喜報(bào)

近日，2021年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽（湖南賽區(qū)）評(píng)審結(jié)果公示，我校信息科學(xué)與工程學(xué)院獲一等獎(jiǎng)1個(gè)、二等獎(jiǎng)2個(gè)、三等獎(jiǎng)1個(gè)。

本次競(jìng)賽由教育部與工業(yè)和信息化部共同主辦，與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合，旨在推動(dòng)高等學(xué)校信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省共有43所高校，651個(gè)隊(duì)伍，1953名學(xué)生參賽。對(duì)于本次比賽，我校高度重視、精心組織，最終取得優(yōu)異成績(jī)。

團(tuán)隊(duì)風(fēng)采

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比賽心得

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽可謂是每一個(gè)電子人心中的最高規(guī)格的比賽，我雖是非科班出生的學(xué)生，但是心中也有一個(gè)電子夢(mèng)。追夢(mèng)路上，雖有種種困難伴我左右，可辦法總比困難多。沒(méi)有元器件，我只有省吃儉用，抽出一部分生活費(fèi)來(lái)買；沒(méi)有儀器設(shè)備，我只能用一塊不知道用了多久的萬(wàn)用表艱難維持；沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室，我只好在宿舍小桌上搗鼓那些小實(shí)驗(yàn)。從分立元器件到單片機(jī)，再到嵌入式，一步步來(lái)，有辛酸也有快樂(lè)，今日想起彷佛那一切都還是在昨天。

2021恰逢單數(shù)年，電賽將舉辦國(guó)賽。在眾多機(jī)緣巧合下，我乘上了人生中最后的一趟電賽的末班車。既是第一次也是最后一次，或許這也是一種幸福吧。在參賽的路上，我有幸結(jié)識(shí)了人生中重要的導(dǎo)師潘萍老師、黃慧敏老師，團(tuán)結(jié)協(xié)作的隊(duì)友殷佳偉、舒良濤，以及一群志同道合的小伙伴。

暑假一開始，我們團(tuán)隊(duì)便不約而同的扎進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，積極的為電賽作準(zhǔn)備。往年的真題、報(bào)告的編撰、數(shù)電模電的運(yùn)用都是我們反復(fù)練習(xí)的對(duì)象。清晨迎著朝陽(yáng)醒起來(lái)，僅需要簡(jiǎn)單的洗漱一把，便開始著手學(xué)習(xí)功課，我們深知還有許多急需掌握的知識(shí)。以至于一刻也不敢怠慢，累了困了就在沙發(fā)上瞇一會(huì)兒，醒了便起來(lái)接著干。在指導(dǎo)老師悉心的幫助下，我們的知識(shí)儲(chǔ)備越來(lái)越豐富，做起題來(lái)也逐漸變得得心應(yīng)手。

就這樣日復(fù)一日的，終于來(lái)到了8月初，組委會(huì)正式發(fā)布元件清單。我們立馬根據(jù)自己備戰(zhàn)的題目類型向?qū)W校提交了采購(gòu)需求，同時(shí)也不由自主的結(jié)合元器件清單去猜測(cè)題目的真身。就在電賽一觸即發(fā)的時(shí)刻，新一輪的疫情到來(lái)，他似乎給一切都按下了暫停鍵，為了保證大家的安全，電賽便自然而然的推遲了。

轉(zhuǎn)眼間，又是新的開學(xué)季�？蛇@一次我不再是以學(xué)生的身份去面對(duì)，走向?qū)嵙?xí)崗位，開始教導(dǎo)我的學(xué)生。前面有提到我是非科班的學(xué)生，在長(zhǎng)沙師范學(xué)院就讀小學(xué)教育專業(yè)，選修數(shù)學(xué)教育方向。雖說(shuō)在地方教育實(shí)習(xí)，但是興趣愛好也不能落下，新分配的單人宿舍正好變成了我的實(shí)驗(yàn)室。就這樣一邊教書，一邊鉆研這自己喜歡的事兒。在平靜的實(shí)習(xí)生活里，突然有一天，黃老師打電話跟我說(shuō)：“電賽要開始了，可以準(zhǔn)備請(qǐng)假回來(lái)了！”。聽到這里，我放下手中的教科書，寫好假條便準(zhǔn)備奔赴“戰(zhàn)場(chǎng)”！

11月3日，大賽前寧?kù)o的夜晚，老師們緊急召開了動(dòng)員大會(huì)。囑咐我們做好“包吃包住”的準(zhǔn)備，在接下來(lái)四天三夜里，吃住都將會(huì)實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)強(qiáng)調(diào)掌控比賽節(jié)奏的重要性，鼓舞我們要堅(jiān)持到比賽的最后一刻，發(fā)揮出自己最好的水平，也預(yù)告著我們即將通宵。

次日清晨，組委會(huì)正式發(fā)布大賽題目，隨即老師便宣布2021年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽——長(zhǎng)沙師范學(xué)院賽點(diǎn)比賽正式開始。萬(wàn)事開頭難，比賽一開始，我們便遇到了第一個(gè)難點(diǎn)——題目的選擇。佳偉拿到賽題后，立馬將其逐個(gè)打印出來(lái)，然后團(tuán)隊(duì)成員集中便集中分析選擇。就在我們犯愁時(shí)，指導(dǎo)老師結(jié)合我們平時(shí)的訓(xùn)練與準(zhǔn)備給出了選題建議：A題信號(hào)失真度測(cè)量裝置與H題用電器分析識(shí)別裝置。這兩個(gè)題目對(duì)于我們來(lái)說(shuō)各有優(yōu)劣。A題信號(hào)的測(cè)量分析我們有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，制作起來(lái)會(huì)更輕松，但是限定只能使用TI公司的MCU及其片內(nèi)ADC，學(xué)校僅有一塊TI公司的板卡。如果在這四天三夜中出了問(wèn)題，那么大概率我們的電賽之路也就結(jié)束了。其次在此之前我們團(tuán)隊(duì)沒(méi)有人使用過(guò)TI的板卡，這么短的時(shí)間從零開始學(xué)習(xí)的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)在是太大了。對(duì)于H題用電器分析，我們比較缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，特別是2017年出現(xiàn)過(guò)類似的賽題，會(huì)更使得我們不具優(yōu)勢(shì)。好在該題沒(méi)有對(duì)硬件資源有太多的限制，同時(shí)腦海中也有一個(gè)大致的制作方案。時(shí)間只有那么多，我們不能在選題的問(wèn)題上浪費(fèi)太久，于是在十點(diǎn)左右，我們一拍腦袋便選擇了H題用電器分析識(shí)別裝置。

開始制作時(shí)，我們的第一方案是直接采用電壓、電流互感器獲取電纜中特征信息。由于我們現(xiàn)有的主控是STM32F103VET6，既要采集數(shù)據(jù)，又要特征分析，完全沒(méi)有性能的優(yōu)勢(shì)，甚至還可能會(huì)吃不消。這個(gè)時(shí)候良濤提出來(lái)我們能不能把特征信息交給其他的控制器或者模塊采集呢？禁錮的思維瞬間被打開，沒(méi)錯(cuò)，是可以的。我們了解到電能模塊CS5463正好就是干這兒事的，它可以為我們提供很多電纜中的信息，包括電壓、電流、功率等十多項(xiàng)電纜特征。有這些特征參量，足夠讓我們分析出所有的用電器了。模塊沒(méi)有咱就買，當(dāng)時(shí)某寶直接斷貨，可想而知有多少團(tuán)隊(duì)需要它的幫助。面對(duì)這樣的問(wèn)題，每個(gè)電子人都一個(gè)屬于自己的小倉(cāng)庫(kù)，黃老師也不例外，果然在他的小倉(cāng)庫(kù)中找到了一片“存貨”。

拿到模塊后第一步便是找驅(qū)動(dòng)，可是到手的驅(qū)動(dòng)程序只能用差來(lái)形容，僅能測(cè)試模塊的好壞，絕大多數(shù)特征參量都沒(méi)提供有效的接口能夠獲取。不好用的驅(qū)動(dòng)咱們就重構(gòu)它。我經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的努力，對(duì)著數(shù)據(jù)手冊(cè)，完成了對(duì)所有特征數(shù)據(jù)的獲取接口，改變了代碼的風(fēng)格，以至于我們用起來(lái)也是得心應(yīng)手。得益于我們明確的分工，在我編寫代碼的時(shí)候，隊(duì)友已經(jīng)完成了硬件電路的初步制作，立馬就可以進(jìn)行激動(dòng)人心的測(cè)試環(huán)節(jié)了。

好事多磨，自然而然我們的初步測(cè)試也就“翻車”了。當(dāng)時(shí)也不知道是什么原因，CS5463在用電器上電的一瞬間，有一定可能會(huì)宕機(jī)，如果在測(cè)試中出現(xiàn)宕機(jī)的話，我們的一切努力都將付之東流。為了不讓這樣的事情發(fā)生，所以我們?cè)诘谝惶斓纳钜棺龀隽艘粋�(gè)大膽的決定:放棄CS5463。這也就意味著我們浪費(fèi)了一天一夜的時(shí)間。為了控制好比賽的節(jié)奏，第一個(gè)晚上我們便早早的入睡了。

第二天清晨，我們意識(shí)到已經(jīng)落后一大步了，必須調(diào)整比賽的策略。經(jīng)過(guò)對(duì)題目的仔細(xì)分析與研究后，立志做最好的，最全的學(xué)習(xí)和識(shí)別功能，并且連僅有五分手機(jī)APP拓展也不放過(guò)。確定目標(biāo)后，簡(jiǎn)要的將任務(wù)分成了:特征信息獲取、特征信息融合學(xué)習(xí)、模板數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、用電器識(shí)別、用戶交互、硬件制作與APP拓展七大組件制作和開發(fā)。團(tuán)隊(duì)成員各自領(lǐng)取任務(wù)，隨即沉入開發(fā)之中。

在夜以繼日的奮斗中，終于在第三天(11月6日)下午，我們陸陸續(xù)續(xù)完成了七大組件的開發(fā)。又一次組裝測(cè)試，又是致命的傷害，這一次我們連測(cè)試的用電器都還沒(méi)有買全。黃老師為了幫買燈帶、用電器和排插跑遍了星沙大大小小的超市，為了自制電器的元件，直沖南門口。大電器電流不合格，潘老師回家拿燒水壺、電吹風(fēng)，跑到生產(chǎn)商那兒買來(lái)接線柱。隊(duì)友回到宿舍拆來(lái)電風(fēng)扇。在大家的共同努力下，不僅備齊了1-7號(hào)用電器，還有了盈余。此時(shí)已經(jīng)是第三天晚上的十一點(diǎn)了，自第二天清晨起，我已經(jīng)有三十多個(gè)小時(shí)沒(méi)有睡覺了。此時(shí)此刻，睡意正濃，這時(shí)佳偉給我端來(lái)了一杯烏黑烏黑的咖啡，相對(duì)于前一天晚上良濤泡的苦了不少，后面才聽他們說(shuō)為了提升效果更好，那是雙倍料。抿一口又能再堅(jiān)持一會(huì)兒，就這樣組裝的代碼。

11月7日凌晨3點(diǎn)，距離比賽結(jié)束還有十七個(gè)小時(shí)。在這最關(guān)鍵的時(shí)候，意外又發(fā)生了。由于我們需要直接和市電打交道，同時(shí)又太久沒(méi)有休息，在調(diào)試的時(shí)候不小心發(fā)生了短路現(xiàn)象。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室瞬間一片漆黑，濺起的火花直沖天花板，說(shuō)實(shí)話當(dāng)時(shí)我已經(jīng)一愣一愣的，感覺心臟就跳到了嗓子眼。大家都勸我們應(yīng)該先休息休息，這是最關(guān)鍵的時(shí)刻，躺在沙發(fā)盡管困意十足，但又屬實(shí)睡不著。都還在為識(shí)別出錯(cuò)而煩惱，我抱著放松一下的初衷點(diǎn)開了抖音，好巧不巧視頻那端正式人工智能訓(xùn)練營(yíng)的廣告。人工智能四個(gè)字不斷在我的腦海里回蕩，想起曾經(jīng)對(duì)相關(guān)知識(shí)的了解，我們一個(gè)個(gè)特征參量不就是一個(gè)個(gè)神經(jīng)元嗎？雖然沒(méi)辦法在STM32上面做大量的運(yùn)算，但是最基本的各個(gè)樣本的特征分別疊加，與實(shí)際測(cè)量進(jìn)行匹配，提取期望最高的組合還是可以做到的。

想到這里，我不由自主的爬起來(lái)，坐在電腦面前一頓敲，有了理論的支持，一切似乎都變得簡(jiǎn)單了�？墒鞘聦�(shí)總是和理論背道而馳，早餐時(shí)刻我已經(jīng)完成了識(shí)別代碼的編寫，可是我們發(fā)現(xiàn)有功功率不能直接疊加，這個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)直懷疑人生了。我們查閱資料、檢查硬件、修改代碼都沒(méi)能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，在隊(duì)友的小舉動(dòng)下，我發(fā)現(xiàn)了那個(gè)排查上的電源指示燈燈不對(duì)勁，因?yàn)槲覀兇�了排插，所以每次電器學(xué)習(xí)都多算了它的功率，以至于多個(gè)用電器使用時(shí)有功功率不滿足相加的計(jì)算方式，其實(shí)就是每次多算了一個(gè)燈。雖說(shuō)是一個(gè)燈的誤差，對(duì)于50ma以下的多用電器混合識(shí)別是致命的。

在完成了識(shí)別后，良濤則開始編寫報(bào)告，佳偉負(fù)責(zé)整理硬件線路，我負(fù)責(zé)整合代碼。在最后的八個(gè)小時(shí)里，陸陸續(xù)續(xù)的出現(xiàn)以下小問(wèn)題，我們都逐一攻克(如:大功率電器不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)特征不夠、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等)。

在比賽的尾聲，出現(xiàn)了一件讓我們團(tuán)隊(duì)崩潰的事情，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的一點(diǎn)點(diǎn)小Bug，使得程序在手動(dòng)復(fù)位后會(huì)死機(jī)情況。6點(diǎn)左右聽到有人在喊:晚飯到了，可以吃飯了。雖然很餓了，我堅(jiān)持說(shuō)道:“算了，不吃了！”

功夫不負(fù)有心人，終于趕在比賽結(jié)束前，我們修復(fù)了Bug，程序流暢的跑了起來(lái)。讀取數(shù)據(jù)、提取特征、用電器識(shí)別、學(xué)習(xí)模式、用戶交互、APP拓展一樣也不差。晚上8點(diǎn)將作品與報(bào)告文檔一起封箱，貼下封條，宣告著四天三夜的比拼終于結(jié)束了。

最后就是等待激動(dòng)人心的測(cè)試時(shí)刻，因?yàn)楫?dāng)時(shí)緊張，用電器編號(hào)錄入失誤，很可惜的失去了一部分得分。但還是獲得不錯(cuò)的成績(jī)，分別是全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽湖南賽區(qū)一等獎(jiǎng)以及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)(簡(jiǎn)稱:省一和國(guó)一)。

其實(shí)回過(guò)頭來(lái)想想，每一次比賽都是對(duì)自己的歷練，在全身心的投入下，你的能力將得到爆發(fā)式的增長(zhǎng)�；蛟S過(guò)程很艱難、很痛苦，但是那些打不倒我們的，終將使我們變得更強(qiáng)大。也正是因?yàn)槲覀兣�力的去做了，遇到種種困難不放棄，才能留下人生中這一段寶貴的經(jīng)歷與“財(cái)富”！

——蔣才有舒良濤殷佳偉

我校信息科學(xué)與工程學(xué)院在本年度各項(xiàng)競(jìng)賽中成績(jī)斐然，除本次獲得大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽國(guó)一等獎(jiǎng)外，還在大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、數(shù)學(xué)建模大賽（非數(shù)學(xué)專業(yè)）中首次突破省一等獎(jiǎng)，這是我校在人才培養(yǎng)方面取得的豐碩成果，也極大地增強(qiáng)了我校培養(yǎng)創(chuàng)新型與應(yīng)用型人才的自信心。

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編輯｜學(xué)生通訊社 羅欣雨

來(lái)源｜長(zhǎng)師新聞網(wǎng)

審核｜蔣毅瑩 孫慧敏（老師）