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2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題 可見光室內(nèi)定位裝置（I 題） 【本科組】 一、任務(wù)
設(shè)計(jì)并制作可見光室內(nèi)定位裝置，其構(gòu)成示意圖如圖 1 所示。參賽者自 行搭建不小于 80cm×80cm×80cm 的立方空間（包含頂部、底部和 3 個(gè)側(cè)面）。
頂部平面放置 3 個(gè)白光 LED，其位置和角度自行設(shè)置，由 LED 控制電路進(jìn) 行控制和驅(qū)動(dòng)；底部平面繪制縱橫坐標(biāo)線（間隔 5cm），并分為 A、B、C、
D、E 五個(gè)區(qū)域，如圖 2 所示。要求在 3 個(gè) LED 正常照明（無明顯閃爍）的 情況下，測量電路根據(jù)傳感器檢測的信號判定傳感器的位置。
圖 1 可見光室內(nèi)定位裝置示意圖 圖 2 底部平面坐標(biāo)區(qū)域圖
1．基本要求
（1）傳感器位于 B、D 區(qū)域，測量電路能正確區(qū)分其位于橫坐標(biāo)軸的上、 下區(qū)域。
（2）傳感器位于 C、E 區(qū)域，測量電路能正確區(qū)分其位于縱坐標(biāo)軸的左、 右區(qū)域。
（3）傳感器位于 A 區(qū)域，測量顯示其位置坐標(biāo)值，絕對誤差不大于 10cm。
（4）傳感器位于 B、C、D、E 區(qū)域，測量顯示其位置坐標(biāo)值，絕對誤差不 大于 10cm。
（5）測量電路 LCD 顯示坐標(biāo)值，顯示分辨率為 0.1cm。
2．發(fā)揮部分
（1）傳感器位于底部平面任意區(qū)域，測量顯示其位置坐標(biāo)值，絕對誤差不 大于 3cm。
（2）LED 控制電路可由鍵盤輸入阿拉伯?dāng)?shù)字，在正常照明和定位（誤差滿 足基本要求(3)或(4)）的情況下，測量電路能接收并顯示 3 個(gè) LED 發(fā) 送的數(shù)字信息。
（3）LED 控制電路外接 3 路音頻信號源，在正常照明和定位的情況下，測 量電路能從 3 個(gè) LED 發(fā)送的語音信號中，選擇任意一路進(jìn)行播放，且 接收的語音信號均無明顯失真。
（4）LED 控制電路采用+12V 單電源供電，供電功率不大于 5W。
（5）其他。
三、說明
1．LED 控制電路和測量電路相互獨(dú)立。
2．頂部平面不可放置攝像頭等傳感器件。
3. 傳感器部件體積不大于 5cm×5cm×3cm，用“┼”表示檢測中心位置。
4. 信號發(fā)生器或 MP3 的信號可作為音頻信號源。
5. 在 LED 控制電路的 3 個(gè)音頻輸入端、測量電路的揚(yáng)聲器輸入端和供電電 路端預(yù)留測試端口。
6. 位置絕對誤差：
式中 x 、 y 為測得坐標(biāo)值，x0、y0 為實(shí)際坐標(biāo)值。
7. 每次位置測量開始后，要求 5s 內(nèi)將測得的坐標(biāo)值鎖定顯示。
8. 測試環(huán)境：關(guān)閉照明燈，打開窗簾，自然采光，避免陽光直射。
四:評分標(biāo)準(zhǔn)
| 項(xiàng)目 | 主要內(nèi)容 | 滿分
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設(shè)計(jì)報(bào)告
| 系統(tǒng)方案
| 比較與選擇方案描述
| 4 | 理論分析與計(jì)算
| 定位方法 信息發(fā)送接收方法 抗干擾方法 誤差分析
| 6 | 電路與程序設(shè)計(jì)
| 電路設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)
| 4 | 測試方案與測試結(jié)果
| 測試方案
測試結(jié)果完整性 測試結(jié)果分析
| 4 | 設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范 性
| 摘要 正文結(jié)構(gòu) 圖表規(guī)范性
| 2 | 合計(jì)
| 20 |
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