2022全国大学生物联网设计竞赛华为题目方案
【赛事简介】
随着物联网、人工智能、云计算,5G、工业互联网等面向未来的国家科技强国战略的提出,同时伴随第四次工业革命的到来,千行百业数字化转型,我辈定不辱使命,参与其中!
【赛题介绍】
本次大赛依托华为端、管、边、应用等物联网产业链的各个部分能力,为开发者提供IoT华为云开发平台、5G网络、5G通信模组(分NB-IoT、高速5G两种)、边缘计算、HarmonyOS、OpenHarmony等软硬件和开发环境支持,开发者可以基于万物互联的智慧场景,开发出能帮助各行业解决实际问题的应用或产品。
HarmonyOS是一款面向万物互联时代的、全新的分布式操作系统。在传统的单设备系统能力基础上,HarmonyOS提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的分布式理念,能够支持手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等多种终端设备,提供全场景移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等业务能力。
OpenHarmony是由开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)孵化及运营的开源项目,目标是面向全场景、全连接、全智能时代,基于开源方式,搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台,促进万物互联产业的繁荣发展。其支持轻量系统、小型系统、轻量系统三种系统类型,支撑不同量级iot智能设备。
华为云IoT,致力于提供极简接入、智能化、安全可信等全栈全场景服务和开发、集成、托管、运营等一站式工具服务,助力伙伴/客户轻松、快速构建5G、AI万物互联的场景化物联网解决方案;
在管道侧,分为5G窄带物联网NB-IoT和高速5G,5G提供了高带宽、低时延、广联接的管道特性;
本次竞赛可以运用华为云IoT服务能力、鸿蒙物联网能力、5G、AI万物互联特性,开发一个端云协同的创新作品
【任务要求】
本次大赛可基于以下场景进行开发城市智能体、智慧园区、智慧交通、车联网、智联生活、智能制造、智慧仓储、智慧农业等。
包括但不限于在开发板上构建硬件原型(外接所需传感器和执行器),基于华为云IoT平台、5G、AI、HarmonyOS等技术设计出一套交互性强、易扩展的物联网 SaaS 应用,并部署到华为云上供评审。客户端展示方式形式要求,可以使用 Web App、手机 App、HarmonyOS应用等多种方式。
【场景举例】
场景举例,智慧路灯解决方案:
泰华智慧联合华为构建的智慧路灯解决方案将城市照明路灯通过智能化改造后,通过NB-IoT网络,统一接入华为云IoT全栈云服务,平台与泰华智慧路灯应用客户端APP进行数据交互,并基于GIS(Geographic Information System)进行可视化管理。
场景举例,智慧康养-健康监测器
随着社会人口老龄化、独居老人占比越来越高,可设计一款针对特殊关爱人群的适老化健康检测器。该设备使用Openharmony碰一碰联网功能,避免“老大难”问题;设备可定时采集心率、血压、肢体协调等情况,并通过云端算法综合判断人体健康状况;同时构建了一个面向社区医生、家人的应用端,实时将病患的健康数据信息同步给相关人员,便于实时了解病患的身体情况并在有特殊情况时及时干预。
场景举例,智慧园区-能耗管理系统
智慧园区解决方案可有效实现园区内万物互联和业务联动。以能耗管理为例,可覆盖整个园区的包含照明、用水、用电、温湿度传感器等方方面面的能效管理系统。通过管理实时采集园区用水、用电、用气等能耗设备数据,将数据上传至华为云IoT,并从多个角度和维度对园区日常能耗运营过程中的数据和业务进行分析,最终通过可视化应用提供分析结果和报表呈现。有效追溯用能过程,有效挖掘能耗数据,多角度辅助决策,提供能耗控制策略,实现能耗优化,帮助园区节能降耗,降低运营成本。
场景举例,在线教育场景举例:
远程教育出海:疫情情况下,国外优势教育资源共享,海外大学提供平台,中国学生基于平台享受教育资源;
教育公平:线上课堂,全国中小学优势学科资源共享,实现名师在线授课,全国共享;
场景举例,远程医疗场景举例:
智慧救护车:利用救护车音视频设备实现车上音视频实时采集,实现患者视频传输到医院诊疗中心,医生现场指导急救;
a) 主要技术:SparkRTC + VR/AR;
b) SparkRTC传输实时音视频数据实现远程会诊,参赛者可利用全景技术和VR/AR技术实现医疗中心医生沉浸式了解当前救护车中患者的情况,快速决策;
场景举例,线上金融场景举例:
金融可信服务平台:利用云手机实现在线视频人脸认证、账户开户等功能,避免手机/pc本地重要信息被软件读取;
a) 主要技术:SparkRTC + EI + 云手机;
b) SparkRTC实现音视频数据传输,EI实现面部识别、票据识别等功能,云手机作为整个app载体;
场景举例,远程协作举例:
· 云矿车:真云挖矿,利用5G + RTC,实现矿车摄像数据实时传输,为远端驾驶员提供画面信息,传送控制流;
· 交通事故快速处理:RTC + AR,交通事故发生时,实现当前画面实时状态处理,帮助交通警察远端实时沉浸式介入交通现场,处理事故;
· 智慧监控平台:RTC + EI,在森林火灾监控、交通情况等场景下,利用RTC实时传输画面,通过EI对画面进行识别,可以进行状态感知和预警;
· 家装行业沉浸体验: RTC + VR / AR,家装行业现在都在数字化转型,设计师在A端,门店用户为BCDEFG端,A端通过云上软件操作家装布置3D场景,各个门店仅需准备这些VR设备即可云端访问设计师做好的家装场景,一套渲染设备+多台VR即可完成。
· 本地应用云端渲染: 云渲染,应用在本地(容量很小,只有应用本身),数据需要保存在云端,通过图标或者画面等将云端素材在本地模拟,素材在本地应用操作完毕后,通过控件进行远端渲染,本地向云端仅传输这一系列操作,云端对素材执行相同操作,将结果通过rtc传输云端图像到本地查看,满意再下载;
· 实时建模:RTC+ 云渲染 + EI
a)建模扫描枪(实时视频采集),通过网络上传到云端处理建模(云端渲染),通过RTC推流到中央屏幕呈现建模结果;
b)车载摄像头/机器人/无人机/智能门锁/音箱/手表等搭载摄像头连接网络后实时传输视频,远端手机等终端设备根据实时画面控制;
· 元宇宙互动:RTC + VR + EI,摄像头实时拍摄单个对象A扫描读取特征到云端处理识别动作,生成元宇宙形象和对应动作,对象B通过VR能够读取到云端RTC协议传输过来的对象A的动作和形象,能够多人真实互动;
场景举例,游戏场景举例:
大屏云游戏:基于鸿蒙OS华为智慧屏或其他大屏电视,用户只需显示屏接入,无需下载、安装,即可在线玩各类游戏,PC端游、手机游戏、主机游戏等;
a)主要技术:SparkRTC + 云桌面 / 云手机;
b)SparkRTC实现音视频数据传输,云桌面作为云游戏平台载体,鸿蒙智慧屏作为游戏软件入口;
l 命题1-1.【华为云平台】
【华为云IoT平台】
华为云IoT聚焦物联网基础设施建设,致力于构建涵盖端、管、边、云、应用等物联网产业链的各个部分的全栈生态,能够实现人与物、物与物之间联接管理,提供物联网操作系统、设备管理、SIM卡管理、应用管理、大数据分析等能力:
(1)在设备端,华为云提供轻量级物联网操作系统LiteOS,具备轻量级、低功耗、互联互通、组件丰富、快速开发等关键能力,让设备快速智能化。
(2)华为云IoT平台提供三种设备接入方案,包括轻量设备接入、复杂设备接入以及非直连设备接入,可支持2/3/4G、5G 、NB-IoT、Wifi等多种传输方式。
(3)针对设备管理,华为云IoT平台提供功能强大、界面友好的设备管理门户网站,高效地管理接入设备。
(4)针对SIM卡管理,针对SIM卡管理,华为云IoT提供eSIM/vSIM智能选网实现全球设备就近接入云站点并享受当地资费的一站式流量管理服务。
(5)在应用侧,华为云IoT平台为上层应用提供了丰富的API接口,帮助开发者快速孵化行业应用。
(6)针对物联网大数据分析,华为云提供基于物联网资产模型的数据分析平台,提供实时分析、时序分析、离线分析等关键能力。
(7)另外,华为云IoT平台提供端-管-云端到端的安全保障,业务可靠性达到99.9%。
【华为云SparkRTC】
参赛团队可聚焦RTC应用中亟需解决的问题,探索有具体落地场景的应用方案。本次大赛采用定向命题和开放命题,参赛团队根据实际情况自选赛道报名,亦可自定义场景,鼓励所有参赛团队充分发挥创新能力,自由探索应用场景,并融合新技术(例如5G/AI/大数据/物联网等),最终提交具有原创性并能够进行可视化应用展示的参赛作品。要求有应用侧效果呈现,呈现方式不限,二维、三维可视化、APP、WEB、小程序等均可,应用侧功能能正常交互; 方案须使用到以下任一服务:SparkRTC、直播、点播。创新思路可以参考:
类型 | 赛题号 | 场景 | 具体命题 |
行业解决方案 | 1 | 在线教育 | 以SparkRTC/直播/点播为技术底座,开发出具有全新体验、全新交互的终端应用,提供下列在线美术课、在线编程课、在线声乐课、在线棋类教学、海外预课、1V1教学、小班课、大班课、AI互动课、在线自习室、在线陪读、双师课堂等任一场景解决方案。要求用市面上已有的设备或自制设备,或者预览器及模拟器,完成基于Android/Win/iOS/Web上的应用开发或设备开发,最终有应用侧效果呈现。 |
2 | 远程医疗 | 通过华为云SparkRTC实时音视频和直播技术,实现各市县域优质医疗资源和知识共享,解决医疗资源不均衡的难题。 提供医疗直播、医疗培训、医疗学术会议、远程看护、远程慢性病随诊、医疗机器人、医美直播、远程心理咨询、远程问诊、视频会诊等业务场景方案。要求用市面上已有的设备或自制设备,或者预览器及模拟器,完成基于Android/Win/iOS/Web上的应用开发或设备开发,最终有应用侧效果呈现; |
3 | 线上金融 | 新冠疫情下,线上金融需求增加,尤其券商:远程开户、券商直播路演、证券视频课堂等场景;银行:银行理财直播路演、视频银行客服、理财面签双录、金融呼叫中心、虚拟营业厅、远程汽车贷款、远程消费小贷等场景;保险行业:视频车险理赔、远程寿险营销、远程保险客服、保险直播等场景有大量的应用,利用华为云SparkRTC实时音视频/直播技术解决当前线上金融场景化需求,参赛企业可基于Android/Win/iOS/Web上的应用开发或设备开发相关应用,或者提交相关解决方案; |
4 | 互动文娱 | 互动文娱作为实时音视频应用最广泛的行业,包括但不限于语聊房、在线K歌、互动博客、视频相亲、视频群聊、秀场直播、鉴宝直播、PK直播、云演唱会、云旅游、赛事直播、电竞直播等子场景,要求参赛企业基于华为云SparkRTC实时音视频/直播技术,细化各场景化需求,完成应用开发,或者提交相关解决方案; |
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5 | 远程协作 | 远程协作领域,要求基于Android/Win/iOS/Web/HarmonyOS和华为云SparkRTC完成视频会议、视频培训、远程招聘、远程专家指导、综合协同办公、远程监工\交付等场景完成应用开发,或基于智能交互平板、视频会议专用终端、AR/VR协作硬件、商用TV、机顶盒等硬件设备集成华为SparkRTC,完成硬件设备和华为SparkRTC集成; |
6 | 游戏行业 | 开发者可基于Android/Win/iOS/Web/HarmonyOS使用华为SparkRTC/云手机实现游戏社交、游戏语音、游戏直播、云游戏等场景应用开发; |
独立 命题 | 7 | 自定义赛题-企业 | 通过开放式命题支持选手自主进行应用场景创新,基于华为云音视频服务、技术,探索有具体落地场景的应用创新作品。场景包括但不限于在线教育、远程医疗、线上金融、互动文娱、游戏、数字政府等行业。比如远程看护、远程监控等 |
8 | 自定义赛题-学生 | 目前H.266不仅能够帮助用户在设备上存储更多的高清视频,从而减少网络上的数据流量,而且在main10 profile里支持高分辨率,高动态范围,屏幕内容编码等功能,参赛者可以尝试将最新的H266编码器集成到RTC中。 |
【AI开发平台ModelArts】
竞赛鼓励开放、创新、与AI等新技术结合,除了使用华为云IoT能力,也为参赛者提供其他华为云能力,如一站式AI开发平台ModelArts。基于ModelArts + IoT融合AI技术和IoT技术,通过AI技术有效处理物联网设备产生的大量数据,进而实现物联网设备的智能化。
ModelArts是面向开发者的一站式AI开发平台,为机器学习与深度学习提供海量数据预处理及半自动化标注、大规模分布式Training、自动化模型生成,及端-边-云模型按需部署能力,帮助用户快速创建和部署模型,管理全周期AI工作流。ModelArts具备以下特色能力:
(1) 数据治理:支持数据筛选、标注等数据处理,提供数据集版本管理,特别是深度学习的大数据集,让训练结果可重现。
(2) 极“快”致“简”模型训练:自研的MoXing深度学习框架,更高效更易用,大大提升训练速度。
(3) 云边端多场景部署:支持模型部署到多种生产环境,可部署为云端在线推理和批量推理,也可以直接部署到端和边。
(4) 自动学习:支持多种自动学习能力,通过“自动学习”训练模型,用户不需编写代码即可完成自动建模、一键部署,进而将构建的AI模型应用到实际业务中。
(5) 可视化工作流:提供从数据、算法、训练、模型、服务全流程可视化管理,无需人工干预,自动生成溯源图。选择任一对象,即可快速可视化了解相关信息,同时提供版本可视化比对功能,可帮助用户快速了解不同版本间的差异。
l 命题1-2.【5G+X】
根据工信部统计,截止2021年中国已经有2300家企业部署了5G虚拟专网、12000个企业开展了5G应用创新试点,5G与千行百业的融合应用呈现爆发式增长(如下图),TOP应用行业包括工业互联网、智慧园区、智慧城市、信息消费、智慧医疗等。
千行百业的应用繁荣需要将5G、AI、大数据、云计算等新技术结合具体行业场景进行联合创新。此次大赛,鼓励大学生们结合行业场景需求,在5G+视频/图像检测、5G+无人驾驶/远程驾驶、5G+机器人协同控制等场景化解决方案的创新创意,形成演示方案。
结合5G商用网络,推荐采用如下5G终端模组开展创新方案开发:
厂商 | 型号 |
广和通 | 5G通信模组FM650-CN(国产自主品牌) |
NB-IoT通信模组MC907(国产自主品牌,支持移动、电信)+Sim卡方案 |
命题1-3.【华为-HarmonyOS】
HarmonyOS是一款面向万物互联时代的、全新的分布式操作系统。
在传统的单设备系统能力基础上,HarmonyOS提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的分布式理念,能够支持手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等多种终端设备,提供全场景(移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等)业务能力。
HarmonyOS有三大特征:
1)搭载该操作系统的设备在系统层面融为一体、形成超级终端,让设备的硬件能力可以弹性扩展,实现设备之间硬件互助,资源共享。
对消费者而言,HarmonyOS能够将生活场景中的各类终端进行能力整合,实现不同终端设备之间的快速连接、能力互助、资源共享,匹配合适的设备、提供流畅的全场景体验。
2)面向开发者,实现一次开发,多端部署。
对应用开发者而言,HarmonyOS采用了多种分布式技术,使应用开发与不同终端设备的形态差异无关,从而让开发者能够聚焦上层业务逻辑,更加便捷、高效地开发应用。
3)一套操作系统可以满足不同能力的设备需求,实现统一OS,弹性部署。
对设备开发者而言,HarmonyOS采用了组件化的设计方案,可根据设备的资源能力和业务特征灵活裁剪,满足不同形态终端设备对操作系统的要求。
本次大赛鼓励参赛者依托开发套件基于智能家居、智慧出行、影音娱乐、运动健康、智慧办公等场景,设计并完成HarmonyOS创新应用开发。
【华为提供资源】
华为将会为参赛者提供如下支持:
1、 硬件资源:兼容华为云 IoT 平台的开发板(前350个报名团队可获得),5G模组/开发板,(数量有限,参赛团队可根据自己的需求酌情向大赛合作伙伴广和通申请)或基于5G的网络环境;
2、 软件资源:华为云代金券(可购买应用所需 ECS、OBS、ModelArts等华为云资源);
3、 技术支持:华为开发者社区(技术论坛,线下沙龙等技术支持), 等提供在线赋能与技术答疑。
华为提供模组资源申请:
序号 | 型号 | 描述 | 厂家 | 数量 |
1 | Taurus AI Camera开发套件 | 海思3516+ OpenHarmony | 润和 | 100 |
2 | BearPi-HM Nano开发板套件 | 海思3861+ OpenHarmony+华为云IoT | 小熊派 | 待定 |
3 | 5G-IoT开发板(NB) | NB-IoT通信模组MC907(国产自主品牌,支持移动、电信)+Sim卡方案 | 广和通 | 200 |
4 | 5G-IoT开发板(高速5G) | 5G通信模组FM650-CN(国产自主品牌)+M.2转USB3.0 Dongle | 广和通 | 50 |
华为云资源
序号 | 资源 | 套数 | 规格 | 备注 |
1 | ECS | 300套 | 6月-8月 3个月 | 充到队长的华为云账号 |
2 | EI | 300套 | 100小时 |
专家答疑
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【技术参考链接】
