序 言

非常榮幸受中國水利水電出版社萬水分社楊慶川社長的邀請，為這本大賽指南和獲獎作品案例實戰的合集作序，ARM/ST校園創新大賽是由意法半導體和ARM聯合組辦，360eet智能硬件教育

平臺承辦的在校大學生課外活動中一項具有示范性、引導性和廣泛性的競賽活動，經過短短兩年的發展，已經成為了在校大學生參與智能硬件創新，學習最新嵌入式技術的一個重要平臺。

回顧過去的20年，微控制器

在技術、性能、生態系統方面發生了巨大的變化。特別是ARM相繼推出針對嵌入式應用的ARM7內核和微控制器領域的Cortex-M內核之后，加速了微控制器市場的變革，這場變革體現在打破了傳統私有內核之間不兼容的壁

壘，以生態鏈的方式推動了各個環節自我的發展，讓芯片供應商、工具設計者、軟件開發者等在統一的協議下進行緊密地分工和合作，讓使用者可以在各個環節有多樣的選擇。這些選擇的內在生命力在于：所有內核指令

是一致的，或者是兼容的。

致力于為行業和客戶提供最新技術、高性能、安全可靠的芯片是意法半導體作為企業的使命之一。在過去的10年中，意法半導體基于ARM Cortex-M的內核，為多元化應用推出了基于M0、

M0+、M3和M4內核的產品系列，形成了業界最為寬廣的STM32家族。除內核因素以外，其領先的設計和制造工藝、創新的系統架構、卓越的功耗效率和最大化的集成度，使得STM32迅速獲得眾多客戶的青睞。從2007年面世

，到2015年第二季度末，STM32全球累計出貨數量超了10億，這是一個里程碑式的成就。

中國是一個特殊的市場，其廣泛的地域中蘊含了眾多的中小客戶。為更好地服務和支持中國市場，意法半導體和ARM公司積極推

動本地化的生態系統的建設，積極參與人才的培養，為教育者和學生提供具有最新技術的產品，培養其學習和實踐能力，使其能夠快速適應社會對人才的要求，學生競賽成為生態系統建設的一個重要部分。正是基于這樣

的想法，意法半導體聯合ARM公司決定從2013年開始舉辦“全國大學生智能設備創新大賽”，通過大賽，將最新的技術和產品提供給學生學習和動手實踐，并借此機會與老師和學生進行面對面的交流，為未來的競賽和課

程設計進行探討和規劃。

過去的幾屆競賽，得到了全國高校學生和老師的熱烈響應，每屆均有超過700支隊伍和近2000名學生報名，經過初選和作品評審后，最后在意法半導體總部決出大賽的冠軍。看到學生的作品

，我們由衷地為學生的想象力和創造力感到興奮，這是因為學生的創作覆蓋了多樣化的應用和場景，部分作品的完善程度已經接近了商業化的水平。為了更好地推廣學生的作品、記錄大賽的歷程，我們將2015年度全部獲

獎作品收集、編輯成冊，以便公眾閱覽。衷心希望學生們能夠借此機會吸收最新科技的營養，提升自身的能力，成為真正的人才！

借此機會，也感謝ARM公司前任中國大學計劃經理時忻博士的全力支持，得以讓大賽

在2013年如愿啟動，感謝2013年首屆大賽的協辦方與非網對賽事的大力推廣；感謝ARM和ST公司本地團隊成員對大賽盡心盡責的配合與辛勤付出；最后再次感謝中國水利水電出版社和現大賽協辦方360eet的幫助，得以讓

優秀方案整理成冊，傳播知識，分享成功。

意法半導體微控制器中國區高級市場經理

曹錦東

ARM亞太區大學計劃經理

陳煒

2015年8月于上海

序言

ARM/ST全國大學生
智能設備創新大賽
參賽指南 1
基于圖像處理的智能文字閱讀系統
（特等獎） 8
1 摘要 9
2 引言 9
3 系統方案 10
4 系統硬件設計 12
5 系統軟件設計
15
6 系統創新 22
7 系統評測與結論 23
8 附錄 23
基于STM32F4的虛擬現實遠端臨場機器人
（一等獎） 25
1 摘要 26
2 引言 26
3 系統方案 26
4 系統硬
件設計 27
5 系統軟件設計 28
6 系統評測與結論 30
7 附錄 30
基于STM32的脈象模擬裝置設計
（一等獎） 36
1 摘要 37
2 引言 37
3 系統方案 38
4 系統硬
件設計 39
5 系統軟件設計 41
6 系統評測與結論 44
7 附錄 45
便攜式多功能血氧心率監護儀
（二等獎） 50
1 摘要 51
2 引言 51
3 系統方案 51
4 系統硬
件設計 53
5 系統軟件設計 56
6 系統評測與結論 58
基于STM32的智能花灑系統
（二等獎） 63
1 摘要 64
2 引言 64
3 系統方案 64
4 系統硬件設計 67
5
系統軟件設計 70
6 系統評測與結論 72
7 附錄 73
電子密碼鎖
（二等獎） 75
1 引言 76
2 系統方案 76
3 系統硬件設計 76
4 系統軟件設計 82
5 系統評
測與結論 82
6 附錄 83
基于藍牙的平衡玩具小車
（二等獎） 89
1 摘要 90
2 引言 90
3 作品創意 90
4 系統方案 91
5 系統硬件設計 91
6
系統軟件設計 94
7 系統評測與結論 98
8 附錄 100
基于STM32的互聯網型快遞自提柜系統
（二等獎） 101
1 摘要 102
2 引言 102
3 系統方案 102
4 系統硬
件設計 103
5 系統軟件設計 107
6 系統評測與結論 109
7 附錄 112
基于MPU6050的無線空間鼠標
（三等獎） 113
1 摘要 114
2 引言 114
3 系統方案 114
4
系統硬件設計 115
5 系統軟件設計 116
6 系統評測與結論 117
7 附錄 118
基于STM32的GPS公交自動報站系統
（三等獎） 122
1 摘要 123
2 引言 123
3 系統方
案 124
4 系統硬件設計 126
5 系統軟件設計 127
6 系統評測與結論 132
7 總結 132
8 附件 133
基于STM32的激光掃描儀
（三等獎） 134
1 摘要 135
2
引言 135
3 系統方案 135
4 系統硬件設計 136
5 系統軟件設計 136
6 系統評測與結論 136
基于STM32F411RET6的智能搜救小車系統
（三等獎） 137
1 摘要
138
2 引言 138
3 系統方案 138
4 系統硬件設計 141
5 系統軟件設計 143
6 智能搜救系統的工作流程 152
7 系統評測與結論 154
8 附件 154
微型空氣
質量監測站
（三等獎） 156
1 摘要 157
2 引言 157
3 系統方案 157
4 系統硬件設計 157
5 系統軟件設計 159
6 系統評測與結論 161
7 附錄 163
基于STM32F4的智能家居系統
（三等獎） 164
1 摘要 165
2 引言 165
3 系統方案 165
4 系統硬件設計 166
5 系統軟件設計 166
6 系統評測與結論 168
7 附錄
168
基于STM32F4的智能磁懸浮音樂平臺
（三等獎） 172
1 摘要 173
2 引言 173
3 系統方案 173
4 系統硬件設計 174
5 系統軟件設計 177
6 系統評測與結論
178
7 附錄 181
基于STM32F411RE的老人監護儀
（三等獎） 182
1 摘要 183
2 引言 183
3 系統方案 183
4 系統硬件設計 184
5 系統軟件設計 185
6 系統評
測與結論 186
7 附錄 187
基于STM32F4的多功能智能小車
（三等獎） 188
1 摘要 189
2 引言 189
3 系統方案 189
4 系統硬件設計 189
5 系統軟件設計
191
6 系統評測與結論 195
7 附錄 195
基于物聯網的智能設備
（三等獎） 208
1 摘要 209
2 引言 209
3 系統方案 209
4 系統硬件設計 211
5 系統軟
件設計 212
6 系統評測與結論 213
7 附錄 213
基于物聯網技術的停車場智能化管理系統
（三等獎） 216
1 摘要 217
2 引言 217
3 系統方案 218
4 系統硬
件設計 224
5 系統軟件設計 228
6 總結 231
7 附錄 232
二維碼檢票機
（三等獎） 236
1 摘要 237
2 引言 237
3 系統方案 237
4 系統硬件設計 238
5
系統軟件設計 242
6 系統評測與結論 247
7 附錄 249
參量陣定向音響
（三等獎） 250
1 摘要 251
2 引言 251
3 系統方案 252
4 系統硬件設計 252
5
系統軟件設計 255
6 系統評測與結論 258

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