一、大赛背景
“全国大学生物联网设计竞赛”是由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程专业教学研究专家组发起,以促进国内物联网相关专业建设和人才培养为目标,以物联网技术为核心,激发物联网相关专业学生的创造、创新、创业活力,推动高校创新创业教育而举办的面向大学生的学科竞赛。
二、赛题设计
2.1 赛题内容
物联网的精髓在于其强大的连接性和智能化。本次竞赛的核心任务是利用MM32F5270控制器(内置安谋科技Star-MC1星辰处理器)作为核心控制单元,精心设计一款智能远程操作机器人,使其能以自动或手动的方式解决各种场景下的实际问题,如交通运输、工业生产、能源管理、环境监测等场景。具体要求如下。
1. 机器人需搭载WiFi、蓝牙或其他通信设备,与手机APP、小程序、PC或其他控制终端实现连接;
2. 操作人员能远程获取机器人所处环境的实时信息,还可以灵活地对机器人进行远程操控;
3. 机器人具有一定程度的智能决策能力。
加分项:可以实现多台机器人的数据共享。
2.2 硬件支持
开发板尺寸为176mm×130mm,具体配置如下图。
图1 安芯星辰物联网开发板 硬件资源图
电源输入(12V-24V)
电源输入使用DC口,支持12V-24V的宽电压输入。使用了DC-DC电源,配备了自恢复保险丝和防反接电路,能显著降低电源的故障率。
可调电源输出
开发板配备了多路稳压电源和可调电源,并搭载了多路可选的电压监测数码管,方便使用者输出需要的电源。
舵机驱动
六路舵机驱动,输出电压可调。
电压监测
板载电压监测,通过数码管显示当前档位电压的实时信息。
电源拓展
开发板板载的一组电源输入输出排针,方便在实验时提供常见的电源,免去没有电源的麻烦。
直流电机驱动
两路直流电机驱动,可以实现联网小车等经典物联网项目。
BOOT
开发板板载的启动模式选择端口(BOOT),MM32 有BOOT0和BOOT1选择引脚,用于选择复位后 MM32 的启动模式。
两路CAN通讯
在物联网开发中,CAN通信通常用于连接不同类型的传感器、执行器和嵌入式系统。通过使用多路CAN接口,开发板可以更好地适应多样化的应用场景和网络需求。
一路485通讯
集成了TTL转485设计,提供了可靠、稳定、抗干扰能力强的数据通信解决方案。
TFT LCD屏幕
1.8寸 65K彩色T 128x160分辨率,显示清晰。采用SPI串行总线,只需几个IO即可点亮显示。
蓝牙/WiFi通讯模块
开发板板载了蓝牙/WiFi一体通信模块,支持双频WiFi (2.4GHz&5GHz), WLAN802.11a/b/g/n,WiFi TCP、UDP、HTTP、HTTPS、MQTT等协议,802.11n最快速率可达到150Mbps,802.11g、802.11a可达54Mbps,支持外置天线。。
MM32最小系统板
核心板插拔设计,用户可以便捷更换。减少更换功能板所造成的浪费。
GPIO插针
2.54mm间距 GPIO全引出。
按键
四个板载按键,复位按键位于核心板。
LED
四个板载LED,方便实现流水灯/指示灯。
蜂鸣器
让开发板可以发声,实现简单的报警/闹铃。
温湿度传感器
板载DHT11温湿度传感器,读取当前环境的温湿度数据。这也是物联网中常见的数据采集类型。
2.3 软件支持
提供开发板配套的1:1虚仿平台,集成所有模块的学习教程。使用购买开发板赠送的账号即可快速学习,减少学生的上手难度,增加学生的参与度。
图2 在线仿真实验教学平台