英特尔杯大学生嵌入式系统专题邀请赛一等奖成果介绍

1-1 一等奖(英特尔杯)

参赛题目：基于XML的智能车载导航系统和富信息交互平台
参赛学校：西南交通大学

指导教师：杨斌

参赛学生：肖轶翔、刘金柱、易卓霖

作品简介：近年来，由于WEB2.0（以Webservice、RSS为代表）、WAP2.0等网络应用服务技术，XML等语言的迅猛发展和强大技术支持，消费类电子产品发展势头良好。广大普通汽车用户更是渴求大量有效的数据服务、通信服务、强大的娱乐支持和高保障的安全防盗系统。该设计充分利用了Intel Gene8310板的硬件资源，扩展了诸如USB-CDMA模块、USB-WiFi无线网卡、USB-Camera、蓝牙GPS模块、蓝牙数据收发模块、IR数据收发模块、miniPCI视频采集卡、信息浏览滚轮模块、以及基于高速MCU:C8051F040、C8051F300扩展硬件板的指纹识别模块、IR遥控模块、加速度检测模块、气压检测模块和酒精浓度检测模块等外围硬件，并配以拥有强大图形处理能力的Windows系统，呈现了十分良好的用户接口界面。系统采用了图像处理技术、语音识别技术、TIS技术、WEB2.0、WAP2.0技术以及On2VP6编码技术实现了双屏幕独立显示、双触摸屏、个性化的人机交互方式、手势及语音命令识别、GPS汽车导航、卫星地图导航、动态路况及服务信息显示、安全驾驶、基于动态视频捕捉的汽车防盗、远程监控、无线视频点播、便捷的影音播放、网络电台、多人视频会议、语音视频白板聊天、语音视频消息、网络互动游戏、RSS信息中心、酒店加油站等服务场所查询、短信息收藏管理等等功能，极大满足了普通汽车用户的增值享受需求，给出了富信息、多功能型车载系统的完整的解决方案，真正构建了一个功能强大、可扩展性强的智能车载导航系统和富信息平台。　

1-2 一等奖(英特尔杯)

参赛题目：智能移动人脸辨识系统 ─ 跟我走机器人

参赛学校：香港中文大学

指导教师：Cheung Lap Chi

参赛学生：Fu Kah Kuen、Cheung Kin Wang、Cheung Siu Ming

作品简介：该作品以发展一个具有人脸辨识和运动跟踪功能的智能机器人为目标。机器人的名称为"跟我走机器人"。它能透过人脸辨识技术，判断用户身份。用户确认了身份后，便可透过操控接口下逹指令，命令机器人跟随自己移动。该系统的开发建基于英特尔 XScale PXA270 微处理器、Linux操作系统和 QT/Embedded 图形接口。我们在开发板上加入了一个额外的摄像镜，配合弹性图匹配算法 (EBGM) 提供人脸辨识功能。我们亦在开发板上实现了运用块匹配算法的运动跟踪功能，并将结果传送到P87C552单片机，从而操控机器人的移动方式。"跟我走机器人"除了应用于娱乐外，亦可胜任各种工业应用。　

1-3　一等奖

参赛题目：互动电子设计实验平台

参赛学校：北京理工大学

指导教师：杜娟

参赛学生：张伟达、高巍、胡楠赛

作品简介：该文介绍了以PXA270平台实现手持式互动电子实验平台的系统组成方案。系统根据电子类大学生实际教学需求，从教师课堂教学、学生自学、自主设计实验、对实验方案EDA仿真、动手实际操作到最终实验报告的提交和知识的获得，给出了"一站式"的解决方案。系统设计发挥了平台的多媒体及网络功能，在自制视频电路和网络模块的配合下，向学生（PXA270）和教师（PC）提供了一套包涵文字、语音、视频在内的实时互动环境。硬件平台以LIOD平台与自制采集电路为基础，自主开发BSP与相关驱动，实现了示波器、信号源、万用表等常用电子仪器的功能。附加以EDA软件仿真的网络接口，使整套系统软硬结合，既满足当前的教学和实验需要，又为今后工科大学的远程教育提出了一种可能的方案。

1-4　一等奖

参赛题目："多彩之家"——基于多媒体和彩信技术的家庭娱乐与监控平台

参赛学校：北京邮电大学

指导教师：李绍胜

参赛学生：许奥林、于宁、高宏

作品简介：该作品以XscalePXA270为核心硬件平台，以互联网，无线局域网，GSM/GPRS为网络支撑平台，集彩信、短信，流媒体播放，视频采集与监控等技术和业务于一体。采用裁剪的Linux内核和MiniGUI图形环境，实现了以多媒体业务与彩信应用为特色的具有无线遥控功能的家庭娱乐与监控平台。

作品在家庭娱乐方面具备基于以太网和WLAN的视频点播，流媒体播放，网上冲浪等功能。通过对Mplayer的优化，作品可以清晰流畅的播放多种格式的影音文件。用户可使用我们开发的基于USB标准设备的无线遥控器控制所有功能。在家庭监控方面实现了利用USB摄像头进行图像采集，当用户通过手机短信发送查看要求后，系统通过彩信发送模块自动将该图像发送到用户手机的功能。达到了外出用户"发短信，收彩信"，随时随地监控家庭状况的目的。为配合流媒体节目的点播和远程视频监控，我们搭建了视频服务器。服务器可以播放存储的节目，也可以传送实时采集的视频信息。

采用开源的Linux操作系统、MiniGUI图形界面是该作品在软件体系方面的一大特色，各软件经优化和裁剪后性能都得到了最大的发挥；而将移动通信中的短信和彩信业务应用在该平台上是该作品的另一大功能特色。同时作品采用美观易用的用户操作界面，适合不同年龄层次的用户，体现了以人为本的智能家居的设计理念。

1-5　一等奖

参赛题目：急救专家系统

参赛学校：北京邮电大学

指导教师：郭莉

参赛学生：孙天佳、王斌、高晖吉

作品简介：在一个现代化的城市中，医疗救援系统是城市保障体系中的重要组成部分。现代急救工作必然要朝着现代化、智能化的方向发展。

急救专家系统是基于Intel Xscale平台开发的集数据采集与记录、语音识别、人工智能、全球定位、移动通信、远程救助等功能于一体的嵌入式车载系统。系统通过车载医疗设备的输出信号对病人的各项生理指标进行采集，自主根据专业医学的判据和模糊匹配算法进行分析，对病人所处的状况做出判断。系统借助复杂的专业知识与经验利用机器协助救护人员完成急救工作，由于人出现过失的可能。

急救专家系统除自身可以给出病情的判断之外，还可以通过GPRS或备用载波无线电将病人的生理与图像信号实时的发送目的地医院。在医院守候的富有经验的医师则可以参考这信息，实现病情的远程同步关注。驻守于医院的富有经验的医师可以通过急救专家系统指导、监督、纠正救护车上的救治工作。

急救专家系统的引入同时提供了对于急救过程的强制监管。病人的生理信号会附以当前的时间与当前的全球定位信息记录至本地存储卡并发送到医院与急救中心，加以图像信息就完全保存了现场的情况。这无疑是对于医疗救护过程的一种强制监控。

1-6　一等奖

参赛题目：基于GIS的综合多业务嵌入式矿井安全监测和应急多媒体通信系统

参赛学校：河海大学

指导教师：张学武

参赛学生：韩俊、张家华、胡子江

作品简介：该系统以矿井安全监测为背景，运用监测、监视等手段，旨在降低目前煤炭生产过程中塌方、瓦斯爆炸等事故对人身安全的威胁。设计了一套能够全方位保障工作人员人身安全的矿井安全监测及应急响应多媒体通信系统。

设计中，充分挖掘了GENE-8310嵌入式工业主板的资源，通过扩展硬件、软件开发，设计了一款矿井安全监测终端。该终端集成了GIS技术、音视频编解码技术、数据库技术、射频识别技术、COM组建技术、GSM通信技术、网络技术和多媒体通信等技术。按照TCP/IP协议标准，应用层自定义协议，实现数据、视频、音频三类数据有机融合，三大业务IP化传输。

矿井安全监测终端通过井下工业以太网接入，实现各终端之间互联互通，并与地面监控中心互联互通，具有PEER-TO-PEER的多媒体信息共享和IP化传输功能。各监测终端实时监测煤矿井下所属区域的瓦斯浓度、矿井巷道顶板的位移量等威胁人身安全关键参数，利用GIS技术直观显示现场各传感器位置分布及实时数据。当环境参数超限时，能够迅速完成禁区布防、全网语音广播告警、短消息告警，全网险情预警，并对井下工作人员利用RFID和GIS技术实现定位和跟踪，并利用视频通信、IP可视语音广播通信和GSM语音通信，使应急调度及时、准确、快速响应，达到全方位、多渠道保障人员安全的目的。

1-7　一等奖

参赛题目：汽车安全驾驶辅助系统

参赛学校：华中科技大学

指导教师：尹任

参赛学生：柳江、张奎、聂巍

作品简介：作品以图像处理、模式识别、闭环控制等先进理论为研究基础，成功地将无线通讯技术、传感器技术融入到嵌入式系统之中，是一种高智能化、高集成度的新一代汽车安全辅助系统。

作品由安全驾驶保障、紧急事件处理两大系统构建而成，具有驾驶员疲劳驾驶监测控制、车祸事故紧急处理、自动求救、导航、软件防盗等诸多功能，以保障安全为目标，采用以防为主，防治结合的方法，在行车的安全、事故发生后人员紧急救助、防盗等方面提出了有效的解决方案。

系统采用人脸跟踪、眼部识别、灰度判定、自学习等方法对驾驶员进行疲劳检测并进行提醒；运用气体传感器及闭环控制保障车内环境；使用加速度传感器和单片机电路及时保障车祸发生时人员的安全；设计自动应对机制结合GPS、GSM模块提供自动求救和防盗功能，并配备电子地图为车辆进行导航。

作品在设计中考虑了诱发事故的多方面因素，从整体上把握了安全性。经模拟测试表明，能有效地增强汽车的安全性能，对驾驶员的生命财产安全提供优良的保障，具有广阔的应用前景。

作品具有实时性好、适应能力强、智能程度高等优点，且各部分均采用模块化设计，方便移植与扩充，不仅适用于汽车，还可应用于银行、机场等众多安全部门。

1-8　一等奖

参赛题目：多功能便携式心电监护仪

参赛学校：北京大学

指导教师：刘志敏

参赛学生：刘运、崔巍、朱玄

作品简介：作品以远程医疗为背景，综合考虑多种医疗服务需求，开发了一台多功能便携式心电监护仪，作为远程医疗系统的终端设备。该作品以Liod板为开发平台，实现了心电信号采集、实时显示、网络发送、视频传输、心电分析及报警等多项功能。我们自主设计了心电采集卡电路板，开发了用户界面、心电数据记录、分析、存储及检索程序，移植了基于H.261的视频编解码程序。其中，心电采集卡作为外扩的硬件配件，实现了心电生理信号的实时采集，达到了较高的技术指标；基于QT用户界面简洁大方，易于操作，功能齐全，极大的方便了医生和护士的使用；基于ohphoned的视频模块图像稳定，声音清晰，实现了医生与病人的远程交互；基于差分阈值算法的心电分析模块，经过MIT-BIH心电失常数据库的测试，具有较高的R波识别率，给医生的诊断和终端的报警提供可靠的依据。

1-9　一等奖

参赛题目：智能办公助手

参赛学校：香港中文大学

指导教师：Tang Xinmin

参赛学生：Wong Ming Fai、Yu Tsz Ho、Ko Hoi Fung

作品简介：该系统的目的是帮助企业经理人在工作中提高信息采集和管理的效率。企业经理人通常要处理大量的信息，包括阅读商业文档、参加会议、撰写商务电邮等。该系统设计了四项主要功能帮助他们组织和管理信息:

1)会议记录功能,该系统能够只用一台照相机就全程跟踪会议发言者；

2)文档捕捉功能，该系统能够将纸质文档转化为数字化图像，并用OCR技术在其中提取出关键词以用于检索；

3)笔记功能，该系统提供了一个专门的写字板，用户能借此很方便地在一个数据文档上做笔记；

4)电子邮件收发中心。

为了提交检索和获取信息的效率，该系统能够自动地因时间、内容和其它参数的变化随时自动标记索引记号，不仅如此，所有的索引信息都将存于统一的数据库中。

该系统具有远程存取功能,使用户能够通过互联网便捷地搜索和下载。

智能办公助手是专为提供一个干净、友好的用户界面而设计的。写字板是其中供人使用的界面装置，其它的优越性还表面在它的滑动窗口、虚拟键盘和多文档界面(MDI)等等。

该系统的主板使用基于Intel Celeron M 处理器的GENE-8310低压缩板上，这使得它具有体积下、运算能力强的优点。GENE-8310强大的运算能力及丰富的配套设施在该系统中得到了充分的应用。

1-10　一等奖

参赛题目：视觉游戏平台

参赛学校：香港科技大学

指导教师：Lau Wai Keung

参赛学生：Lam Man Wa、Chan Hong Ching、Yeung Chi Ho

作品简介：遥控器、鼠标、键盘等束缚身体活动范围的道具在未来将会被慢慢淘汰，取而代之，将会是肢体的各种动作。如索尼PS2的EyeToy,以及快将推出的任天堂Wii等以肢体语言来玩的游戏平台对游戏界的冲击，足以证明以肢体语言来玩游戏将会是未来发展的趋势。而在游戏工业中，这亦存在着巨大的潜力。

发展这系统的其中一个方法，就是以视像镜头来撷取玩家的动作。可是由于当中识别手部集团的计算机视觉技术还未成熟，以致不少游戏开发者为之却步。

此游戏平台的目的，就是提供一个易于使用、而又能识别不同手势及动作的界面供游戏开发者使用。在AAEON　GENE－830上，平台使用了高效率的演算法和各种计算机视觉技术，制成了一个视像输入引擎，开发者可以以平台提花的编程界面，方便及弹性地研发出不同类型的游戏。在两者的协助下，玩家便能以肢体动作去进行游戏。

在这项目中，亦包含了一个以此平台开发的游戏――气势球，用作展示平台的威力。

事实上，此技术不单能用游戏方面，更适用于各种控制器上，例如计算机上的鼠标、键盘按钮、甚至家居电子产品的控制器等。而该平台，选择在广阔的游戏发展空间上，一方面为游戏编程者提供一个方便易用的编程界面，同时亦展示出视觉技术的惊人威力。

1-11　一等奖

参赛题目：远程天文台

参赛学校：西安电子科技大学

指导教师：付少锋

参赛学生：刘锦辉、宋琳琳、许达文

作品简介：针对传统天文观测中受地域限制、资源独占、观测专业性过强等诸多问题，该作品在嵌入式平台上设计并实现了远程天文台系统。该系统采用高精度天文计算、微分对焦、区域匹配跟踪、JEPG 压缩、多进程处理等多项技术，实现了自动寻星、自动对焦、自动跟踪、多路图像并发采集、图像处理、观测预约、远程维护等功能。该系统改变了现有的天文观测方式，实现了对天文台的远程控制、资源共享和智能化人性化观测，具有较好的可扩展性。该系统还可用于城市观光、气象监测、航拍控制等领域。

1-12　一等奖

参赛题目：P2P流媒体直播服务器

参赛学校：浙江大学

指导教师：王勇

参赛学生：姚懿鹏、刘瀚宇、姜哲圣

作品简介：作品实现了一个P2P流媒体直播服务器，它基于Celeron-M处理器的英特尔嵌入式ECX平台，以P2P方式提供流媒体服务，支持海量用户访问，服务器的服务质量不仅不会随着用户数量的增加而有所下降，而且具有访问用户量越多，服务质量越高的特点。

作品综合运用了多媒体视频编解码、多媒体P2P传输、无线通信、嵌入式Linux操作系统等多种先进技术，加上IPP库对视频流的软编码支持以及外置电视信号硬编码设备的支持，成功地实现了对电视节目、数字视频源、模拟视频源的实时发布。

作品以信息家电的理念设计了人性化的交互界面，无论在硬件还是在软件方面都体现了服务器的节能便携以及低配置高性能的特点。

作品可以广泛应用在安全监控、活动直播、网络电视等领域，具有广阔的市场前景。作品按照设计计划如期完成，现场运行测试表明，作品在稳定性、服务质量等方面都达到了预期的要求。