非常榮幸受中國(guó)水利水電出版社萬(wàn)水分社楊慶川社長(zhǎng)的邀請(qǐng)，為這本參賽指南和獲獎(jiǎng)作品案例實(shí)戰(zhàn)的合集作序，“ARM/ST校園創(chuàng)新大賽”由意法半導(dǎo)體和ARM聯(lián)合主辦、360eet電子工程網(wǎng)承辦，是在校大學(xué)生課外活動(dòng)中一項(xiàng)具有示范性、引導(dǎo)性和廣泛性的競(jìng)賽活動(dòng)，經(jīng)過(guò)短短兩年的發(fā)展，已經(jīng)成為在校大學(xué)生參與智能硬件創(chuàng)新，學(xué)習(xí)最新嵌入式技術(shù)的一個(gè)重要平臺(tái)。

回顧過(guò)去的20年，微控制器在技術(shù)、性能、生態(tài)系統(tǒng)方面發(fā)生了巨大的變化。特別是ARM公司相繼推出針對(duì)嵌入式應(yīng)用的ARM7內(nèi)核和微控制器領(lǐng)域的Cortex-M內(nèi)核之后，更加速了微控制器市場(chǎng)的變革。這場(chǎng)變革體現(xiàn)在打破了傳統(tǒng)私有內(nèi)核之間不兼容的壁壘，以生態(tài)鏈的方式推動(dòng)了各個(gè)環(huán)節(jié)自我的發(fā)展，讓芯片供應(yīng)商、工具設(shè)計(jì)者、軟件開(kāi)發(fā)者等在統(tǒng)一的協(xié)議下進(jìn)行緊密的分工和合作，讓使用者可以在各個(gè)環(huán)節(jié)有多樣的選擇。這些選擇的內(nèi)在生命力在于：所有內(nèi)核指令是一致的，或者是兼容的。

致力于為行業(yè)和客戶(hù)提供最新技術(shù)、高性能、安全可靠的芯片是意法半導(dǎo)體作為企業(yè)的使命之一。在過(guò)去的10年中，意法半導(dǎo)體基于ARM Cortex-M內(nèi)核，為多元化應(yīng)用推出了基于M0、M0+、M3和M4內(nèi)核的產(chǎn)品系列，形成了業(yè)界最為寬廣的STM32家族。除內(nèi)核因素以外，其領(lǐng)先的設(shè)計(jì)和制造工藝、創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)、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(hù)的青睞。從2007年面世，到2015年第二季度末，STM32全球累計(jì)出貨數(shù)量超了10億，這是一個(gè)里程碑式的成就。

中國(guó)是一個(gè)特殊的市場(chǎng)，因?yàn)槠鋸V泛的地域中蘊(yùn)含了眾多的中小客戶(hù)。為更好地服務(wù)和支持中國(guó)市場(chǎng)，意法半導(dǎo)體和ARM公司積極推動(dòng)本土化的生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，積極參與人才的培養(yǎng)，為教育者和學(xué)生提供具有最新技術(shù)的產(chǎn)品，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，使其能夠快速適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的要求。學(xué)生競(jìng)賽成為生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要部分。正是基于這樣的想法，意法半導(dǎo)體聯(lián)合ARM公司從2013年開(kāi)始舉辦“全國(guó)大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽”，通過(guò)大賽，將最新的技術(shù)和產(chǎn)品提供給學(xué)生學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐，并借此機(jī)會(huì)與老師和學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的交流，為未來(lái)的競(jìng)賽和課程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和規(guī)劃。

過(guò)去的兩屆競(jìng)賽得到了全國(guó)高校師生的熱烈響應(yīng)，每屆均有超過(guò)700支隊(duì)伍和近2000名學(xué)生報(bào)名，經(jīng)過(guò)初選和作品評(píng)審后，最后在意法半導(dǎo)體總部決出大賽的冠軍。看到學(xué)生的作品，我們由衷地為學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力感到興奮，這是因?yàn)閷W(xué)生的創(chuàng)作覆蓋了多樣化的應(yīng)用和場(chǎng)景，部分作品的完善程度已經(jīng)接近了商業(yè)化的水平。為了更好地推廣學(xué)生的作品、記錄大賽的歷程，我們將2014年度全部獲獎(jiǎng)作品收集、編輯成冊(cè)，以便公眾閱覽。衷心希望同學(xué)們能夠借此機(jī)會(huì)吸收最新科技的營(yíng)養(yǎng)，提升自身的能力，成為未來(lái)真正的人才！

借此機(jī)會(huì)，也感謝ARM公司前任中國(guó)大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理時(shí)忻博士的全力支持，得以讓大賽在2013年如愿啟動(dòng)；感謝2013年首屆大賽的協(xié)辦方與非網(wǎng)對(duì)賽事的大力推廣；感謝ARM和ST公司本地團(tuán)隊(duì)成員對(duì)大賽盡心盡責(zé)的配合與付出；最后再次感謝中國(guó)水利水電出版社和現(xiàn)大賽協(xié)辦方360eet的幫助，得以讓大賽優(yōu)秀方案整理成冊(cè)，傳播知識(shí)，分享成功。

意法半導(dǎo)體微控制器中國(guó)區(qū)高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理

陳煒

ARM亞太區(qū)大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理

2015年8月于上海

序言

ARM/ST全國(guó)大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽
參賽指南 1
其于STM32F401的多功能兩輪載人平衡車(chē)
（特等獎(jiǎng)） 8
1 摘要 9
2 引言 9
3 系統(tǒng)方案 9
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 13
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 21
7 附錄 22
基于STM32F401RE的四軸飛行器跟蹤系統(tǒng)
（一等獎(jiǎng)） 25
1 摘要 26
2 引言 26
3 系統(tǒng)方案 27
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 31
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 32
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 37
7 系統(tǒng)難點(diǎn)與創(chuàng)新 40
8 附錄 41
基于STM32與LabWindows/CVI的單探頭下壓式
新型脈象儀
（一等獎(jiǎng)） 43
1 摘要 44
2 引言 44
3 系統(tǒng)方案 44
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 45
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 49
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 51
7 附錄 54
基于STM32F4的無(wú)線遙控智能小車(chē)
（二等獎(jiǎng)） 56
1 摘要 57
2 引言 57
3 系統(tǒng)方案 57
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 59
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 64
6 系統(tǒng)創(chuàng)新 70
7 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 70
8 附錄 71
基于組網(wǎng)控制和視頻傳輸?shù)奶綔y(cè)機(jī)器人
（二等獎(jiǎng)） 72
1 摘要 73
2 引言 73
3 系統(tǒng)方案 73
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 76
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 82
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 84
7 附錄 84
E Senses
（二等獎(jiǎng)） 88
1 摘要 89
2 引言 89
3 系統(tǒng)方案 90
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 91
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 92
6 系統(tǒng)創(chuàng)新 96
7 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 97
基于Leap Motion手勢(shì)識(shí)別的遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂
（二等獎(jiǎng)） 98
1 摘要 99
2 引言 99
3 系統(tǒng)方案 101
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 101
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 104
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 114
自平衡智能移動(dòng)平臺(tái)
（二等獎(jiǎng)） 115
1 摘要 116
2 引言 116
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 116
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 118
5 附錄 123
視覺(jué)引導(dǎo)的自動(dòng)駕駛演示系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 125
1 摘要 126
2 引言 126
3 系統(tǒng)方案 126
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 127
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 130
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 133
7 附錄 134
基于STM32F4的四旋翼實(shí)時(shí)圖傳系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 136
1 摘要 137
2 引言 137
3 系統(tǒng)方案 137
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 142
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 143
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 144
7 附錄 145
基于STM32的智能門(mén)禁系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 146
1 摘要 147
2 引言 147
3 系統(tǒng)方案 148
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 149
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 151
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 152
7 附錄 154
基于STM32的智能家居系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 159
1 摘要 160
2 引言 160
3 系統(tǒng)方案 160
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 161
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 164
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 166
7 附錄 166
GNSS電子地圖導(dǎo)引小車(chē)
（三等獎(jiǎng)） 168
1 摘要 169
2 引言 169
3 系統(tǒng)方案 170
4 流程設(shè)計(jì) 176
5 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 189
6 附錄 190
基于STM32F401的溫室精準(zhǔn)種植監(jiān)控系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 192
1 摘要 193
2 引言 193
3 系統(tǒng)方案 193
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 195
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 198
6 STM32與LabVIEW的通訊機(jī)制 203
7 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 203
8 附錄 204
基于STM32F4的智能避障小船
（三等獎(jiǎng)） 205
1 摘要 206
2 引言 206
3 系統(tǒng)方案 206
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 207
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 210
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 210
7 附錄 211
家庭智能語(yǔ)音無(wú)線控制系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 212
1 摘要 213
2 引言 213
3 系統(tǒng)方案 213
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 215
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 219
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 221
7 附錄 222
無(wú)線可視對(duì)講多用途工程協(xié)助器
（三等獎(jiǎng)） 225
1 摘要 226
2 引言 227
3 系統(tǒng)方案 228
4 原理分析 229
5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 230
6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 234
7 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 237
8 系統(tǒng)難點(diǎn)與創(chuàng)新 237
空氣盒子（基于STM32的家庭空氣監(jiān)控系統(tǒng)）
（三等獎(jiǎng)） 240
1 摘要 241
2 引言 241
3 系統(tǒng)方案 241
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 242
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 246
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 250
7 附錄 250
基于STM32F401的汽車(chē)安全主動(dòng)防御系統(tǒng)
（三等獎(jiǎng)） 252
1 摘要 253
2 引言 253
3 系統(tǒng)方案 254
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 257
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 263
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 269
7 系統(tǒng)創(chuàng)新 271
基于STM32F401單片機(jī)的四軸飛行器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（三等獎(jiǎng)） 273
1 摘要 274
2 引言 274
3 系統(tǒng)方案 275
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 276
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 277
6 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論 281
7 附錄 281

1. 中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育專(zhuān)委會(huì)2023年會(huì)議論文集 [中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育專(zhuān)委會(huì)]
2. 中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育分會(huì)2022年會(huì)議論文集 [主編 中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)教育分會(huì)]
3. 電路設(shè)計(jì)與PCB制作實(shí)操教程 [主編 周永宏]
4. Altium Designer 20 電路設(shè)計(jì)案例教程 [主編 王靜 謝蓉]
5. 珍惜大學(xué)好時(shí)光 [余明友]
6. 電子設(shè)計(jì)與制作簡(jiǎn)明教程（第二版） [主編 鄧延安]
7. 數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及應(yīng)用 [主 編 余建坤]
8. Altium Designer 17電路設(shè)計(jì)案例教程 [主編 王靜]
9. ARM/ST全國(guó)大學(xué)生智能設(shè)備創(chuàng)新大賽參賽指南及獲獎(jiǎng)作品案例實(shí)戰(zhàn)（2016） [億科未來(lái)]
10. 通信電子線路 [主編 韓偉]
11. 模擬電子電路分析與應(yīng)用 [主編 董圣英 閆學(xué)敏]
12. 數(shù)字電子電路分析與應(yīng)用 [閆學(xué)敏 董圣英]
13. 計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)（第三版） [主編 何超]
14. 城市圖書(shū)館建筑研究 [周進(jìn)良]
15. 電子設(shè)計(jì)與制作簡(jiǎn)明教程 [鄧延安]
16. 在路上——一個(gè)外交官的海外散記 [蔡勁松]
17. Altium Designer winter 09電路設(shè)計(jì)案例教程 [王靜 主編]