GZ030 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)賽題-2023年全國職業(yè)院校技能大賽擬設(shè)賽項(xiàng)賽題完整版（10套）

全國職業(yè)院校技能大賽嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)競賽任務(wù)書（第10套）競賽模塊：模塊一

競賽注意事項(xiàng)1.選手競賽過程中，各參賽選手應(yīng)注意設(shè)備用電安全，禁止帶電插拔設(shè)備的組件和模塊，設(shè)備工作期間務(wù)必遠(yuǎn)離洗板水、飲用水等非絕緣性液體。若因操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)向現(xiàn)場裁判報(bào)告，由現(xiàn)場裁判處理。2.競賽期間選手不得做出影響他人的動(dòng)作，或者發(fā)出噪音干擾其他參賽選手正常競賽。3.所有參賽選手進(jìn)入賽場后，直到比賽結(jié)束之前，禁止向賽場任何人透露任何關(guān)于個(gè)人身份的任何信息。比賽結(jié)束前需參賽選手簽字確認(rèn)的所有文件，只填寫競賽當(dāng)天的賽位號，填寫其他信息均視為無效并需要重新簽字。4.參賽選手要注意及時(shí)保存電腦資料，由于操作不當(dāng)導(dǎo)致文件丟失、損壞的，由參賽選手自行負(fù)責(zé)。5.競賽第一模塊下發(fā)的功能電路板含有故障，選手裝聯(lián)過程中需要進(jìn)行調(diào)試，使其能夠正常工作。期間若發(fā)現(xiàn)物料缺失、損壞等，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)補(bǔ)領(lǐng)或更換，申領(lǐng)器件不得超過標(biāo)準(zhǔn)用量，請仔細(xì)檢查，不得惡意補(bǔ)領(lǐng)器件，超過規(guī)定時(shí)間之后補(bǔ)領(lǐng)元器件按規(guī)程扣除相應(yīng)分?jǐn)?shù)。選手因裝接不當(dāng)造成的故障不在考查范圍之內(nèi)，但屬于選手應(yīng)當(dāng)掌握的核心專業(yè)技術(shù)技能，由選手自行處理解決。6.參賽選手應(yīng)在第一模塊競賽測評開始前，完成程序下載、固化，第一模塊競賽測評階段開始后，禁止再次更新功能電路核心板程序。7.本模塊競賽結(jié)束后，參賽選手應(yīng)將現(xiàn)場下發(fā)的所有資料整理并交給現(xiàn)場裁判，不得將現(xiàn)場下發(fā)的任何材料帶離競賽現(xiàn)場。8.競賽現(xiàn)場為各賽位下發(fā)1塊標(biāo)準(zhǔn)功能電路板，用于各參賽選隊(duì)測試和固化程序，若競賽測評需要使用標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行測評，則根據(jù)規(guī)程扣除相應(yīng)分?jǐn)?shù)，標(biāo)準(zhǔn)功能電路板在本模塊競賽結(jié)束后回收，不得損壞或帶離賽場，否則按照違紀(jì)處理。9.本題僅為樣題，正式賽題以競賽日現(xiàn)場拆封下發(fā)的題目為準(zhǔn)。第三模塊嵌入式系統(tǒng)邊緣計(jì)算應(yīng)用開發(fā)競賽任務(wù)書（第9套）一、總體要求本模塊競賽要求使用嵌入式智能車開發(fā)單元A（以下簡稱“A車”）及智能標(biāo)志物交互應(yīng)用沙盤單元共同完成嵌入式系統(tǒng)邊緣計(jì)算應(yīng)用開發(fā)的各項(xiàng)競賽任務(wù)，具體競賽任務(wù)要求見競賽任務(wù)表。二、競賽任務(wù)表序號任務(wù)要求說明1任務(wù)1：A車啟動(dòng)A車放置A4處，在裁判示意開始時(shí)，選手點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)智能顯示標(biāo)志物的計(jì)時(shí)功能，A車順利出庫。1.智能顯示標(biāo)志物在A車開始移動(dòng)之前開啟計(jì)時(shí)模式。2.A車按照以下路徑行駛：A4→B4→D4→F4→F2→D2→B2→B4→B6→D6→F62任務(wù)2：A車文字識(shí)別與顯示A車在B4處，獲取位于C3處多功能信息顯示標(biāo)志物（B）上的文字信息，然后將識(shí)別到的文字信息發(fā)送至智能公交站標(biāo)志物進(jìn)行播報(bào)。1.A車在B4處朝向C3處完成文字識(shí)別以后，將識(shí)別到的文字信息發(fā)送至智能公交站標(biāo)志物進(jìn)行播報(bào)。2.文字信息包含多種干擾字符，要求提取文本中的簡體漢字信息。3任務(wù)3：A車進(jìn)行交通信號燈識(shí)別A車在整個(gè)路線上行駛過程中需要進(jìn)行4次交通信號燈識(shí)別任務(wù)。分別在D4、D2、B4、B6處識(shí)別E5、C1、A5、C7的交通信號燈（A/B/C/D）。1.A車應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)識(shí)別出交通燈信號顏色，并將識(shí)別結(jié)果按照指定格式發(fā)送至對應(yīng)的智能交通信號燈標(biāo)志物，超時(shí)則無效。2.A車識(shí)別后只需將結(jié)果返回至對應(yīng)的智能交通信號燈標(biāo)志物即可通行，無需執(zhí)行其他操作。例如：到達(dá)D4處，控制位于E5處智能交通信號燈標(biāo)志物（A）進(jìn)入識(shí)別模式，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)識(shí)別出當(dāng)前停留交通燈的顏色，按照指定格式發(fā)送給智能交通信號燈標(biāo)志物（A）進(jìn)行比對確認(rèn)。4任務(wù)4:A車進(jìn)行車牌識(shí)別A車在D4→F4→F2路線上行駛，到達(dá)F2處，首先通過翻頁獲取位于F1處多功能信息顯示標(biāo)志物（C）中顯示的車牌信息。然后識(shí)別圖中的有效車牌信息。最后將有效車牌信息發(fā)送至多功能信息顯示標(biāo)志物（C）顯示（車牌顯示模式）。1.多功能信息顯示標(biāo)志物（A）開機(jī)或重啟后顯示一張默認(rèn)圖片，選手需要執(zhí)行翻頁操作找到需要識(shí)別的車牌圖片。2.選手需要識(shí)別出車牌號。3.多功能信息顯示標(biāo)志物（A）顯示車牌格式為：“國XXYYYY”。其中“國”固定不變，后面6位號碼，X代表A~Z中任意一個(gè)字母，Y代表0~9中任意一個(gè)數(shù)字，字母中不包含I和O。A車將有效車牌進(jìn)行記錄。4.有效車牌信息用于后續(xù)任務(wù)中智能道閘標(biāo)志物開啟。5任務(wù)5：A車進(jìn)行二維碼識(shí)別A車在F2處，識(shí)別位于F1處多功能信息顯示標(biāo)志物（C）上的二維碼，獲取有效文本信息。選手需要執(zhí)行翻頁操作找到需要識(shí)別的二維碼圖片，多功能信息顯示標(biāo)志物（C）上有四個(gè)二維碼，其中有效信息僅包含大寫字母和數(shù)字，其余為干擾字符，二維碼數(shù)據(jù)長度不定。所需智能道閘開啟碼為四個(gè)二維碼信息的最長公共子串。例如：二維碼信息為：/-A*1xB2C|3-<D4mE-5/,則有效數(shù)據(jù)為：A1B2C3D4E5。二維碼1有效信息：A1B2C3D4E5二維碼2有效信息：A2B2C3D4E4二維碼3有效信息：A3B3C3D4E6二維碼4有效信息：A5B2C3D4E5最長公共子串：C3D4E6任務(wù)6：A車完成道閘控制A車在F2處，將多功能信息顯示標(biāo)志物（C）有效車牌按照指定格式發(fā)送到位于E3處的智能道閘標(biāo)志物上并控制其開啟。1.在練習(xí)賽道發(fā)送任意車牌均可開啟智能道閘標(biāo)志物，在競賽賽道只有發(fā)送多功能信息顯示標(biāo)志物（C）識(shí)別到的有效車牌才能開啟。2.選手需要合理控制時(shí)間，應(yīng)當(dāng)在智能道閘標(biāo)志物開啟之后快速通過，避免撞上閘桿。7任務(wù)7：A車完成救援報(bào)警A車在F2→D2→B2路線上行駛，到達(dá)B2處，向位于A2處的智能報(bào)警臺(tái)標(biāo)志物發(fā)送指定紅外數(shù)據(jù)，控制其開啟報(bào)警。1.智能報(bào)警臺(tái)標(biāo)志物開啟報(bào)警的指令由靜態(tài)標(biāo)志物（C）中獲取的二維碼信息經(jīng)過數(shù)據(jù)處理算法計(jì)算后獲得。2.智能報(bào)警臺(tái)標(biāo)志物開啟報(bào)警的指令計(jì)算方式詳見數(shù)據(jù)處理算法文件。8任務(wù)8：A車進(jìn)行行人檢測和交通標(biāo)志識(shí)別A車在B2→B4→B6路線上行駛，到達(dá)B6處，識(shí)別靜態(tài)標(biāo)志物（A）圖片中交通標(biāo)志類別以及戴口罩行人數(shù)量，并將交通標(biāo)志識(shí)別結(jié)果發(fā)送至智能公交站標(biāo)志物進(jìn)行播報(bào)。1.圖片中包含多個(gè)行人和1個(gè)交通標(biāo)志，要求識(shí)別圖片中的交通標(biāo)志以及行人數(shù)量。2.涉及的交通標(biāo)志類別包含：直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、掉頭、禁止掉頭、禁止左轉(zhuǎn)、禁止右轉(zhuǎn)、限速標(biāo)志。3.圖像中的部分行人戴口罩，要求識(shí)別出包括被遮擋的行人在內(nèi)的所有戴口罩行人數(shù)量。4.行人數(shù)量對應(yīng)A車入庫編號，記為X，說明如下：X=行人數(shù)量%3，當(dāng)X=0→車庫A；X=1→車庫B；X=2→車庫C。9任務(wù)9：A車進(jìn)行圖形圖像識(shí)別A車在B6→D6→E6路線上行駛，到達(dá)E6處通過翻頁獲取位于E7處多功能信息顯示標(biāo)志物（A）中顯示的圖形信息。A車識(shí)別圖片，獲取圖形形狀及顏色信息，并按照指定格式將圖形信息作為有效信息。A車在D6處，向位于C5處智能立體顯示標(biāo)志物發(fā)送紅外數(shù)據(jù)，控制智能立體顯示標(biāo)志物顯示識(shí)別結(jié)果。1.多功能信息顯示標(biāo)志物（A）上電默認(rèn)顯示1張固定圖片，選手需通過翻頁指令找到需要識(shí)別的圖片。要求選手識(shí)別圖形信息，獲取不同圖形形狀的顏色及數(shù)量。2.涉及的形狀僅限于：三角形、四邊形（長方形、正方形、菱形、梯形）、圓形、五角形，其他不規(guī)則圖形均為干擾圖形。3.涉及的顏色僅限于紅色(255,0,0)、綠色(0,255,0)、藍(lán)色(0,0,255)、黃色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。4.圖形類別統(tǒng)計(jì)格式：ABCDXX，A代表藍(lán)色梯形數(shù)量，B代表紅色圓形數(shù)量，C代表黃色三角形數(shù)量，D代表所有菱形的數(shù)量。XX代表所有青色圖形的數(shù)量。示例：識(shí)別到圖片中藍(lán)色梯形數(shù)量2個(gè)，紅色圓形數(shù)量3個(gè)，黃色三角形數(shù)量1個(gè)，圖片中所有菱形數(shù)量為8，圖片中所有青色圖形的數(shù)量為4，則有效信息為“231804”。10任務(wù)10：A車完成倒車入庫A車在D6→F6路線上行駛，到達(dá)F6處，根據(jù)靜態(tài)標(biāo)志物（A）中識(shí)別到的行人數(shù)量，采用倒車入庫的方式駛?cè)雽?yīng)車庫，入庫后關(guān)閉智能顯示標(biāo)志物計(jì)時(shí)器。要求選手根據(jù)靜態(tài)標(biāo)志物（A）中識(shí)別到的行人數(shù)量駛?cè)雽?yīng)車庫。示例：若靜態(tài)標(biāo)志物（A）中行人數(shù)量為3，則A車應(yīng)駛?cè)胲噹霢（坐標(biāo)點(diǎn)：G2）；若行人數(shù)量為4，則A車駛?cè)胲噹霣（坐標(biāo)點(diǎn)：G6）；若行人數(shù)量為5，則A車駛?cè)胲噹霤（坐標(biāo)點(diǎn)：A1）。三、標(biāo)志物擺放位置表序號設(shè)備名稱擺放位置備注1智能道閘E3閘桿朝向F2處2智能公交站G3喇叭朝向F3處3多功能信息顯示（A）E7顯示屏朝向E6處4多功能信息顯示（B）C3顯示屏朝向B4處5多功能信息顯示（C）F1顯示屏朝向F2處6智能報(bào)警臺(tái)A2紅外朝向B2處7智能交通信號燈（A）E5信號燈朝向D4處8智能交通信號燈（B）C1信號燈朝向D2處9智能交通信號燈（C）A5信號燈朝向B4處10智能交通信號燈（D）C7信號燈朝向B6處11智能顯示F7顯示屏朝向F6處12智能立體顯示C5位于C5坐標(biāo)點(diǎn)13靜態(tài)標(biāo)志物（A）B7靜態(tài)數(shù)據(jù)源朝向B614A車出發(fā)點(diǎn)A4A車放置在A4處

四、競賽平臺(tái)位置示意圖

數(shù)據(jù)處理方法（LFSR）一、線性反饋移位寄存器（LFSR）編碼概述線性反饋移位寄存器（LFSR）：通常由移位寄存器和異或門邏輯組成。其主要應(yīng)用在：偽隨機(jī)數(shù)，偽噪聲序列，計(jì)數(shù)器，BIST，數(shù)據(jù)的加密和CRC校驗(yàn)等。一個(gè)反饋移位寄存器（feedbackshiftregister）由兩部分組成：移位寄存器和反饋函數(shù)（feedbackfunction）。移位寄存器是位序列，具有n位長的移位寄存器稱為n位移位寄存器。每次輸出一位，移位寄存器中所有位右移一個(gè)位。新的最左端的位根據(jù)寄存器中其他位計(jì)算得到。移位寄存器輸出的一個(gè)位常常是最低有效的位。移位寄存器的周期是指輸出序列從開始到重復(fù)時(shí)的長度。圖1反饋移位寄存器密碼設(shè)計(jì)者喜歡用移位寄存器構(gòu)造序列密碼，因?yàn)檫@容易通過數(shù)字硬件實(shí)現(xiàn)。最簡單的反饋移位寄存器是線性反饋移位寄存器（LinearFeedbackShiftRegister,LFSR）。反饋函數(shù)跟寄存器中某些位簡單異或，這些位叫做抽頭序列（tapsequence），有時(shí)也叫Fibonacci配置（Fibonacciconfiguration）。因?yàn)檫@是一個(gè)簡單的反饋序列，因此大量的數(shù)學(xué)理論都能用于分析LFSR。密碼設(shè)計(jì)者喜歡分析序列確保它們是隨機(jī)并充分安全的。二、線性反饋移位寄存器（LFSR）編碼過程LFSR的反饋函數(shù)就是簡單地對移位寄存器中的某些位進(jìn)行異或，并將異或的結(jié)果填充到LFSR的最左端。對于LFSR中每一位的數(shù)據(jù)，可以參與異或，也可以不參與異或。其中，我們把參與異或的位稱為抽頭。如下圖所示，如果移位寄存器中的值為{b1,b2,,bn}，則第n+1位的值可以表示為bn+1=c1b1⊕c2b2...⊕cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的數(shù)據(jù)（0或1）；ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽頭，如果是，則ci=1，表示該位將參與運(yùn)算；如果不是，則ci=0，表示該位將不參與運(yùn)算。上式表示了LFSR的一種遞推關(guān)系，在這個(gè)式子中，可以明顯看出，ci將抽頭位選出并留下來參與運(yùn)算，并且將不是抽頭的位剔除掉。圖2線性反饋移位寄存器LFSR也具有周期。由于一個(gè)n級LFSR最多只能遍歷一種狀態(tài)，因此，當(dāng)LFSR移位到一定程度時(shí)，一定會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的狀態(tài)。而相同狀態(tài)生成的反饋函數(shù)結(jié)果總是相同的，因此，LFSR會(huì)陷入一種循環(huán)，即LFSR存在周期。為了能夠產(chǎn)生足夠安全的密鑰，我們通常要求LFSR的周期能夠足夠大。一個(gè)n級LFSR最多只能遍歷2n-1個(gè)狀態(tài)，也就是說，一個(gè)n級LFSR的最大周期就是2n-1，我們把周期為2n-1的LFSR所生成的序列稱為m序列。m序列LFSR反饋函數(shù)對應(yīng)的特征多項(xiàng)式被稱為本原多項(xiàng)式。產(chǎn)生一個(gè)給定階數(shù)的本原多項(xiàng)式最簡單的方法是選擇一個(gè)隨機(jī)的多項(xiàng)式，然后測試它是否本原。下表列舉了一些不同階數(shù)的本原多項(xiàng)式，例如（32,7,5,3,2,1,0）是指x32+x7+x5+x3+x2+x+1，這樣很容易把它轉(zhuǎn)變成最大周期LFSR。第一個(gè)數(shù)是LFSR的長度，最后一個(gè)數(shù)為常數(shù)0，可以忽略，除0以外的所有數(shù)字指明了抽頭序列，這些抽頭從移位寄存器的左邊開始計(jì)數(shù)。當(dāng)移位寄存器比計(jì)算機(jī)的字還要長時(shí)，這個(gè)程序的計(jì)算時(shí)間會(huì)無限延長。因此，本題所列舉的本原多項(xiàng)式只包含32位寄存器及以內(nèi)，公式如下表所示：表1本原多項(xiàng)式（≤32位寄存器）（1,0）（9,4,0）（17,6,0）（25,3,0）（2,1,0）（10,3,0）（18,7,0）（26,6,2,1,0）（3,1,0）（11,2,0）（19,5,2,1,0）（27,5,2,1,0）（4,1,0）（12,6,4,1,0）（20,3,0）（28,3,0）（5,2,0