<div class="document"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">注：* 为必填项</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><strong><span style="color: #0093e6;">请在报名阶段填写 ↓</span></strong></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p>本论文旨在设计一款基于以<span>ROS</span>为智能导航主载，以<span>STM32</span>为主控气象数据采集小车系统。为保证智能小车精确导航，以及气象传感器的稳定性和准确性。</p> <p>智能小车系统，主要包括小车底盘电机驱动，避障雷达设计，蓝牙通信模块，智能导航系统设计等部分内容。</p> <p>气象数据采集模块系统通过多种传感器实时采集环境中的气象数据，如温度、湿度、气压，污染气体等，并将这些气象数据实时传输至<span>STM32</span>单片机进行处理。经过处理的数据可在<span>LCD</span>显示屏上展示，也可通过<span>WIFI</span>网络互联将数据传输至云平台，也可保存至本地<span>SD</span>存储卡中。用户通过手机<span>APP</span>与服务器进行交互，且能实时查看气象参数的各项指标。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p>随着全球气候变化的日益严峻，对气象环境数据进行准确、及时的采集显得尤为重要。智能气象采集小车系统可以为气象学研究、农业生产、环境保护等领域提供实时数据支持，有助于更好地理解和应对气候变化带来的影响。</p> <p><span>STM32</span>作为一种低功耗、高性能的微控制器，其在物联网和嵌入式系统中的应用日益广泛。将其应用于智能气象采集小车系统中，不仅可以展示其在复杂环境下的稳定性和灵活性，还可以探索其在实时数据采集与处理方面的技术创新。</p> <p>研究空气质量采集数据具有深远的意义，因为它在多个方面对人们的健康和生活质量产生着重要影响。全面考虑与空气质量相关的各种采集指标，以准确全面地评估空气质量，从而采取相应的措施来改善和保护人们的健康，以至于提高人们生活质量。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">请输入内容…</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">GPL3.0</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注：利他即利己，请认真阅读下述内容。</span></p> <ol style="line-height: 1.8;"> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能； </span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">项目应选择适合自己的<span style="text-decoration: underline;"><a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a></span>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</span></li> </ol> <p style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><strong><span style="color: #0093e6;">请在竞赛阶段填写 ↓</span></strong></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p><strong>系统设计目标：</strong></p> <p>基于<span>STM32</span>智能气象采集<span>(ROS)</span>小车系统总体目标是采用<span>STM32</span>主控，使用感知传感器实现自动控制与定位导航，通过气象传感器采集所需的气象数据，以<span>Internet</span>将采集的数据发送至云平台，通过建立的<span> Android</span>应用软件实时气象采集数据或保存，用户通过<span>Android</span>终端了解气象环境状况。</p> <p>系统设计的主要目标内容概括，通过<span>WIFI</span>模块在手机<span>APP</span>实时采集气象数据；获取温湿度数据，光照、大气压力，风速、风向，空气质量数据<span>(CO</span>，其他有害气体<span>)</span>，烟雾数据，超过设定阈值自动警示；获取小车运行轨迹，图像传输，惯导定位，雷达与深度摄像机实现构图与路径规划，从而达到自动导航驾驶功能。</p> <p>以及在系统<span>LCD</span>屏显示各项数据；实时<span>SD</span>或<span>NFS</span>网络存储气象采集数据，通过互联网上传云服务器，实现<span>APP</span>实时数据查询和下载。</p> <p> </p> <p><strong>系统架构：</strong></p> <p>基于<span>STM32</span>智能气象采集小车硬件系统架构，其中核心结构包括<span>ROS</span>上层决策部分、<span>STM32</span>地盘运动控制部分和<span>MCU</span>气象采集控制部分，三部分构成整个控制系统。</p> <p><span>ROS</span>上层决策部分，以<span>Ubuntu18.04</span>系统支撑的<span>ROS</span>机器人决策系统，控制着深度摄像头部分，多线或单线雷达部分；以<span>USB-TTL</span>转换串口连接<span>STM32</span>运动底盘控制部分，包含<span>IMU</span>惯导单元及里程计数器，结合陀螺仪<span>/GPS</span>模块定位，深度摄像头和雷达实现构建地图，<span>ROS</span>决策实现自动驾驶功能。</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/dVjluSp2cF1y2DuqeXF6CILPrztReByHYtphS0r6.jpeg" alt="" width="99" height="72"></p> <p><span>STM32</span>底盘运动控制部分，有运动底盘，编码电机控制，<span>PWM</span>电机驱动，里程控制，麦克车轮，气象采集控制部分，有<span>ESP-CAN</span>无线控制器，蓝牙模块，连接各个气象传感器，包括温湿度传感器，气压传感器，光照传感器，空气质量传感器，<span>LCD</span>显示模块，报警器，<span>SD</span>存储器等组成气象采集模块电路。</p> <p> </p> <p> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-left-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p>首先应完成各个硬件模块的驱动测试程序，单独测试该硬件模块的功能。注意保存好各个硬件模块的测试项目，在后续的软件开发中做开发模块备份，当出现问题可以依照备份项目逐次排查。</p> <p>完成硬件测试后，从核心功能开始入手，逐步实现小车基本功能。硬件模块测试已经编写了模块的接口函数，现在可以直接利用前面的工作成果。将模块接口函数<span>C</span>源文件代码复制到小车项目文件夹，在<span>Keil</span>中将接口文件添加项目中，以循序渐进方式来完善小车项目功能代码。</p> <p>另外，项目开发过程中注意保持做记录的好习惯。编写开发日志，记录每天的工作进展，漏洞的问题，解决问题思路等。把每天的项目进展，每天的项目备份，并已备份日期命名文件夹名称备份文件。这样以备在遇到开发问题时，可以回退到某个版本进行修改排查问题。</p> <p>此外，还需要注意维护硬件设计开发文档。硬件设计阶段的各个硬件模块分配<span>IO</span>引脚，形成了硬件设计文档。在软件设计阶段，可能对此作少量的调整。查找问题一定以文档为依据，一定注意修改硬件设计文档，确保文档的正确性。</p> <p>软件设计是嵌入式系统最重要工作之一，是嵌入式系统开发画龙点睛之工序，软件让硬件系统活了起来，验证硬件功能，开发更完善系统及应用功能的重要作用。智能气象采集小车的软件设计主要包括，<span>STM32</span>单片机运动控制程序，<span>ESP32-Cam MCU</span>固件程序，各个运动控制器及气象传感器驱动程序，手机端小车运动控制程序，手机端气象采集参数控制程序，<span>ROS</span>系统控制程序<span>(</span>感知传感器驱动程序与<span>ROS</span>导航程序<span>)</span>。</p> <p>其中控制程序与驱动程序主要<span>C</span>语言实现，使用<span>Keil5 SDK</span>或使用<span>Arm Linux </span>系统<span>API</span>函数完成程序调用机制来实现具体的应用功能。</p> <p><span>STM32</span>系列单片机的开发提供了固件库<span>FWLib</span>，库中为每个片上外设编写提供了启动程序，降低开发难度，提高程序可移植性。</p> <p><span>CMSIS</span>：<span>Cortex </span>微控制器软件接口标准，基于<span>Cortex-M </span>内核的设备提供通用的软件接口，降低开发难度，缩短开发周期成本。</p> <p><span>CMSIS</span>支持的组件包括，标准内核<span>API Core(M),Core(A) API</span>库接口<span>;</span>通用驱动接口<span>Driver</span>库；常用嵌入式<span>DSP</span>数字信号处理；<span>Cortex-M</span>系统内核的<span>NN</span>神经网络接口库；<span>RTOS </span>实时操作系统接口库，例如<span>FREETOS</span>；<span>Pack</span>软件组件，设备参数和评估版本支持的发布机制；<span>SVD</span>为仿真器定义的外设描述；<span>DAP</span>为<span>CoreSight</span>调试访问端口提供的接口固件；<span>Zone</span>描述系统资源和分配的定义方法。</p> <p>基于<span>Arm</span>固件开发，需要熟练掌握嵌入式<span>C</span>语言编程基本技能，使用<span>Keil Arm</span>开发工具，能够实现创建项目，调用<span>API</span>编写程序，下载与调试程序，编译下载程序，<span>Debug</span>调试程序，仿真功能验证等软件调试技巧。</p> <p> </p> <p> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-left-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注：项目涉及的BOM清单。在<span style="text-decoration: underline;"><a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> </span>生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 </span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">点击zip下载大赛logo标识！ <span style="text-decoration: underline;"><a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a></span></span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="font-size: 14px;"><a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> </div>