嵌賽歸來 | 基于STM32的一等獎嵌賽作品集錦（2）

該設計的多種液體混合加熱系統(tǒng)可以滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場 3 種或 3 種以上制備成品原液或者加熱工藝的需求。系統(tǒng)基于 STM32H743 主控芯片設計控制系統(tǒng)，內(nèi)部安裝液位傳感器、步進電機、加熱絲、溫度傳感器、指示燈、液體開關控制閥等元件。該系統(tǒng)可以設置并存儲多種液體混合配方方案。實際工作時，操作人員按下啟動按鈕，液體的輸送閥門在定時器、液位傳感器的控制下按照一定順序開閉，可完成多種液體流入混合自動操作，之后攪拌電機和加熱絲啟動，對多種液體進行加熱攪拌并通過光電傳感器測量溶液相關指標，當混合溶液的純度、濃度、密度達到工藝需求后，系統(tǒng)自動放出液體，并自動開始下一輪混合加熱作業(yè)。

主要創(chuàng)新點：

• 本系統(tǒng)實現(xiàn)了智能檢測垃圾重量，將不同種類的垃圾轉化為相應的積分。同時把系統(tǒng)數(shù)據(jù)推送至服務器，經(jīng)過處理分析，發(fā)送到相關工作人員手機上及云端大屏；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。
• 將垃圾排放與“碳達峰”、“碳中和”相結合，調(diào)動居民垃圾分類的積極性，鼓勵并引導人們進行垃圾分類，不亂扔垃圾。

• 采用蓄電池與外接電源相結合的供電方式，極大保障了設備工作的穩(wěn)定性。

• 無人化操作：本系統(tǒng)采用自動化和機器人技術，可以實現(xiàn)無人化操作，減少人力成本和提高工作效率。
• 視覺識別技術：本系統(tǒng)配備了高精度的視覺識別技術，可以準確地識別和定位快遞，避免了傳統(tǒng)上架操作中容易出現(xiàn)的錯誤。
• 數(shù)據(jù)管理與分析：本系統(tǒng)可以實時記錄和管理快遞信息，包括數(shù)量、位置等數(shù)據(jù)，并通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，幫助企業(yè)做出更明智的決策和優(yōu)化運營。
• 自動化倉儲系統(tǒng)整合：智能快遞上架系統(tǒng)能夠與自動化倉儲系統(tǒng)進行無縫連接，實現(xiàn)整個供應鏈的自動化管理，提高物流效率和準確性。

• 本設計把光電探測器和光源放置在傳感膜的同一側，這種方法確保了光路系統(tǒng)結構的緊湊性，使熒光能夠充分照射到光電探測器上，有利于儀器的水密封性和信號的后期處理。
• 設計了鎖相環(huán)電路，充分利用鎖相環(huán)原理與相敏檢測原理在本設計上的契合性，將對相位差的測量轉換成對頻率的測量，提高了系統(tǒng)精度、縮短了響應時間，對系統(tǒng)進行鎖定，避免外界因素的干擾，提供了傳感器的綜合性能。
• 采用兩路 LED 的驅動模式，單獨設置了一個輔助 LED 模擬熒光，以消除由電路延遲引起的系統(tǒng)誤差，提高了系統(tǒng)的精度。并簡化了光電轉換電路設計，使光電轉換部分有更好的系統(tǒng)適用性和能力優(yōu)越性，提高系統(tǒng)的綜合性能。

• 實現(xiàn)了 485 通訊以及將數(shù)據(jù)通過Cat.1 模塊上傳至阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺，完成了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和遠程接收，使其能夠方便地接入互聯(lián)網(wǎng)以及局域自組網(wǎng)。

• 提出了一種基于輕量化 MobileNetV2 深度學習模型的中醫(yī)舌象自動診斷方法，實現(xiàn)了中醫(yī)舌象診斷模型的嵌入式部署。
• 兼容了醫(yī)療器械使用標準，設計了 5000V 的隔離電源，并對接了醫(yī)院的診療系統(tǒng)，提供診斷結果傳輸和預約掛號功能。
• 和某雙一流醫(yī)科類院校合作，獲得了大量的數(shù)據(jù)集和中醫(yī)診斷報告，使得我們的診斷結果更可靠更權威。

• 采用 AutoStitch 算法完成了車底圖像的自動拼接：AutoStitch[1]（Automatic Panoramic Image Stitching using Invariant Features）圖像拼接算法是圖像拼接領域最為經(jīng)典也是目前使用最為廣泛的拼接算法之一。
• 提出一種適用于端側的輕量化車底危險物檢測模型 SG-YOLOv5s，減少了冗余分支，大量降低網(wǎng)絡的參數(shù)量和計算量。在訓練階段采用 Mixup 數(shù)據(jù)增強，很好地提升網(wǎng)絡的泛化能力。將定位損失函數(shù) CIoU 替換成SIoU，使目標框回歸變得更加穩(wěn)定，提升模型預測準確度。
• 機器人硬件主要由STM32F407VET6 微控制器以及 Jetson Xavier NX 主控構成，軟件算法主要由 AutoStitch 圖像拼接算法以及輕量化 SG-YOLOv5s[2]檢測模型構成，通過人機交互來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高效傳輸，APP 能實時獲取到車底（危險物）偵察機器人的運行狀態(tài)和可觀測數(shù)據(jù)，同時上位機 Ubuntu 系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測機器人檢測識別出車底藏匿的危險物。車底（危險物）偵察機器人高度合理并配有 LED 燈，可適應不同車底結構及低暗環(huán)境。
  
  

• 針對路面材質不同，車道線、雜物干擾等實際問題，使用圖像處理庫 STM32ImageProcessing Library 進行圖像預處理，初步濾除噪聲；采集并標記實際路面圖像，提高數(shù)據(jù)集質量。
• 使用輕量化網(wǎng)絡構建分類模型進行裂縫檢測，并對模型進行量化，使用SDRAM 存儲模型激活數(shù)據(jù)，在 STM32 上模型具有較好的實時性。
• 可視化展現(xiàn)裂縫位置，將裂縫的 GPS 定位數(shù)據(jù)通過 4G 模塊實時上傳，可以通過定位監(jiān)控系統(tǒng)在地圖中查看裂縫位置，方便道路裂縫的管理和修護。

• 該裝置具有實時監(jiān)測功能，能夠實時采集光伏能源系統(tǒng)的關鍵數(shù)據(jù)，如電流、電壓、功率等。并結合智能算法進行優(yōu)化，實時調(diào)整系統(tǒng)的工作狀態(tài)以提高集成功率。
• 該裝置應用了先進的算法，在實時監(jiān)測基礎上，通過數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化，自主調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，最大程度地提升光伏能源系統(tǒng)的集成功率。
• 該裝置提供直觀的可視化界面，以便用戶進行操作和數(shù)據(jù)分析。
• 該裝置采用模塊化設計，具有靈活性和可擴展性。用戶可以根據(jù)需要選擇安裝不同模塊，以適應不同規(guī)模和要求的光伏能源系統(tǒng)。
• 該裝置可進行最大功率跟蹤，光伏系統(tǒng)可以在不同的光照和溫度條件下實現(xiàn)最大的能量轉換效率。
• 該裝置利用鎖相環(huán)技術，光伏逆變器可以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電能轉換，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的無縫連接。同時，鎖相環(huán)還可以提供對逆變器輸出波形的精確控制，以適應電網(wǎng)的要求并提高系統(tǒng)的可靠性和運行效率。

• 采用國產(chǎn)專用鋰電池管理芯片 SH367309 為從屬模塊核心設計電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供過充、過放、過流、高溫、低溫、短路等多重安全保護以及均衡管理，提高了鋰離子電池的使用安全與壽命。
• 搭建Thevenin等效電路模型，基于HPPC工況測試數(shù)據(jù)進行參數(shù)辨識，基于擴展卡爾曼濾波算法估算 SOC，同時還有末端修正輔助，確保 SOC估算平均誤差小于 2%。
• 使用主從式集成架構設計，整體高度集成、成本低廉。

• 使用 STM32H743VIT6 作為主控，體積小，功耗低。
• 基于電力線載波通信，系統(tǒng)的傳輸距離遠，基礎設施成熟。
• 使用芯片獨有 HRTIM 控制 PWM，采用 IWDG 提升穩(wěn)定性。
• 軟件 2FSK 調(diào)制，系統(tǒng)靈活性高、可任意裁剪，調(diào)制效率高。
• 系統(tǒng)使用自適應濾波算法，提高了通信的抗干擾能力。