞赛采用全自动化评分系统，保证赛项的公平公正。（二）本赛项裁判组成员依参赛队伍数量确定，其中裁判长1名，加密裁判3名，记分员2名，现场裁判若干，评分裁判若干。具体需求如下表6所示。表6 裁判需求说明表序号 专业技术 方向 知识能力要求 执裁、教学、工作经历 专业技术职称 （职业资格等级） 人数1 电子信息类 裁判长（具备嵌入式相关专业知识） 担任3次省级以上大赛裁判长，嵌入式相关教学或开发经历 副高级及以上 （高级技师） 12 电子信息类 加密裁判（熟悉大赛加密流程） 担任2次省级以上大赛检录经历 中级及以上 33 电子信息类 记分员（熟悉大赛计分统计相关流程） 担任2次省级以上大赛执裁，嵌入式相关教学或开发经历 中级及以上 24 电子信息类 现场裁判（熟悉嵌入式技术相关知识） 担任3次省级以上大赛执裁，嵌入式相关教学或开发经历 中级及以上 （高级工以上） 待定5 电子信息类 评分裁判（熟悉嵌入式技术相关知识） 担任3次省级以上大赛执裁，嵌入式相关教学或开发经历 副高级以上 （技师以上） 待定裁判总人数（三）参赛队竞赛成绩由赛项裁判组统一评定。两名记分员在监督仲裁人员的现场监督下，对参赛队伍的评分结果进行分步汇总并计算平均分，以所有步骤成绩的加权汇总值作为该参赛队伍的最后得分。（四）第一模块竞赛测评中功能电子装联工艺评分由7名评分裁判独立评分，去掉一个最高分和一个最低分后，其余得分的算术平均值作为参赛队伍的最后得分。（五）赛项总成绩满分100分，只对参赛队团体评分，不计个人成绩。（六）赛项最终成绩由嵌入式系统硬件制作与驱动开发、嵌入式系统应用程序开发、嵌入式系统边缘计算应用开发三部分成绩相加并减去扣分项成绩之后的成绩为最终成绩。（七）在竞赛第二模块（嵌入式系统应用程序开发），竞赛测评分两轮进行，每轮每支参赛队拥有两次启动机会，且两次启动后的测评总用时长累计不超过5分钟，若总用时超出5分钟，则超出时间所获得的成绩无效。取两轮成绩中最高成绩为本模块最终成绩。（八）在竞赛第三模块（嵌入式系统边缘计算应用开发）竞赛测评分两轮进行，每轮每支参赛队拥有两次启动机会，且两次启动后的测评总用时长累计不超过5分钟，若总用时超出5分钟，则超出时间所获得的成绩无效。取两轮成绩中最高成绩为本模块最终成绩。（九）参赛队在竞赛各模块竞赛测评时，参赛队进入测评赛道就位时开始计算竞赛测评准备时长，直至参赛队向评分裁判示意准备完成后结束计时，竞赛测评准备时长超过5分钟的参赛队，按照评分规则扣除相应分数。竞赛测评准备时长超过10分钟的参赛队，可取消其本轮次竞赛测评资格，由裁判长根据实际情况进行裁决。（十）在竞赛过程中，参赛选手如有作弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判长按照规定（详情见表4中违纪情况说明）扣减相应分数。情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。（十一）裁判长当天提交赛位评分结果，经复核无误，由裁判长、监督仲裁人员签字确认。若有异议，经过规定程序仲裁后，按照仲裁结果确定竞赛成绩。（十二）裁判长正式提交赛位号评分结果并复核无误后，加密裁判在监督人员监督下对加密结果进行逐层解密。十二、奖项设置（一）奖项排名本赛项各参赛队获奖名次按照成绩总分从高到低排序。若总成绩相同的按照第二模块成绩排名，若第二模块成绩仍相同，则按照第三模块排名，模块分数高的排名在前。若第二、第三模块成绩均相同，则根据第二、第三模块的竞赛时长进行排名，竞赛总时长短者排名在前。（二）奖项及占比竞赛设参赛选手团体一、二、三等奖，以赛项实际参赛队总数为基数，一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%，小数点后四舍五入。获得一等奖的参赛队指导教师获“优秀指导教师奖”。（三）奖励标准获得赛项一、二、三等奖的参赛选手，授予相应荣誉证书；获得一等奖的团体赛参赛队，授予奖杯。获“优秀指导教师奖”的指导教师，授予荣誉证书。十三、赛项预案（一）场地电力预案竞赛场地接入两根分路电缆，赛位设置空开及漏电保护，赛场外配备一台发电设备，保障赛场用电，赛前进行电力负载评估及仿真测试，确保竞赛日供电正常。若因赛场供电系统故障导致无法继续竞赛，由裁判长宣布竞赛暂停，参赛选手在现场裁判的组织下进入疏散通道待命。赛场恢复供电后，现场技术人员确认所有技术平台完好，选手回到赛位继续完成竞赛任务，耽误的竞赛时间给予补时。（二）场地设备预案竞赛期间若赛位出现设备故障，现场技术人员进入赛位对设备进行维护，经裁判长、技术人员及竞赛仲裁判定该故障是否是由参赛选手造成，若由于选手个人误操作导致，根据竞赛规程，视情况扣除相应分值；若非选手原因导致，则在竞赛时间结束后，根据维修时间对该参赛队进行适量时间延迟补偿。现场情况均做记录，并由选手签字确认。（三）紧急疏散预案赛场设置宽度不小于1m的消防通道。赛场四周墙壁每隔5m悬挂或放置一个二氧化碳灭火器，赛点停放一台消防车待命。如发生火灾立即有序组织赛场所有人员按照疏散指示标志、安全通道、安全出口有序、迅速撤离现场。及时报告大赛执委会，评估事故的严重程度是否做出停赛决定。如继续竞赛，耽误的竞赛时间给予补时。十四、竞赛须知（一）参赛队须知1．参赛队名称统一使用规定的地区代表队名称，不使用学校或其他组织、团体的名称。2．参赛队选手在报名获得确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，选手因故不能参赛，所在省教育主管部门需出具书面说明并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核；竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，但允许该参赛队在有队员缺席的情况下进行竞赛。3．参赛队进入赛场时，参赛队员应妆容整洁干练，女性参赛队员不得化浓妆进入赛场。若竞赛执委会统一下发竞赛服装，则应穿着统一服装进入赛场，不得穿着个人服装。若因赛场环境等特殊因素需要准备并穿着个人服装时，个人服装应整洁大方，朴素得体，不得穿着奇装异服或具有明显标志的服装进入赛场。4．参赛队按照规程携带指定的设备与工具进行竞赛。禁止携带摄像、录像设备（仅用于竞赛使用的手机、平板电脑等移动终端除外）等，参赛队在赛场内使用移动终端时严禁摄录和留存现场任何信息，一经发现违规迹象立即没收，待竞赛结束后交由赛事执委会处理。5．参赛队自带大赛选定的竞赛平台，不得随意改装，为保障各参赛队和参赛选手能够在同一平台、同等条件下公平竞赛。赛项裁判组将对所有选手自带的竞赛平台进行逐一详细检查，私自改装的竞赛平台将不允许进入赛场，竞赛平台检查时以赛项执委会指定竞赛平台样机为标准，与指定样机比较，如有增加、改动的部件属于私自改装，不许进入赛场。6．竞赛当天参赛队检录入场时，每个参赛队最多可携带三台笔记本电脑。7．竞赛当天检录前期未进入场地时，禁止参赛队任何人员私自向裁判、工作人员接触。（二）指导教师带队要求1．指导教师应为赛项涵盖相关专业的核心专业课程任课教师，指导教师需要根据专业教学计划和赛项规程合理制定训练方案，认真指导选手训练，培养选手的综合职业能力和良好的职业素养，克服功利化思想。2．各代表队领队及指导教师要坚决执行竞赛的各项规定，加强对参赛人员的管理，做好赛前准备工作，督促选手带好证件等竞赛相关材料。3．指导教师要做好参赛选手保险办理工作，并积极做好选手的安全教育。4．竞赛过程中，除参加当场次竞赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外，领队、指导教师及其他人员一律不得进入竞赛现场。5．指导教师应自觉遵守大赛各项制度，尊重专家、裁判、监督仲裁及工作人员。要引导和教育参赛选手对于认为有影响个人竞赛成绩的裁判行为或设备故障，按照赛项指南规定和大赛制度与裁判、工作人员进行充分沟通或赛后提出申诉，不得在网络、微信群等各种媒体发表、传播有待核实信息和过激言论。对竞赛过程中的争议问题，要按大赛制度规定程序处理，不得采取过激行为。6．对申诉的仲裁结果，领队要带头服从和执行，并做好选手工作。7．指导老师应及时查看大赛专用网页有关赛项的通知和内容，认真研究和掌握本赛项竞赛的规程、技术规范和赛场要求，指导选手做好赛前的一切技术和竞赛准备。（三）参赛选手须知1．参赛选手需同时携带身份证、学生证、参赛证以及竞赛设备进行检录。检录完成后须将所有证件、A/B车无线组网通信模块（ZigBee）和其他违禁物品交给指导教师或在检录时就地封存，不得带入赛场，移交以上物品后方可进入加密环节。2．参赛选手应当文明参赛，服从裁判统一指挥，尊重赛场工作人员，自觉维护赛场秩序。如参赛选手因对裁判不服从而停止竞赛，则以弃权处理。3．参赛选手进入赛场，不许携带任何书籍和其他纸质资料，以及规定以外的任何物品。4．各参赛选手应在竞赛开始前一天规定的时间段进入赛场熟悉环境，严格按照赛项执委会安排进行有序参观，未经允许不得进入非参观区域，不得随意触碰赛场设备，未经批准不得摄录以及通过任何途径发布赛场相关信息。5．参赛选手严禁携带任何能够与赛场外部建立联系的无线通信设备，参赛队携带的电脑和移动终端中不允许集成除WiFi、蓝牙外的任何能够与赛场外部建立联系的无线通信部件，支持SIM、eSIM上网卡的智能穿戴设备均禁止携带。选手在竞赛中仅允许使用竞赛平台自带WiFi，其他任何无线网络均禁止开启。如果携带上述违禁设备或采用任何方式建立网络连接或与场外进行联系，一经发现将按作弊处理，取消竞赛成绩。6．竞赛时，各参赛队自行决定分工和时间安排，在竞赛现场赛位区域内完成各项竞赛任务，严禁作弊行为。7．第二、第三模块中，竞赛现场每3-6个参赛队为一组，共同使用同一个练习测试赛道；测试周期以参赛队数最多的一组赛道总用时为准，各组相同；各参赛队在每个轮次的练习测试时间均为5分钟，测试间隔1分钟；在同一测试周期内严格按本组赛位号顺序由小到大进行测试；参赛队若未按规定时间测试则视为自动放弃本次测试机会，不予补时。8．竞赛过程中，因严重操作失误导致安全事故的（例如，因调试功能电路板发生短路导致赛位断电、造成设备不能正常工作等），现场裁判员有权中止该队竞赛。9．选手在竞赛时间内连续工作，食品、饮水等将由赛场统一提供并发放。10．凡在竞赛时间段内提前离场的选手，不得再次返回赛场。11．在第一模块竞赛装联调试期间，参赛选手仅限在自己工作区内活动，违者取消参赛队本模块的竞赛测评资格。12．进行第二、三模块竞赛测评阶段时，各参赛队需要根据竞赛现场发布的竞赛顺序，在工作人员的引导下，依次进入场内进行竞赛测评。13．第二、三模块竞赛测评阶段，参赛队携带竞赛平台到达竞赛场地后即可开始竞赛测评准备工作，准备时长不超过5分钟，准备完成后必须请示现场评分裁判，裁判明示允许开始竞赛后，方能启动竞赛平台，开始当前轮次测评。14．在进行第二、三模块竞赛测评过程中，竞赛平台启动后直至任务执行结束前，参赛选手接触已启动的竞赛平台、移动终端则视为当前轮次测评结束，此时参赛队当前轮次竞赛成绩仅包含测评开始至结束时已完成的竞赛任务得分。15．参赛队竞赛平台在进行第二、三模块竞赛测评过程中，竞赛平台应全部自动控制，如选手在测试开始至完成期间触碰竞赛平台或中途申请结束当前竞赛测评时，由现场评分裁判与其确认后停止参赛队当前轮次测评，此时参赛队当前轮次竞赛成绩仅包含测评开始至结束时已完成的竞赛任务得分。16．功能电路板装联、调试所用的元器件、统一由执委会提供，不得携带和使用任何自备的元器件、PCB等材料，如有违反，以舞弊论处，取消该队竞赛成绩。17．参赛选手要注意及时存盘，由于操作不当引起死机导致文件丢失的，由选手自行负责。18．在参赛期间，选手应当注意保持工作环境及设备摆放符合企业生产“6S”的原则。19．参赛队欲提前结束竞赛，应由队长举手示意，由现场裁判员与队长共同签字确认，并记录其竞赛终止时间。签字确认后，该队全体队员不得再进行任何与竞赛有关的操作。20．参赛队应在竞赛结束后统一离场，先行完成竞赛测评的参赛队，应在各自赛位上安静等待，不得干扰其他参赛队，否则由裁判给予警告。累计警告2次，或情节特别严重的，经裁判长裁定后，中止其竞赛，并取消竞赛成绩。21．竞赛结束后，参赛选手应整理由赛项执委会现场下发所有资料，并交给现场裁判，不得将相关材料、设备等带离竞赛现场。（四）工作人员须知1．工作人员必须统一佩戴由大赛组委会签发的工作证件，着装整齐。2．工作人员不得影响参赛选手竞赛，不允许有影响竞赛公平的行为。3．服从领导，听从指挥，以高度负责的精神、严肃认真的态度做好各项工作。4．熟悉竞赛规程，认真遵守各项竞赛规则和工作要求。5．坚守岗位，如有急事需要离开岗位时，应经赛场领导同意，并做好工作衔接。6．严格遵守竞赛纪律，如发现其他人员有违反竞赛纪律的行为，应予以制止。情节严重的，应向大赛组委会反映。7．发扬无私奉献和团结协作的精神，提供热情、优质服务。十五、申诉与仲裁各参赛队对不符合大赛和赛项规程规定的仪器、设备、工装、材料、物件、计算机软硬件、竞赛使用工具、用品，竞赛执裁、赛场管理，以及工作人员的不规范行为等持有异议时，可向赛项监督仲裁组提出申诉。申诉主体为参赛队领队。参赛队领队可在竞赛结束后（所有竞赛模块全部完成）2小时之内向监督仲裁组提出书面申诉，超过时效不予受理。1．书面申诉报告应对申诉事件的现象、发生时间、涉及人员、申诉依据等进行充分、实事求是的叙述，并由领队亲笔签名。非书面申诉不予受理。2．赛项监督仲裁工作组在接到申诉报告后的2小时内组织复议，并及时将复议结果以书面形式告知申诉方。申诉方对复议结果仍有异议，可由省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团领队向赛区仲裁委员会提出申诉。赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。3．仲裁结果由申诉人签收，不能代收，如在约定时间和地点申诉人离开，视为自行放弃申诉。4．申诉方可随时提出放弃申诉。5．申诉方必须提供真实的申诉信息并严格遵守申诉程序，提出无理申诉或采取过激行为扰乱赛场秩序的应给予取消参赛成绩等处罚。十六、竞赛观摩竞赛现场设置相关技术展示观摩角，提供现场观摩体验和现场直播双通道的观摩方式，为国（境）外学生、教师、行业企业人员及社会各界人士展示高等职业教育教学改革成果。（一）观摩人员对赛项竞赛内容和过程感兴趣的为国（境）外学生、教师、行业企业人员及社会各界人士。观摩人员的交通和住宿等费用自理。（二）观摩方式1．观摩人员可在规定时间，以小组为单位，在赛场工作人员引导下有序观摩。2．线上直播观摩于竞赛开始后随即接入公开直播系统。（三）现场观摩审核现场观摩人员由赛项执委会负责批准，观摩的时间、距离、方式由赛项执委会结合赛项实际情况，制定具体观摩方案，并报赛区大赛执委会办公室。（三）现场观摩须知1．观摩人员必须佩带观摩证。2．观摩时不得议论、交谈，并严禁进入非观摩区与选手进行交流。3．观摩时不得在赛位前停留，以免影响选手竞赛。4．观摩时禁止采录赛场数据资料，不准向场内裁判及工作人员提问有关竞赛内容的相关问题。5．凡违反以上规定者，立即取消观摩资格。十七、竞赛直播（一）在大赛执委会统一安排下，利用现代网络传媒技术对赛场进行全方位、全过程现场直播，设置直播观摩区让所有场外参赛师生和社会人员观看竞赛。（二）大赛执委会利用多媒体技术及设备录制视频资料，记录竞赛全过程，为宣传、仲裁、资源转化准备全面的信息资料，为赛后制作微课视频、宣传素材提供流媒体资源。（三）直播后期对优秀参赛选手、指导教师进行采访，制作裁判专家点评，在规定的网站公布，突出赛项的技能重点和优势特色，扩大赛事的影响力。十八、赛项成果（一）成果转化内容1．基本资源为赛项制作宣传片和选手风采展示片，体现赛事引领专业建设和教学改革的综合成果，并为后续赛事推广提供基本素材。同时对赛项技能、操作要点、评价指标等形成图文材料，按竞赛任务模块制作相关文本文档、操作演示视频。开发和制作“嵌入式系统应用开发”教学资源库，建设赛课融通教材、PPT教学课件、技能训练指导书、在线课程资源、虚拟仿真等数字化专业教学资源。2．拓展资源制作专家点评视频、优秀选手访谈视频、赛题库、项目案例库、素材库等多样性的辅助资源，将大赛优质资源辐射到教学与实训环节，优化现有教学或实训模式。大赛优质课程资源留存在公开的数字化学习平台之上，面向职业院校开放注册和学习。建立系列学术交流生态，周期性开展学术交流会议，构建学术资源库。（二）预期成果1．风采展示：赛项宣传片、选手采访、指导老师和专家采访等宣传视频。2．技能概要：赛项技术介绍 PPT、技能要点 PPT、评价指标 PPT、赛项赛题库、赛项平台实操讲解视频、赛项正式赛题和判分标准。3．教学资源：配合“嵌入式系统应用开发”教学资源库建设，完成系列相关赛课融通教材和在线课程资源的开发。4．扩展资源：包括赛项专家和指导老师点评视频、优秀选手访谈、案例库、素材资源库等拓展性资源。5．学术交流：利用寒暑假，为教师提供“嵌入式系统应用开发”系列技术交流会，并建立学术资源库，收集、整理国产化嵌入式系统应用开发相关学术资料。6．教学改革：深入调研参赛院校教学改革成果，充分评估教学理念和目标的变化、教学方法和手段的创新、教学质量的提高以及学生满意度和成绩的提高情况，综合多方面因素评估教学改革成果，制作优秀赛教融合案例解读视频。7．捐赠、共建联合实训基地：面向高职院校开放，系统组建院校联盟和企业联盟，为学生实习和就业提供“嵌入式系统应用开发”系列教育服务，形成院校人才培养和企业人才需求的良性互动智慧平台。在赛项结束后，半年内将在全国范围内遴选20所职业院校联合共建赛教融合实训基地。（三）转化与实施成果转化及开发计划如下：在大赛执委会的领导与监督下，赛后 20 日内向大赛执委会办公室提交成果转化方案，半年内完成方案中的成果转化工作。具体转化工作如下表7赛项成果清单所示。表7 赛项成果清单成果形式 主要内容与实现途径 目标数量 完成时间基本资源 风采展示 赛项宣传片 以视频为表现形式（15分钟以上），制作赛项宣传片，重点介绍本赛项竞赛内容、特色、意义及成果。 1个 闭赛后 10日内风采展示片 以视频为表现形式（10分钟以上），重点展示本赛项竞赛精彩瞬间与优秀选手风采。 1个 闭赛后 10日内技能概要 技能介绍 技能要点 评价指标 以图片文字为表现形式，重点介绍本赛项涉及的电路板装联、调试、排障，产品装配，嵌入式微处理器应用编程，机器视全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第9套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第9套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：竞赛计时系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管计时显示系统。 1. 通过编程实现数码管显示计时，要求从本模块竞赛测评时开始计时，计时单位为秒。显示格式：“XX.YY”（XX为分钟，YY为秒，“.”为分隔符，若首位为0，必须显示）。2. 本模块竞赛测评过程中，要求数码管全程显示，不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器清零等，此任务不得分。2 任务2：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现全彩RGB灯亮灭控制，按照白灯、红灯、绿灯、蓝灯顺序实现白灯亮起1s后关闭、红灯亮起1s后关闭、绿灯亮起1s后关闭、蓝灯亮起1s后关闭。2. 通过编程实现对板载蜂鸣器的开启与关闭控制，要求能单独控制蜂鸣器开启与关闭。3 任务3：LCD显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现LCD显示屏启动后，依次全屏显示红色、绿色、蓝色，间隔时间可自行设定，要求清晰显示屏幕颜色变换。2. 通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：三角形、正六边形、菱形，三角形填充颜色为蓝色、正六边形填充颜色为绿色、菱形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。3. 通过编程实现LCD显示屏上显示指定完整图片（图片内容详见竞赛现场下发U盘附件）。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 通过编程实现语音交互系统进入识别模式，识别现场指定的词条信息，并将识别到的正确词条信息显示在LCD显示屏上，通过语音识别控制板载蜂鸣器和 RGB LED灯。词条及功能对应如下：词条：“打开蜂鸣器” 功能：蜂鸣器间隔1s响两声后关闭；词条：“灯光闪烁” 功能：RGB LED灯开始白灯、红灯、绿灯、蓝灯顺序切换显示；词条：“灯光关闭” 功能：RGB LED灯熄灭。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时正确显示红外测温传感器数据。 1.通过编程实现LCD显示屏实时显示温度传感器数据信息，显示格式：“温度为：XX.XX oC”，显示位置、字体大小、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示该数据及文本信息。2. 通过编程实现LCD显示屏实时显示温度数据信息，当温度值≥30℃，温度值颜色为红色，当温度值<30℃，温度值颜色为绿色。6 任务6：执行装置应用开发要求基于现场功能电路套件、矩阵键盘模块实现直流电机控制控制，LCD显示屏实时显示直流电机运行状态。 1. 通过编程实现矩阵键盘识别，当某一按键按下时，显示：“按键：X”，其中X为矩阵键盘模块按键对应的键值。2. 通过编程实现，当按下“0”时开启步进电机，当按下“1-8”时，速度依次增加，当按下“9”时电机转动停止状态，实时显示格式：“电机转数为：XXXX”。显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示到该文本信息。7 任务7：计算器系统开发要求基于功能电路板通过编程利用触摸屏实现计算器系统开发。本任务启动命令：task01 1. 示例 UI 界面如图所示，具体 UI 界面自行设计。2. 要求实现100以内加减乘除运算，并将表达式和结果实时显示在LCD屏上，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示到该文本信息。表达式如：3+5，5*6。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第9套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第9套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车按照以下路径行驶：B7→B6→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F1。2 任务2：A车经过特殊地形A车从B6→C6→D6→F6路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形的路面（地形标志物），到达F6处。 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。3 任务3：A车获取RFID数据A车从F4→B4路线行进过程中，寻找到RFID卡，并读取其指定数据块内容。如有必要可优先执行任务4。 RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。3张RFID卡片随机放置在F4→B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于D7、F7、G6））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块；有效信息示例（字符串）：F2D2B2|F7，其中指定路径以第1个F2开头，以最后1个B2结束。4 任务4：A车进行超声波测距A车位于F4处，获取位于G4处静态标志物（A）垂直平面到F4处中心点的距离。 G4处静态标志物（A）与F4中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车将测量的距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）上显示。测量误差：±20mm。例如：测距为123mm，显示效果为：JL-1235 任务5：A车通过ETC系统A车在指定路线D4→C4→B4上行进，在D4附近处使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过ETC系统。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆时间保持时间约为10秒）的情况下通过ETC系统。选手应计算好通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。6 任务6：A车语音识别交互A车在B4位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。语音播报信息与编号说明：富强 民主 编号0x02、文明 和谐 编号0x03、自由 平等 编号0x04、公正 法治 编号0x05、爱国 敬业 编号0x06、诚信 友善 编号0x07；7 任务7：A车调光A车行驶到B2处，通过光照度传感器获取光照强度数据，将智能路灯档位调整到目标档位。 智能路灯初始档位记为n。目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务4的距离数据，单位为毫米。8 任务8：B车启动与交通灯识别A车到达B2处后，根据RFID中B车路线自行决定B2→B4→B6之间路线避让，开启A车任务板左右转向灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。B车启动行进至F6处，在F6处启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 B车应在规定的时间内识别出智能交通灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。B车识别后只需将结果返回至智能交通灯标志物即可，无需执行其他操作。9 任务9：B车识别二维码B车按照指定路线F6→F4→F2行进，在F2处识别位于G2处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 G2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务4所得测距距离，n为任务7所测得路灯标志物初始档位，y为任务11中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:(((n*y+h)^4)/100。10 任务10：B车控制智能立体显示标志物显示数据B车在F2处，向位于E3处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务3中获取的B车初始位置。11 任务11：B车按指定路线行进并倒车入库B车在F2处按照A车从任务3中获取的指定路线行进，到达B2处，B车查询立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 B车在F2处后的行进路线需按照任务3中RFID给定的路径行驶。在D2与B2之间行进应能顺利通过地形标志物。选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。12 任务12：A车通过道闸A车退出避让路线，回到B2处，控制道闸开启按照B2→D2路线行进。 道闸开启码为任务9中获取的有效数据。在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，通过指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车倒车入库A车行进到F2处，查询立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电标志物，关闭智能显示标志物计时。 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B1 入口朝向B2处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F1处03 多功能信息显示标志物（A） E5 显示屏朝向E4处04 多功能信息显示标志物（B） A6 显示屏朝向B6处05 静态标志物（A） G4 静态数据源朝向F4标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） G2 静态数据源朝向F2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） G5 信号灯朝向F6处08 智能交通信号灯（B） E1 信号灯朝向F2处09 智能报警台 D1 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 A4 喇叭朝向B4处11 智能显示标志物 C7 显示屏朝向C6处12 智能立体显示标志物 E3 标志物中心位于E3处13 智能ETC系统 C4 天线朝向D4处14 智能道闸 C3 道闸杆落在C2处15 智能路灯 A2 光源朝向B2处16 智能无线充电标志物 C1 标志物中心位于C1处17 特殊地形 C6 标志物中心位于C6处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D7、F7、G6车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在F4-D4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第9套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第9套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置A4处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车按照以下路径行驶：A4→B4→D4→F4→F2→D2→B2→B4→B6→D6→F62 任务2：A车文字识别与显示A车在B4处，获取位于C3处多功能信息显示标志物（B）上的文字信息，然后将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。 1.A车在B4处朝向C3处完成文字识别以后，将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。2.文字信息包含多种干扰字符，要求提取文本中的简体汉字信息。3 任务3：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在D4、D2、B4、B6处识别E5、C1、A5、C7的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达D4处，控制位于E5处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。4 任务4:A车进行车牌识别A车在D4→F4→F2路线上行驶，到达F2处，首先通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（C）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。5 任务5：A车进行二维码识别A车在F2处，识别位于F1处多功能信息显示标志物（C）上的二维码，获取有效文本信息。 选手需要执行翻页操作找到需要识别的二维码图片，多功能信息显示标志物（C）上有四个二维码，其中有效信息仅包含大写字母和数字，其余为干扰字符，二维码数据长度不定。所需智能道闸开启码为四个二维码信息的最长公共子串。例如：二维码信息为：/-A*1xB2C|3-6 任务6：A车完成道闸控制A车在F2处，将多功能信息显示标志物（C）有效车牌按照指定格式发送到位于E3处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（C）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。7 任务7：A车完成救援报警A车在F2→D2→B2路线上行驶，到达B2处，向位于A2处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由静态标志物（C）中获取的二维码信息经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。8 任务8：A车进行行人检测和交通标志识别A车在B2→B4→B6路线上行驶，到达B6处，识别静态标志物（A）图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。9 任务9：A车进行图形图像识别A车在B6→D6→E6路线上行驶，到达E6处通过翻页获取位于E7处多功能信息显示标志物（A）中显示的图形信息。A车识别图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。A车在D6处，向位于C5处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示识别结果。 1.多功能信息显示标志物（A）上电默认显示1张固定图片，选手需通过翻页指令找到需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。10 任务10：A车完成倒车入库A车在D6→F6路线上行驶，到达F6处，根据静态标志物（A）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据静态标志物（A）中识别到的行人数量驶入对应车库。示例：若静态标志物（A）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：G2）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：G6）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：A1）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 E3 闸杆朝向F2处2 智能公交站 G3 喇叭朝向F3处3 多功能信息显示（A） E7 显示屏朝向E6处4 多功能信息显示（B） C3 显示屏朝向B4处5 多功能信息显示（C） F1 显示屏朝向F2处6 智能报警台 A2 红外朝向B2处7 智能交通信号灯（A） E5 信号灯朝向D4处8 智能交通信号灯（B） C1 信号灯朝向D2处9 智能交通信号灯（C） A5 信号灯朝向B4处10 智能交通信号灯（D） C7 信号灯朝向B6处11 智能显示 F7 显示屏朝向F6处12 智能立体显示 C5 位于C5坐标点13 静态标志物（A） B7 静态数据源朝向B614 A车出发点 A4 A车放置在A4处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法（LFSR）一、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码概述线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。一个反馈移位寄存器（feedback shift register）由两部分组成：移位寄存器和反馈函数（feedback function）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。图1 反馈移位寄存器密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacci configuration）。因为这是一个简单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析序列确保它们是随机并充分安全的。二、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码过程LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1, b2, ...., bn}，则第n+1位的值可以表示为bn+1=c1b1 c2b2... cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是抽头的位剔除掉。图2 线性反馈移位寄存器LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够产生足够安全的密钥，我们通常要求LFSR的周期能够足够大。一个n级LFSR最多只能遍历2n-1个状态，也就是说，一个n级LFSR的最大周期就是2n-1，我们把周期为2n-1的LFSR所生成的序列称为m序列。m序列LFSR反馈函数对应的特征多项式被称为本原多项式。产生一个给定阶数的本原多项式最简单的方法是选择一个随机的多项式，然后测试它是否本原。下表列举了一些不同阶数的本原多项式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，这样很容易把它转变成最大周期LFSR。第一个数是LFSR的长度，最后一个数为常数0，可以忽略，除0以外的所有数字指明了抽头序列，这些抽头从移位寄存器的左边开始计数。当移位寄存器比计算机的字还要长时，这个程序的计算时间会无限延长。因此，本题所列举的本原多项式只包含32位寄存器及以内，公式如下表所示：表1 本原多项式（≤32位寄存器）（1,0） （9,4,0） （17,6,0） （25,3,0）（2,1,0） （10,3,0） （18,7,0） （26,6,2,1,0）（3,1,0） （11,2,0） （19,5,2,1,0） （27,5,2,1,0）（4,1,0） （12,6,4,1,0） （20,3,0） （28,3,0）（5,2,0） （13,4,3,1,0） （21,2,0） （29,2,0）（6,1,0） （14,5,3,1,0） （22,1,0） （30,6,4,1,0）（7,1,0） （15,1,0） （23,5,0） （31,3,0）（8,4,3,2,0） （16,5,3,2,0） （24,4,3,1,0） （32,7,5,3,2,1,0）根据值{b1, b2, ...., bn}，循环n位LFSR，然后从前往后取前48位，得到的六个字节就是报警台开启码。三、线性反馈移位寄存器(LFSR)编码示例1. 从二维码（1）中提取的原始数据位{1,1,1,1}，可得到寄存器的初始值为1111。2. 从二维码（2）提取本原多项式{1,0,0,1}，查表可知本原多项式的（反馈函数）抽头位置在第1位和第4位。3. 因寄存器n的位数为4，可得不重复消息为15，直至消息重复之前能够产生下列内部状态序列表：表2 实验结果b4 b3 b2 b1 输出1 1 1 1 10 1 1 1 11 0 1 1 10 1 0 1 11 0 1 0 01 1 0 1 10 1 1 0 00 0 1 1 11 0 0 1 10 1 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 11 0 0 0 01 1 0 0 01 1 1 0 04. 将输出数据重复生成至满足6字节报警码，输出序列最低有效位串为：11110101 10010001 11101011 00100011 11010110 010001115. 最后得到红外报警器的6字节开启码为：0xF5、0x91、0xEB、0x23、0xD6、0x47全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第10套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第10套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：GPIO基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现GPIO控制。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯、紫灯顺序实现红灯亮起1s后关闭、绿灯亮起1s后关闭、蓝灯亮起1s后关闭、紫灯亮起1s后关闭。2. 通过编程实现对板载RGB LED灯的绿色灯光亮度渐变控制，要求实现灯光亮度由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。2 任务2：竞赛计时系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管计时显示系统。 1. 通过编程实现数码管计时系统，要求从本模块竞赛测评开始时启动计时，计时单位为秒，测评结束时关闭计时系统。2. 本模块竞赛测评过程中，要求数码管全程显示，不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器清零等，此任务不得分。显示格式：“XX.YY”（XX为分钟，YY为秒，“.”为分隔符，若首位为0，必须显示）3 任务3：LCD显示屏显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示屏上显示指定图形信息，显示图形：五边形、长方形、菱形，五边形显示绿色、长方形显示红色、菱形显示蓝色，要求清晰显示该图形信息。2. 通过编程实现LCD显示滑块控件，要求设计三组滑块控件，控件步进值为1，最大值为100，最小值为0，三组控件数值分别对应RGB灯（红、绿、蓝）亮度0%-100%，通过改变滑块控件位置能够实现RGB灯（红、绿、蓝）亮度控制。屏幕显示控件样式如下图所示：4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 要求通过语音控制语音模块播报当前环境光照强度实时数据，播报格式为：“当前光照强度为：XXXX LX”，待识别词条内容为：“查询当前环境光照强度”。示例：若先手说出“查询当前环境光照强度”指令，则语音模块应播报：“当前光照强度为：XXXX LX”。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时温度传感器数据。 1. 通过编程实现LCD显示屏实时显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前温度为：XX.XX ℃”，显示位置、字体大小、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求清晰显示该数据及文本信息。2. 当温度>30℃时，温度值颜色为红色，当温度≤30℃时，温度值颜色为绿色。6 任务6：倒车雷达系统设计要求基于功能电路板通过编程实现倒车雷达系统设计。 1. 通过编程实现LCD实时正确显示超声波传感器数据信息，显示格式：“距离：XX.X cm”（误差：±2cm）；2. 当被测距离小于20cm时，白灯亮；红灯亮被测距离超过20cm时，红灯亮；当被测距离超过30cm时，绿灯亮；当被测距离超过40cm时，蓝灯亮。7 任务 7：嵌入式系统UI设计开发要求 LCD 实时显示编码直流电机转速动态实时曲线图。本任务启动命令：task01 1. 使编码直流电机转速在3秒内上升到2000r/min（电机采样周期为100ms），然后转速下降，通过编程实现启动 LCD显示电机转速和UI曲线图，要求曲线跟随电机转速变化而变化。2. 要求 x 轴为时间信息，y 轴为电机转速数据值信息。随着时间的增长，当曲线占据整个屏幕后呈现从左向右滚动状态。3. 示例 UI 界面，具体 UI 界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。8 任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 1.使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第10套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第10套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置B7位置处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时器，而后A车驶出。 1. 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。2. A车按照以下路径行驶：B7->B6->D6->F6->F4->D4->B4->B2->D2->F2->F1。2 任务2：A车经过特殊地形A车从B6->C6->D6->F6路线行进过程中，顺利通过带有特殊地形的路面（地形标志物），到达F6处。 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。3 任务3：A车进行超声波测距A车行进至F6处，获取位于G6处静态标志物（A）垂直平面到F6处中心点的距离。 G6处静态标志物（A）与F6中心点距离范围100mm~400mm，记为h。A车将测量的距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）上显示。测量误差：±20mm。例如：测距为123mm，显示效果为：JL-1234 任务4：A车语音识别交互A车在F4位置处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息编号。要求A车通过ZigBee将该条语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 1. A车上传语音信息编号格式：0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBF;其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。2. 语音播报信息与编号说明：富强 民主（编号0x02）文明 和谐（编号0x03）自由 平等（编号0x04）公正 法治（编号0x05）爱国 敬业（编号0x06）诚信 友善（编号0x07）5 任务5：A车获取RFID数据A车从F4->B4路线行进过程中，寻找到RFID卡，并读取其指定数据块内容。如有必要可优先执行任务6。 1. RFID卡片共有3张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 3张RFID卡片随机放置在F4->B4坐标点(含F4、B4)之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（B车指定路径和B车初始位置（初始值仅限于D7、F7、D5））其余两张卡片可能为空卡，也可能存有干扰信息。3. RFID卡指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：F2D2B2|F7，其中指定路径以第1个F2开头，以最后1个B2结束。6 任务6：A车通过ETC系统A车在指定路线F4->E4->D4上行进，在F4附近处使ETC系统感应到A车上携带的电子标签，打开闸杆，A车顺利通过ETC系统。 1. A车需在不接触ETC闸杆（闸杆时间保持时间约为10秒）的情况下通过ETC系统。2. 选手应计算好通过时间，避免闸杆下落触碰A车。若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。7 任务7：A车调光A车行驶到B2处，通过光照度传感器获取光照强度数据，将智能路灯档位调整到目标档位。 1. 智能路灯初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务3的距离数据，单位为毫米。8 任务8：B车启动与交通灯识别A车到达B2处后，根据RFID中B车路线自行决定B2->B4->B6之间路线避让，开启A车功能电路板左右双闪灯和蜂鸣器，蜂鸣器响“三声”后关闭。B车启动行进至F6处，在F6处启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通灯信号颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。2. B车识别后只需将结果返回至智能交通灯标志物即可，无需执行其他操作。9 任务9：B车识别二维码B车按照指定路线F6->F4->F2行进，在F2处识别位于G2处静态标志物（B）上的二维码信息。并将有效数据发送至A车。 1. G2处静态标志物（B）中有两个二维码，选手均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务3所得测距距离，n为任务7所测得路灯标志物初始档位，y为任务11中所获取的立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：B车控制智能立体显示标志物显示B车在F2处，向位于E3处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息和任务5中获取的B车初始位置。11 任务11：B车按指定路线行进并倒车入库B车在F2处按照A车从任务5中获取的指定路线行进，到达B2处，B车查询立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. B车在经过F2处后的行进路线需按照任务5中RFID给定的路径行驶。在D2与B2之间行进应能顺利通过地形标志物。2. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，B车如果B车库跌落，则视为选手控制不当。12 任务12：A车通过道闸A车退出避让路线，回到B2处，控制道闸开启按照B2->D2路线行进。 1. 道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。3. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，通过指定格式指令控制智能报警台开启。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车倒车入库A车行进到F2处，查询立体车库（B）中的初始层数，记为z，并使用倒车入库方式进入立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，发送对应指令开启智能无线充电标志物，关闭智能显示标志物计时。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经被控制下降到一层，并确认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如果在B车库跌落，则视为选手控制不当。2. 立体车库（B）上升到指定层数计算方式为：((z+y)^n)%4+1。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B1 入口朝向B2处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F1处03 多功能信息显示标志物（A） C5 显示屏朝向C4处04 多功能信息显示标志物（B） A6 显示屏朝向B6处05 静态标志物（A） G6 静态数据源朝向F6标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） G2 静态数据源朝向F2标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） G5 信号灯朝向F6处08 智能交通信号灯（B） E1 信号灯朝向F2处09 智能报警台 C1 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 A4 喇叭朝向B4处11 智能显示标志物 C7 显示屏朝向C6处12 智能立体显示标志物 E3 标志物中心位于E3处13 智能ETC系统 E4 天线朝向D4处14 智能道闸 C3 道闸杆落在C2处15 智能路灯 A2 光源朝向B2处16 智能无线充电标志物 E5 标志物中心位于E5处17 特殊地形 C6 标志物中心位于C6处18 A车出发点 B7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D7、F7、D5车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 3张 在F4-D4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第10套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第10套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置G4处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车按照以下路径行驶：G4→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F4→F6→D6→B62 任务2：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在F4、D4、F6、D6处识别E3、C3、E5、C5的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达F4处，控制位于E3处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。3 任务3：A车进行二维码识别A车在F4→D4路线上行驶，在D4处识别位于C5处静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息。 静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在红色二维码中，其它颜色二维码存放的信息均为干扰数据。4 任务4：A车文字识别与显示A车在D4→B4→B3路线上行驶，在B3处获取位于多功能信息显示标志物（C）上的文字信息，然后将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。 A车在B3处朝向A3处完成文字识别以后，将识别到的文字信息发送至智能公交站标志物进行播报。5 任务5：A车进行图形图像识别A车在B3处，通过翻页获取多功能信息显示标志物（C）中显示的图形信息。A车识别图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。A车在行驶到F6处时，向位于F7处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示识别结果。 1.多功能信息显示标志物（C）中存放若干张干扰图片，选手需通过提取文字识别信息中的数字，来控制多功能信息显示标志物（C）显示需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。6 任务6:A车进行车牌识别A车在B3→B2→C2路线上行驶，到达C2处，首先通过翻页获取位于C1处多功能信息显示标志物（A）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌及车型进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。7 任务7：A车完成救援报警A车在E2处，向位于E1处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由静态标志物（A）中获取的二维码信息经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。8 任务8：A车进行行人检测和交通标志识别A车在D2→E2→F2路线上行驶，到达F2处，通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（B）中显示的图片信息。A车识别图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（B）开机或重启后默认显示1张固定图片，除待识别的图片外，还存放有3张干扰图片，需通过翻页指令找到需要识别的图片。图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及戴口罩行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。9 任务9：A车完成道闸控制A车在F2处，将多功能信息显示标志物（A）有效车牌按照指定格式发送到位于G3处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。10 任务10：A车完成倒车入库A车在F4→F6→D4路线上行驶，到达D4处，根据多功能信息显示标志物（B）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（B）中识别到的行人数量驶入对应车库。示例：若多功能信息显示标志物（B）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：B7）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：A2）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：G2）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 G3 闸杆朝向F2处2 智能公交站 A5 喇叭朝向B5处3 多功能信息显示（A） C1 显示屏朝向C2处4 多功能信息显示（B） F1 显示屏朝向F2处5 多功能信息显示（C） A3 显示屏朝向B3处6 智能报警台 E1 红外朝向E2处7 智能交通信号灯（A） E3 信号灯朝向F4处8 智能交通信号灯（B） C3 信号灯朝向D4处9 智能交通信号灯（C） E5 信号灯朝向F6处10 智能交通信号灯（D） C5 信号灯朝向D6处11 智能显示 E7 显示屏朝向E6处12 智能立体显示 F7 位于F7坐标点13 静态标志物（A） C5 静态数据源朝向D414 A车出发点 G4 A车放置在G4处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法—AES加密一、AES加密概述密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命名。此密码是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。二、AES加密过程AES加密的基本原理就是把明文分成若干组，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。1. 根据二维码中提取的有效文本信息（以下简称明文），将明文用字节为单位的正方形矩阵进行表示（以下简称状态矩阵）。状态矩阵中字节排列按照从上到下、从左至右依次排列。2. 如果明文二进制位数长度（以下简称明文位长）不足128，则需要进行字节填充。填充规则：需要填充的字节长度=（128 – 明文位长）÷ 8，使用需要填充字节的长度对所有空缺位进行补全（如明文=0123456789ABCDE，明文长度为120，缺少1个字节，则空缺位补0x01）。3. 设密钥K=“abcdefghijklmnop”（k为固定密钥），则K0=‘a’，K1=‘b’，…, K15=‘p’。密钥K内均为字符，设密钥矩阵 W[0] = 0xK0K1K2K3 = 0x61626364，W[1]、W[2]、W[3]以此类推。W[4-43]为扩展密钥，针对扩展密钥的推导公式如下：（其中rcon为轮常量，详见Rcon常量表；S表示S盒，详见AES标准S盒。）附：Rcon常量表（16进制）附：AES标准S盒4. 字节替换。状态矩阵中的元素按照指定方式映射为一个新的字节。映射方式：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的行的元素作为输出。5. 行移位。行移位是一个简单的循环左移操作。当密钥长度为128(bit)时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节。6. 列混合。列混合变换是通过求和来实现的，经过行移位后的状态矩阵与固定矩阵相加求和，得到混淆后的状态矩阵，列混淆固定矩阵（16进制）见下表：7. 轮密钥加。轮密钥加是将128位轮密钥Ki与状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。第一轮密钥矩阵为W[4i]~W[7i],状态矩阵第一列与W[4i]分别进行按位异或操作（长度均为4字节），第二列与W[4i+1]，以此类推。8. 将步骤7之后产生的状态矩阵进行重复加密（循环步骤4、5、6、7），直至加密十轮后得到混淆后的状态矩阵，状态矩阵共16位字节。9. 状态矩阵进行每一列的字节求和，完成求和后取结果低八位，以此类推。分别取出后，S盒中（0，0）和（F，F）中的值分别作为六字节红外报警码的第1、2字节，然后将4列之和按顺序放入，最终完成排列，得到六字节红外报警码。三、AES加密示例1. 设二维码有效数据为“0123456789ABCDE”。由于数据长度不够128(bit),故进行填充，填充长度为1位，填充数据为0x01。填充完成后排列出状态矩阵：根据步骤2可计算出密钥K中的值，如：W[0] = “abcd” = 0x61626364 W[1] = “efgh” = 0x65666768W[2] = “ijkl” = 0x696A6B6C W[3] = “mnop” = 0x6D6E6F70（1）扩展的第1轮的密钥需要计算(W[4],W[5],W[6],W[7])。由于4是4的倍数，由公式：可知计算过程，计算步骤如下：1）W[3]的元素循环左移8位：（W[4-1]<<<8）= 0x6E6F706D;2）将6E 6F 70 6D作为S盒的输入，输出为：9f a8 51 3c(例如字节为0x6E，则查S盒的第6行和E列，得到0x9f)；3）将9f a8 51 3c与第1轮常量进行异或运算，得到结果：9e a8 51 3c；4）将W[0]与0x9ea8513c进行异或运算，则0x61626364 0x9ea8513c = 0xffca3258,所以得到W[4] = 0xffca3258；（2）再根据不是4的倍数的扩展公式: 得到W[5] = 0x9AAC5530，W[6] = 0xF3C63E5C，W[7] = 0x9EA8512C；由此第一轮的密钥为：FFCA3258 9AAC5530 F3C63E5C 9EA8512C。W[8]、W[9]、…、W[43] 以此类推。2. 把状态矩阵的第1个字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒中对应的元素作为输出,然后进行逐步替换，经替换后新的状态矩阵如下：3. 把状态矩阵按顺序进行循环移位，经移位后新的状态矩阵如下：4. 把状态矩阵与固定矩阵进行列混合操作，经混合后新的状态矩阵如下：5. 把状态矩阵与第一轮密钥矩阵进行逐位异或运算。状态矩阵第一列为0x12、0xA1、0x90、0x85,密钥矩阵W[4] = 0xFF、0xCA、0x32、0x58，两者进行异或运算得到新的状态矩阵第一列，以此类推，经过轮密钥加后新的状态矩阵如下：6. 通过步骤3、4、5、6后得到第一轮的状态矩阵，将第一轮状态矩阵结果作为第二轮的状态矩阵输入，再次重复步骤3、4、5、6，重复十轮后得到最终状态矩阵如下：7. 将状态矩阵每一列进行求和运算并取出低八位，然后取出S[0,0]和S[F,F]，按顺序排列后得到最终的六字节报警台开启码：0x63，0x16，0x7C，0x48，0xAC，0x40。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第3套）竞赛模块： 模块一竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，设备工作期间务必远离洗板水、饮用水等非绝缘性液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音干扰其他参赛选手正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的任何信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的赛位号，填写其他信息均视为无效并需要重新签字。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，选手装联过程中需要进行调试，使其能够正常工作。期间若发现物料缺失、损坏等，应在规定时间内补领或更换，申领器件不得超过标准用量，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。选手因装接不当造成的故障不在考查范围之内，但属于选手应当掌握的核心专业技术技能，由选手自行处理解决。6. 参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载、固化，第一模块竞赛测评阶段开始后，禁止再次更新功能电路核心板程序。7. 本模块竞赛结束后，参赛选手应将现场下发的所有资料整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。8. 竞赛现场为各赛位下发1块标准功能电路板，用于各参赛选队测试和固化程序，若竞赛测评需要使用标准板进行测评，则根据规程扣除相应分数，标准功能电路板在本模块竞赛结束后回收，不得损坏或带离赛场，否则按照违纪处理。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第一模块 嵌入式系统硬件制作与驱动开发 竞赛任务书（第3套）一、总体要求本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。其中，嵌入式系统驱动开发任务表中竞赛任务1-6由选手自行选择实现方式，任务7-8由裁判基于实时操作系统的命令行终端输入任务测评启动命令后进行各竞赛任务测评。各竞赛任务见竞赛任务表中对应竞赛任务描述。二、竞赛任务表（一）功能电路板硬件制作任务表序号 任务描述 任务要求1 任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接 1. 根据赛场提供的嵌入式系统板电路图和物料清单，从提供的元器件中选择元器件，准确地焊接在赛场提供的线路板上，完成嵌入式系统硬件制作。2. 焊接要求：在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；无漏、假、虚、连焊，引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完结果好，捻线头镀锡。3. 装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表序号 任务描述 任务要求1 任务1：竞赛计时系统要求基于功能电路板通过编程实现数码管计时显示系统。 1. 通过编程实现数码管显示计时，要求从本模块竞赛测评时开始计时，计时单位为秒。显示格式：“XX.YY”（XX为分钟，YY为秒，“.”为分隔符，若首位为0，必须显示）。2. 本模块竞赛测评过程中，要求数码管全程显示，期间计时器不能清零和暂停，不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器清零等，此任务不得分。2 任务2：微处理器基础驱动开发要求基于功能电路板通过编程实现微控制器的基础硬件功能开发。 1. 通过编程实现对板载RGB LED灯亮灭控制，按照红灯、绿灯、蓝灯顺序实现红灯亮起1S后关闭、绿灯亮起1S后关闭、蓝灯亮起1S后关闭。2. 通过编程实现对板载RGB LED灯的红色灯光亮度渐变控制，要求实现灯光亮度由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。3 任务3：LCD显示应用开发要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指定信息。 1. 通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：三角形、正五角星形、梯形，三角形填充颜色为蓝色、正五角星形填充颜色为绿色、梯形填充颜色为红色，要求显示效果明显便于观察。2. 通过编程实现LCD显示滑块控件，并显示滑块控件当前调节值，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。4 任务4：语音交互应用开发要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语音识别交互显示。 1. 通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会主义民主政治华彩乐章”。2. 要求通过语音控制语音模块播报当前任务运行时间（任务1中的数码管显示时间），播报时间与显示时间误差不超过10秒，播报内容格式为：“当前任务运行时间为XX分XX秒”，待识别词条内容为：“查询任务运行时间”。示例：若操作人员说出“查询任务运行时间”指令，则语音模块应播报：“当前任务运行时间为XX分XX秒”（播报内容必须是LCD显示的实时时间数据）。5 任务5：传感器数据采集与显示应用开发要求LCD显示屏实时准确显示温度传感器和光照度传感器数据。 1. 通过编程实现LCD显示屏实时准确显示温度传感器数据信息，显示格式：“当前温度：XX.X℃”，显示位置、字体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求显示效果明显便于观察。2. 通过编程实现恒温控制，要求温度传感器实时更新显示。且温度阈值可调，要求通过嵌入式功能板上的加热电阻和散热风扇来实现恒温控制（误差±2℃）。3. 通过编程实现启动 LCD 显示屏实时准确显示光照度传感器数据信息，显示格式：“当前环境光强度：XXXXX lx（其中X为光照度值，若首位为 0，则可以不显示）”。4. 通过编程实现当光照强度≤100 lx时，RGB LED灯点亮（显示颜色不作要求），当光照强度＞100 lx时，RGB LED灯关闭。6 任务6：密码锁系统开发要求基于功能电路板通过编程利用触摸屏实现密码锁系统开发。 1. 通过编程实现密码锁系统，密码锁UI界面示例见右图所示。2. 要求密码锁初始密码为1234，密码锁包含密码设置和开锁功能，设置完开启密码后，进行密码验证当输入密码正确时，RGB灯亮绿色灯光，蜂鸣器滴一声，当输入密码错误时，RGB灯亮黄色灯光，蜂鸣器滴、滴、滴响三声，如果连续输入3次错误密码，蜂鸣器持续报警且RGB灯红色灯光闪烁。任务 7：嵌入式系统UI设计开发要求 LCD 实时显示光照强度传感器数据和动态实时曲线图。本任务启动命令：task01 1. 通过编程实现启动 LCD显示光照度传感器数据和UI曲线图，要求曲线跟随传感器数值变化而变化，当光照度传感器数值上升，则曲线应呈现上升趋势，当传感器数值下降，则曲线应呈现下降趋势。2. 要求 x 轴为时间信息，y 轴为传感器数据值信息。随着时间的增长，当曲线占据整个屏幕后呈现从左向右滚动状态。3. 示例 UI 界面，具体 UI 界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。任务8：GPIO外围设备开发要求：通过编程实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放本任务启动命令：task02 1.使用给定的GPIO口驱动播放器实现音符“1，2，3，4，5，6，7”播放备注：1. 竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联、调试，并将电脑置于关闭状态。2. 竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。3. 竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第3套）竞赛模块： 模块二竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第二模块 嵌入式系统应用程序开发 竞赛任务书（第3套）一、总体要求参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）、嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景中完成各项赛道功能任务。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置在D7处，在裁判示意竞赛开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物进入计时状态，而后A车驶出。 智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时。A车按照以下路径行驶：D7→D6→F6→F4→D4→B4→B2→D2→F2→F12 任务2：A车通过智能ETC系统A车在D6→F6路线上行驶，在D6处附近使智能ETC系统感应到A车上携带的电子标签，查询智能ETC系统闸门开启后A车顺利通过。 A车需在不接触ETC闸杆（闸杆抬起时间约10秒）的情况下通过智能ETC系统。选手应合理设置通过时间，避免闸杆下落触碰A车，若因此导致A车失控，则视为选手控制不当。3 任务3：A车完成语音交互A车位于F6处，启动语音识别，获取智能公交站发出的语音信息。要求A车通过ZigBee将智能公交站播报对应的语音信息编号按指定格式上传至评分终端。 A车上传语音信息编号格式：0xAF，0x06，0xXX，0x02，0x00，0x00，0x01，0xBF；其中0xXX代表被识别的语音信息编号，其他字符固定不变。智能公交站播报信息与编号说明：技能成才0x01 匠心筑梦0x02 逐梦扬威0x03技行天下0x04 展行业百技0x05 树人才新观0x06。4 任务4：A车进行超声波距离检测A车在F6→F4路线上行驶，到达F4处，获取位于F3处静态标志物（A）垂直平面到 F4 处中心点的距离。 F3处静态标志物（A）与F4中心点距离范围100mm-400mm,记为h。A车须将正确距离信息发送至多功能信息显示标志物（A）显示。测量误差：±20mm。示例：测距信息为123mm，则多功能信息显示标志物（A）显示信息为：JL-123。5 任务5：A车完成智能路灯调光A车位于F4处，获取位于G4处智能路灯初始档位，并将智能路灯档位调至目标档位。 1. 智能路灯初始档位记为n。2. 目标档位计算方式为：（h/100）%4+1计算后得到，其中h为任务2的距离信息，单位为毫米。6 任务6：A车完成RFID识别读取A车在F4→D4路线上行驶，在F4→D4路段存在RFID卡片，A车应获取RFID卡片内有效数据。A车到达D4处，开启A车任务板左右转向灯与蜂鸣器，左右转向灯进入双闪模式，蜂鸣器响3声后关闭。 1. RFID卡片共有2张，读取各卡片数据块内容仅需验证A密钥（0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF）即可。2. 2张RFID卡片随机放置在F4→D4坐标点,含F4→D4之间的循迹线上，其中有且仅有一张RFID卡内含有完整且有效信息（有效信息：B车指定路径和B车初始位置（初始位置仅限于D2、D3、E2））其余两张卡片可能为空卡也可能存有干扰信息。3. RFID卡片指定数据块地址为：第2扇区第2个数据块。有效信息示例（字符串）：D4D6B6|D2，其中指定路径以第1个D4开头，以最后1个B6结束，B车初始位置有效信息为D2。7 任务7：B车完成智能交通信号灯识别B车启动自主行进至D2处，而后启动智能交通信号灯（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留信号灯的颜色，按照指定格式将正确信息发给智能交通信号灯（A）进行比对确认。 1. B车应在规定的时间内识别出智能交通信号灯颜色，并将识别结果发送至智能交通信号灯（A），超时结果无效。B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯（A）即可，无需执行其他操作。2. B车需采用视频循迹方式完成所有路径任务，使用其他方式完成则路径任务不得分。8 任务8：B车通过特殊地形B车继续在D2→B2路线上行驶，在D2→B2路段上存在特殊地形，B车应顺利通过特殊地形到达B2处。 特殊地形放置在D2→B2循迹线上，中心位置接近C2坐标点。2. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。B车在通过特殊地形时，不能和特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。9 任务9：B车完成二维码识别B车从B2处到达B4处，识别位于A4处静态标志物（B）上的二维码信息，并将有效数据发送至A车。B车在B4→B6行进路线进行避让，等待A车通过。 1. A4处静态标志物（B）中有两个二维码，均需要识别。2. 二维码（一）信息为固定8个字节长度字符串，有效数据格式为“XYYYXY”字符，X代表大写A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，其他字符均为干扰字符。例如，二维码（一）信息为：“A/145#B6”，则有效数据为“A145B6”字符，为车牌信息。3. 二维码（二）信息为一个计算公式，仅包含以下运算：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、次幂（^）,涉及计算参数仅为h、n、y；其中h为任务2所得测距距离，n为任务5所测得智能路灯初始档位，y为任务12中所获取的智能立体车库(A)的初始层数。计算结果记为x。例如，二维码（一）信息为:((n*y+h)^4)/100。10 任务10：A车通过智能道闸A车位于D4处，控制智能道闸开启后，按照D4→B4→B2→D2路线行驶，顺利通过特殊地形，到达D2处。 1. 智能道闸开启码为任务9中获取的有效数据。2. 在练习测试赛道发任一车牌均可开启智能道闸，在竞赛测评赛道只有发送任务9中二维码（一）中获取的有效数据才能开启，选手需要控制A车通行时间，应当在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。3. 竞赛测评时裁判现场将特殊地形摆放至指定位置，地形卡片任选一张，所有测评赛道中特殊地形摆放位置与地形卡片保持一致。A车在通过特殊地形时，不能与特殊地形两侧护栏发生碰撞，否则认定任务失败。11 任务11：B车完成智能立体显示交互B车退出避让按照指定路线行进到达D4处，向位于C5处的智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示指定数据。 1. B车在B4→D4过程中应能自主开启智能道闸，并合理控制通行时间，在智能道闸开启之后快速通过，避免撞上闸杆。2. 智能立体显示标志物使用车牌显示模式显示B车任务9中识别二维码（一）中的车牌信息与任务6中获取的B车初始位置。12 任务12：B车按指定路线行进并倒车入库B车在D4处按照A车从任务6中获取的指定路线行进，到达B6处，B车查询智能立体车库（A）中的初始层数，记为y，并使用倒车入库方式进入智能立体车库（A），并控制其上升到指定层数（3层）。 1. 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否下降至一层。2. 在倒车入库过程中确保能够停在车库合适位置，在车库上升过程中，B车如果发生跌落，则视为选手控制不当。13 任务13：A车开启智能报警台A车位于D2处，发送指定格式指令控制位于D1处的智能报警台进入报警状态。 智能报警台开启码由h、n、y、x来确定。将h、n、y、x转为16进制数据，则六字节开启码分别为：x的高八位、x的低八位、h的高八位、h的低八位、n的低八位、y的低八位。其中关于h、n、y、x的说明请参考任务9。14 任务14：A车完成倒车入库A车到达F2处，查询智能立体车库（B）中的初始层数，记为z，并采用倒车入库的方式驶入智能立体车库（B），并控制其上升到指定层数。A车入库完成后，开启智能无线充电，关闭智能显示标志物计时。 选手应在倒车驶入车库前确认车库是否已经下降到一层，并确保在倒车入库后，停在车库合适位置。在车库上升过程中，A车如果发生跌落，则视为选手控制不当。智能立体车库（B）上升到指定层数计算方法为：((z+y)^n)%4+1。其中关于n、y的说明请参考任务9。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注01 智能立体车库（A） B7 入口朝向B6处02 智能立体车库（B） F1 入口朝向F2处03 多功能信息显示标志物（A） A6 显示屏朝向B6处04 多功能信息显示标志物（B） A2 显示屏朝向B2处05 静态标志物（A） F3 静态数据源朝向F4标志物位置根据赛题需要允许微调06 静态标志物（B） A4 静态数据源朝向B4标志物位置根据赛题需要允许微调07 智能交通信号灯（A） C1 信号灯朝向D2处08 智能交通信号灯（B） A5 信号灯朝向B4处09 智能报警台 D1 红外接收器朝向D2处10 智能公交站 G6 喇叭朝向F6处11 智能显示标志物 F7 显示屏朝向F6处12 智能立体显示 C5 标志物中心位于C5处13 智能ETC系统 E6 天线朝向D6处14 智能道闸 C3 道闸杆落在C4处15 智能路灯 G4 光源朝向F4处16 智能无线充电 E3 标志物中心位于E3处17 特殊地形 C2 标志物中心位于C2处18 A车出发点 D7 车头朝向选手自行决定19 B车出发点 / RFID卡内数据指定，仅限于D2、D3、E2，车头朝向选手自行决定20 RFID卡片 2张 在F4-D4循迹线上任意位置上四、竞赛平台位置示意图全国职业院校技能大赛嵌入式系统应用开发赛项竞赛任务书（第3套）竞赛模块： 模块三竞赛注意事项1. 选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水、饮料等液体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场裁判处理。2. 竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，干扰其他参赛选手的正常竞赛。3. 所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。比赛结束前需参赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其他信息均无效。4. 参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致文件丢失、损坏的，由参赛选手自行负责。5. 选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，队长须前往比赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机会均等。6. 本模块竞赛共有两轮测评机会，每轮2次测评机会，2次测评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认比赛测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台。7. 第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将竞赛单元再次上交至指定位置。8. 竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料、附件、资料盘等整理并交给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。9. 本题仅为样题，正式赛题以竞赛日现场拆封下发的题目为准。第三模块 嵌入式系统边缘计算应用开发 竞赛任务书（第3套）一、总体要求本模块竞赛要求使用嵌入式智能车开发单元A（以下简称“A车”）及智能标志物交互应用沙盘单元共同完成嵌入式系统边缘计算应用开发的各项竞赛任务，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。二、竞赛任务表序号 任务要求 说明1 任务1：A车启动A车放置F7处，在裁判示意开始时，选手点击启动按钮，启动智能显示标志物的计时功能，A车顺利出库。 1.智能显示标志物在A车开始移动之前开启计时模式。2.A车按照以下路径行驶：F7→F6→D6→B6→B4→B2→D2→D4→F42 任务2：A车进行交通信号灯识别A车在整个路线上行驶过程中需要进行4次交通信号灯识别任务。分别在F6、D6、B2、D4处识别E5、C5、C3、E5的交通信号灯（A/B/C/D）。 1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照指定格式发送至对应的智能交通信号灯标志物，超时则无效。2.A车识别后只需将结果返回至对应的智能交通信号灯标志物即可通行，无需执行其他操作。例如：到达F6处，控制位于E5处智能交通信号灯标志物（A）进入识别模式，并在规定的时间内识别出当前停留交通灯的颜色，按照指定格式发送给智能交通信号灯标志物（A）进行比对确认。3 任务3：A车进行二维码识别A车在D6→B6路线上行驶，在D6处，识别位于E7处的静态标志物（A）上的二维码，获取有效文本信息。 静态标志物（A）上放置多个二维码，其中有效文本信息存放在绿色二维码中，其他颜色二维码存放的信息均为干扰数据。4 任务4：A车完成立体显示控制A车在D6处，向位于C7处智能立体显示标志物发送红外数据，控制智能立体显示标志物显示文本信息。 智能立体显示标志物应在文本显示模式下显示静态标志物（A）中获取到的有效文本信息。5 任务5:A车进行车牌识别A车在D4→F4→F2路线上行驶，到达F2处，首先通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（C）中显示的车牌信息。然后识别图中的有效车牌信息。最后将有效车牌信息发送至多功能信息显示标志物（C）显示（车牌显示模式）。 1.多功能信息显示标志物（A）开机或重启后显示一张默认图片，选手需要执行翻页操作找到需要识别的车牌图片。2.选手需要识别出车牌号。3.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XXYYYY”。其中“国”固定不变，后面6位号码，X代表A~Z 中任意一个字母，Y代表0~9中任意一个数字，字母中不包含I和O。A车将有效车牌进行记录。4.有效车牌信息用于后续任务中智能道闸标志物开启。6 任务6：A车完成道闸控制A车在B4→B2路线上行驶，在B4处，将多功能信息显示标志物（A）有效车牌按照指定格式发送到位于A3处的智能道闸标志物上并控制其开启。 1.在练习赛道发送任意车牌均可开启智能道闸标志物，在竞赛赛道只有发送多功能信息显示标志物（A）识别到的有效车牌才能开启。2.选手需要合理控制时间，应当在智能道闸标志物开启之后快速通过，避免撞上闸杆。7 任务7：A车进行图形图像识别A车在B4→B2路线上行驶，到达B2处，通过翻页获取位于B1处多功能信息显示标志物（B）中显示的图形信息。A车识别图形颜色图片，获取图形形状及颜色信息，并按照指定格式将图形信息作为有效信息。 1.多功能信息显示标志物（B）开机或重启后默认显示1张固定图片，选手需通过翻页指令找到需要识别的图片。要求选手识别图形信息，获取不同图形形状的颜色及数量。2.涉及的形状仅限于：三角形、四边形（长方形、正方形、菱形、梯形）、圆形、五角形，其他不规则图形均为干扰图形。3.涉及的颜色仅限于红色(255,0,0)、绿色(0,255,0)、蓝色(0,0,255)、黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.图形类别统计格式：ABCDXX，A代表蓝色梯形数量，B代表红色圆形数量，C代表黄色三角形数量，D代表所有菱形的数量。XX代表所有青色图形的数量。示例：识别到图片中蓝色梯形数量2个，红色圆形数量3个，黄色三角形数量1个，图片中所有菱形数量为8，图片中所有青色图形的数量为4，则有效信息为“231804”。8 任务8：A车完成救援报警A车在B2处，向位于C1处的智能报警台标志物发送指定红外数据，控制其开启报警。 1.智能报警台标志物开启报警的指令由多功能信息显示标志物（B）中获取的有效数据经过数据处理算法计算后获得。2.智能报警台标志物开启报警的指令计算方式详见数据处理算法文件。9 任务9：A车进行行人检测和交通标志识别A车在D2→E2→F2路线上行驶，到达F2处，通过翻页获取位于F1处多功能信息显示标志物（B）中显示的图片信息。A车识别图片中交通标志类别以及戴口罩行人数量，并将交通标志识别结果发送至智能公交站标志物进行播报。 1.多功能信息显示标志物（B）开机或重启后默认显示1张固定图片，除待识别的图片外，还存放有3张干扰图片，需通过翻页指令找到需要识别的图片。图片中包含多个行人和1个交通标志，要求识别图片中的交通标志以及戴口罩行人数量。2.涉及的交通标志类别包含：直行、左转、右转、掉头、禁止掉头、禁止左转、禁止右转、限速标志。3.图像中的部分行人戴口罩，要求识别出包括被遮挡的行人在内的所有戴口罩行人数量。4.行人数量对应A车入库编号，记为X，说明如下：X=行人数量%3，当X=0→车库A；X=1→车库B；X=2→车库C。10 任务10：A车完成倒车入库A车在D4→F4路线上行驶，到达F4处，根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量，采用倒车入库的方式驶入对应车库，入库后关闭智能显示标志物计时器。 要求选手根据多功能信息显示标志物（C）中识别到的行人数量驶入对应车库。示例：若多功能信息显示标志物（C）中行人数量为3，则A车应驶入车库A（坐标点：G4）；若行人数量为4，则A车驶入车库B（坐标点：G2）；若行人数量为5，则A车驶入车库C（坐标点：F1）。三、标志物摆放位置表序号 设备名称 摆放位置 备注1 智能道闸 A3 抬杆朝向B3处2 智能公交站 E3 喇叭朝向D3处3 多功能信息显示（A） A6 显示屏朝向B6处4 多功能信息显示（B） B1 显示屏朝向B2处5 多功能信息显示（C） E2 显示屏朝向D26 智能报警台 C1 红外朝向B2处7 智能交通信号灯（A） E5 信号灯朝向F6处8 智能交通信号灯（B） E5 信号灯朝向D4处9 智能交通信号灯（C） C5 信号灯朝向D6处10 智能交通信号灯（D） C3 信号灯朝向B2处11 智能显示 G5 显示屏朝向F5处12 智能立体显示 C7 位于C7坐标点13 静态标志物（A） E7 静态数据源朝向D614 A车出发点 F7 A车放置在F7处四、竞赛平台位置示意图数据处理方法（LFSR）一、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码概述线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。一个反馈移位寄存器（feedback shift register）由两部分组成：移位寄存器和反馈函数（feedback function）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。图1 反馈移位寄存器密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacci configuration）。因为这是一个简单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析序列确保它们是随机并充分安全的。二、线性反馈移位寄存器 ( http: / / www. / tags / %E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8 / " \t "https: / / www. / d / _blank )（LFSR）编码过程LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1, b2, ...., bn}，则第n+1位的值可以表示为bn+1=c1b1 c2b2... cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是抽头的位剔除掉。图2 线性反馈移位寄存器LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够产生足够安全的密钥，我们通常要求LFSR的周期能够足够大。一个n级LFSR最多只能遍历2n-1个状态，也就是说，一个n级LFSR的最大周期就是2n-1，我们把周期为2n-1的LFSR所生成的序列称为m序列。m序列LFSR反馈函数对应的特征多项式被称为本原多项式。产生一个给定阶数的本原多项式最简单的方法是选择一个随机的多项式，然后测试它是否本原。下表列举了一些不同阶数的本原多项式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，这样很容易把它转变成最大周期LFSR。第一个数是LFSR的长度，最后一个数为常数0，可以忽略，除0以外的所有数字指明了抽头序列，这些抽头从移位寄存器的左边开始计数。当移位寄存器比计算机的字还要长时，这个程序的计算时间会无限延长。因此，本题所列举的本原多项式只包含32位寄存器及以内，公式如下表所示：表1 本原多项式（≤32位寄存器）（1,0） （9,4,0） （17,6,0） （25,3,0）（2,1,0） （10,3,0） （18,7,0） （26,6,2,1,0）（3,1,0） （11,2,0） （19,5,2,1,0） （27,5,2,1,0）（4,1,0） （12,6,4,1,0） （20,3,0） （28,3,0）（5,2,0） （13,4,3,1,0） （21,2,0） （29,2,0）（6,1,0） （14,5,3,1,0） （22,1,0） （30,6,4,1,0）（7,1,0） （15,1,0） （23,5,0） （31,3,0）（8,4,3,2,0） （16,5,3,2,0） （24,4,3,1,0） （32,7,5,3,2,1,0）根据值{b1, b2, ...., bn}，循环n位LFSR，然后从前往后取前48位，得到的六个字节就是报警台开启码。三、线性反馈移位寄存器(LFSR)编码示例1. 从二维码（1）中提取的原始数据位{1,1,1,1}，可得到寄存器的初始值为1111。2. 从二维码（2）提取本原多项式{1,0,0,1}，查表可知本原多项式的（反馈函数）抽头位置在第1位和第4位。3. 因寄存器n的位数为4，可得不重复消息为15，直至消息重复之前能够产生下列内部状态序列表：表2 实验结果b4 b3 b2 b1 输出1 1 1 1 10 1 1 1 11 0 1 1 10 1 0 1 11 0 1 0 01 1 0 1 10 1 1 0 00 0 1 1 11 0 0 1 10 1 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 11 0 0 0 01 1 0 0 01 1 1 0 04. 将输出数据重复生成至满足6字节报警码，输出序列最低有效位串为：11110101 10010001 11101011 00100011 11010110 010001115. 最后得到红外报警器的6字节开启码为：0xF5、0x91、0xEB、0x23、0xD6、0x47 展开更多...... 收起↑ 资源列表 GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第10套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第1套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第2套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第3套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第4套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第5套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第6套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第7套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第8套.doc GZ030 嵌入式系统应用开发赛项赛题第9套.doc GZ030嵌入式系统应用开发赛项规程.docx
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