本書是杭州電子科技大學優(yōu)選的電子信息類創(chuàng)新性實驗項目集錦。本案例集作品以實際應用為目的,介紹了與人們日常生活與工作關系較為密切的電子產(chǎn)品的設計方案、設計思路、制作方法等,如機頂盒鼠標遙控器、車輛定位監(jiān)測系統(tǒng)、筆記本外置散熱器、盲人語音避障系統(tǒng)、智能燈具、實訓平臺設計等,以及與人體保健有關的心率測試儀、智能藥盒、視力保護系統(tǒng)等,也有一些理論研究探索的內容,如磁懸浮裝置、四旋翼飛行器控制、平衡機器人控制、手寫數(shù)字識別系統(tǒng)、多目標檢測系統(tǒng)、滾球控制系統(tǒng)等, 所應用的專業(yè)知識涉及圖像處理、電機控制、多種傳感器、無線通信、神經(jīng)網(wǎng)絡、控制算法及微信小程序開發(fā)等。
本書既可以用于高等學校創(chuàng)新性實驗課程教學,也可以供電子信息類專業(yè)學生參加電子競賽集訓、課外科技項目申報及畢業(yè)設計選題等參考。
本書為電子信息創(chuàng)新類實驗案例集,適合作為本科電子信息類專業(yè)實驗教材,及參加各類競賽的學生參考。
人類的思維活動一方面是認識世界,即了解現(xiàn)實世界的真實現(xiàn)象和發(fā)展規(guī)律;另一方面是改造世界,即通過所掌握的規(guī)律來讓現(xiàn)實世界變得更加適合自身的生存和發(fā)展,而改造世界的思維活動往往涉及創(chuàng)新。創(chuàng)新思維能力是人類各種能力中級別最高的,這種能力不是與生俱來的,而是通過后天培養(yǎng)鍛煉出來的,因此創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。
目前高等教育已經(jīng)把培養(yǎng)具有工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質人才作為首要目標,并開展了各類學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃、“挑戰(zhàn)杯”競賽等活動。這類創(chuàng)新活動一般只針對部分能力特別突出的學生,參與人數(shù)有限。為進一步擴大受益面,許多高校建立了相應的創(chuàng)新實驗基地,開設專門的創(chuàng)新性實驗課程,以便讓學生在完成基礎課實驗后進行大型綜合、設計、創(chuàng)新性實驗。
杭州電子科技大學電子信息學院于2010年開設了電子信息類創(chuàng)新實驗課程。通過課程學習,進一步激發(fā)了學生的創(chuàng)新興趣,其創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神得到了較好的培養(yǎng)和鍛煉。課程實施過程中,學生自行申報選題,自主設計制作,產(chǎn)生了數(shù)百個創(chuàng)新實踐項目。這些項目主要涉及工程設計與應用,也有基礎理論研究,其中不乏創(chuàng)新性較強、實際應用價值較大的項目,形成了一批具有參考和實用價值的學生創(chuàng)新成果。成果類型包括創(chuàng)新性實驗項目、競賽獲獎作品、期刊論文和國家授權專利等。指導教師對其中的一些成果進行了整理與匯編,形成了本案例集。
本書體現(xiàn)了指導教師“自主開放”實踐創(chuàng)新教學模式探索的效果,凝聚了學生自主研學實踐的創(chuàng)新性成果。 案例集的整理出版可為電子信息類專業(yè)創(chuàng)新實踐課程提供一些成果案例,供學生在學習、選題時參考,以便在創(chuàng)新項目選題前能夠對本領域的現(xiàn)狀有所了解,學習和借鑒學長們的創(chuàng)新內容、創(chuàng)新思路和創(chuàng)新方向,避免重復選題,進一步提升實踐創(chuàng)新項目的創(chuàng)新效果。
由于篇幅所限,本案例集作品主要介紹設計方案、原理、思路、制作調試等方面的內容,有些具體的電路和源程序沒有列入。 由于時間比較倉促,加上編者水平有限,書中難免有不足之處,敬請讀者批評指正。
一 一種基于微信小程序的智能藥盒設計 1
二 盲人語音避障系統(tǒng)設計 10
三 機頂盒鼠標遙控器設計 20
四 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的手寫體數(shù)字識別系統(tǒng)設計 33
五 基于深度學習的多目標檢測系統(tǒng)設計 45
六 兩輪自平衡機器人控制系統(tǒng)的設計 57
七 基于單片機的PM2.5檢測儀的設計與實現(xiàn) 67
八 滾球控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 73
九 大學生科技創(chuàng)新智能實訓平臺設計 80
十 智能控制的筆記本電腦外置散熱器 88
十一 車輛定位監(jiān)測系統(tǒng)的設計及實現(xiàn) 99
十二 基于手機控制的智能燈具設計 116
十三 基于LabVIEW的便攜式心率測試儀設計 130
十四 簡單四旋翼飛行器控制模塊的設計 146
十五 視力保護系統(tǒng)設計 158
十六 手持式投影圖像采集器設計 168
十七 一種磁懸浮裝置設計 178