大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練申報(bào)表王俊

1、附件2：江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)表推薦學(xué)校：（蓋章）項(xiàng)目名稱：基于3G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程視頻測(cè)控智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目類型： 重點(diǎn)項(xiàng)目 一般項(xiàng)目 指導(dǎo)項(xiàng)目所屬一級(jí)學(xué)科名稱：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳 曦聯(lián)系電話：指導(dǎo)教師：王 俊聯(lián)系電話：申報(bào)日期：2013-4-23江蘇省教育廳 制二一三年三月項(xiàng)目名稱基于3G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程視頻測(cè)控機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所屬一級(jí)學(xué)科項(xiàng)目所屬二級(jí)學(xué)科項(xiàng)目類型（）重點(diǎn)項(xiàng)目 （ ）一般項(xiàng)目 （ ）指導(dǎo)項(xiàng)目項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間起始時(shí)間： 2013 年 4月 完成時(shí)間：2014年 4 月項(xiàng)目簡(jiǎn)介(100字以內(nèi)）基于3G移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程遙控輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)機(jī)器人無(wú)線傳輸?shù)囊?/p>

2、頻圖像，實(shí)時(shí)的調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡，使機(jī)器人準(zhǔn)確的進(jìn)入預(yù)定工作環(huán)境。當(dāng)?shù)竭_(dá)工作區(qū)域后，啟動(dòng)傳感模塊，感應(yīng)周圍環(huán)境，并將測(cè)試數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)采集視頻圖像實(shí)時(shí)的傳輸?shù)娇刂贫孙@示。申請(qǐng)人或申請(qǐng)團(tuán)隊(duì)姓名年級(jí)學(xué)號(hào)所在院系/專業(yè)聯(lián)系電話E-mail主持人陳曦大二電子信息技術(shù)指 導(dǎo) 教 師第一指導(dǎo)教師姓名王俊單位電子與信息技術(shù)系年齡32專業(yè)技術(shù)職務(wù)講師主要成果1、 指導(dǎo)學(xué)生獲得2012年江蘇省高職院校職業(yè)技能大賽二等獎(jiǎng)。2、 連續(xù)兩年指導(dǎo)學(xué)生獲得2009、2010年度江蘇省高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)。3、指導(dǎo)江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目3項(xiàng)（2008、2009、2011）4、主持完成院級(jí)課題5項(xiàng)。5、主持省級(jí)教改

3、課題1項(xiàng)。第二指導(dǎo)教師姓名黃正軍單位電子與信息技術(shù)系年齡56專業(yè)技術(shù)職務(wù)高級(jí)工程師主要成果1、1998 DHZ高頻保護(hù)通話裝置 主持設(shè)計(jì)2、2002 GSF-9高頻保護(hù)收發(fā)信機(jī) 主持設(shè)計(jì) （ 2003年度南京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)）3、2004 GKA300型變電站綜合自動(dòng)化 主持設(shè)計(jì)一、申請(qǐng)理由（包括自身具備的知識(shí)條件、自己的特長(zhǎng)、興趣、已有的實(shí)踐創(chuàng)新成果等）已具備的知識(shí)條件：模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)技術(shù)、通信原理、高頻電路、移動(dòng)通信系統(tǒng)等。已具備完成本創(chuàng)新項(xiàng)目的知識(shí)貯備和實(shí)踐技能。特長(zhǎng)、興趣愛好：對(duì)于電子、通信產(chǎn)品有了濃厚的興趣，非?？释私獠⒄莆针娮赢a(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作生產(chǎn)的流程。尤其是目前日益發(fā)

4、展的電子行業(yè)對(duì)人才的要求的不斷改變，促使著我們不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)，新技能。已有實(shí)踐創(chuàng)新成果：參加2013年江蘇省高等職業(yè)院校技能大賽電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作比賽，獲得二等獎(jiǎng)。二、項(xiàng)目方案具體內(nèi)容包括：1、 項(xiàng)目研究背景（國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及研究意義、項(xiàng)目已有的基礎(chǔ)，與本項(xiàng)目有關(guān)的研究積累和已取得的成績(jī)，已具備的條件，尚缺少的條件及方法等）（1） 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀近年來(lái)，機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，各類機(jī)器人大賽層出不窮。作為科技發(fā)展的前沿，很多高等院校都成立了機(jī)器人研究所，開展了各種類型機(jī)器人技術(shù)的研究與產(chǎn)品開發(fā)。2011年3月，東南大學(xué)機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所研制出一臺(tái)核化偵察與應(yīng)急處理遙

5、控操作機(jī)器人，可以在核輻射和有毒有害環(huán)境下協(xié)助人類救險(xiǎn)。該機(jī)器人重30公斤、長(zhǎng)85厘米，渾身漆黑。機(jī)器人采用遠(yuǎn)程操作的方式，正常情況下，在5公里范圍內(nèi)可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，遇到復(fù)雜的障礙物，也能達(dá)到1公里以上。機(jī)器人本身具備數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和圖像傳輸系統(tǒng)，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)與視頻圖像的傳輸。在國(guó)防和公共安全領(lǐng)域,遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人也多有建樹。由中國(guó)航天科工集團(tuán)公司自主研制第二代排爆機(jī)器人“雪豹10”已于2010年參加了珠海航展?！把┍?0”車體可進(jìn)行前后擺臂，并根據(jù)地形，改變履帶形狀，從而完成不同地形的行走命令，如平地行走、跨越溝壑、上下樓梯等。機(jī)械手是排爆機(jī)器人的另一個(gè)關(guān)鍵部位。小到手機(jī)，大到1

6、0公斤的鐵塊，第二代排爆機(jī)器人“雪豹10”都可以牢牢抓起，并按指令運(yùn)送到指定位置。在機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的發(fā)展上，美國(guó)、日本和西歐走在世界的前列。具有遠(yuǎn)程測(cè)控功能的機(jī)器人在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)深入到民用、工業(yè)以及軍用的方方面面。作為機(jī)器人技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)，在各種類型的機(jī)器人產(chǎn)品中都有杰出表現(xiàn)。這其中作為著名的要屬軍事用途的機(jī)器人。比如赫赫有名的美國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)“全球鷹”無(wú)人偵察機(jī)、“捕食者”無(wú)人機(jī)、“獵人”無(wú)人機(jī)已經(jīng)歷過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)的考驗(yàn)，成績(jī)非常顯著。通過(guò)全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)，指揮者可以在美國(guó)本土遙控遠(yuǎn)在幾千里外的無(wú)人機(jī)進(jìn)行偵察，監(jiān)視和作戰(zhàn)。（2） 研究意義人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，不可避免出現(xiàn)

7、一些相對(duì)比較惡劣的工作環(huán)境，有的甚至是有毒！比如，火山探險(xiǎn)、深海探密、空間探索，軍事場(chǎng)地巡邏、偵察、監(jiān)視，在生物、化學(xué)、核試驗(yàn)場(chǎng)地作業(yè)、噴漆等。危險(xiǎn)的環(huán)境，對(duì)操作人員的人身安全和身心健康造成極大危害，有時(shí)甚至導(dǎo)致死亡。因此很多在該環(huán)境下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作機(jī)器人的控制方式已從傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制方式發(fā)展到遠(yuǎn)程控制方式。隨著機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)也將廣泛應(yīng)用于上述行業(yè)，如工業(yè)上危險(xiǎn)地區(qū)的標(biāo)本采樣和故障處理，國(guó)防上無(wú)人駕駛戰(zhàn)車等。此外軍事應(yīng)用領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)器人被寄予替代人類自動(dòng)執(zhí)行某些日常性與危險(xiǎn)性軍事任務(wù)的厚望，如軍事場(chǎng)地巡邏、偵察、監(jiān)視及在生物、化學(xué)和核試驗(yàn)場(chǎng)地作業(yè)等；另外隨

8、著人口老化和工作、生活節(jié)奏的加快，人類在服務(wù)性行業(yè)迫切需要助手，無(wú)論是家庭、醫(yī)院，還是在賓館、商場(chǎng)，都有機(jī)器人遠(yuǎn)程控制技術(shù)的用武之地。機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的研究和應(yīng)用對(duì)人類生活大有裨益，特別是基于3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的研究更是富有意義和使用價(jià)值。（3） 已有基礎(chǔ)及具備條件通過(guò)前期的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練，掌握了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本理論與方法，能夠熟練運(yùn)用相關(guān)的儀器儀表進(jìn)行電子線路的檢測(cè)，并且基本掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)軟件的操作與使用。同時(shí)具備了大量的與本項(xiàng)目相關(guān)的書籍資料及視頻教學(xué)資源，為本項(xiàng)目的開展奠定了牢固的技術(shù)基礎(chǔ)。還擁有完整的機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及成功實(shí)例，大大減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度

9、。負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的指導(dǎo)教師具有較高的科研技術(shù)水平，曾經(jīng)完成過(guò)多個(gè)相關(guān)課題項(xiàng)目，具有豐富的電子產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，為本項(xiàng)目的順利開展提供有效可靠的保障。（4） 項(xiàng)目難點(diǎn) 關(guān)于視頻傳輸?shù)拇笕萘繑?shù)據(jù)通信的相關(guān)理論和實(shí)踐以及操控的延時(shí)特性是本項(xiàng)目中兩個(gè)最大難點(diǎn)，需要投入大量的時(shí)間和精力。2、項(xiàng)目研究目標(biāo)及主要內(nèi)容（1）研究目標(biāo)基于3G移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程遙控輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)機(jī)器人無(wú)線傳輸?shù)囊曨l圖像，實(shí)時(shí)的調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡，使機(jī)器人準(zhǔn)確的進(jìn)入預(yù)定工作環(huán)境。當(dāng)?shù)竭_(dá)工作區(qū)域后，啟動(dòng)傳感模塊，感應(yīng)周圍環(huán)境，并將測(cè)試數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)采集視頻圖像實(shí)時(shí)的傳輸?shù)娇刂贫孙@示。（2）主要內(nèi)容整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)：遠(yuǎn)程控制端與測(cè)控機(jī)器人

10、，兩者通過(guò)3G移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)行準(zhǔn)雙工通信。主要完成測(cè)控機(jī)器人的硬件電路和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作，以及功能配套的程序。遠(yuǎn)程控制端的是以Android智能手機(jī)為硬件平臺(tái)，通過(guò)設(shè)計(jì)遙測(cè)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻測(cè)控功能。遠(yuǎn)程控制端主要功能：（1）對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)機(jī)軌跡進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（通過(guò)多點(diǎn)觸摸屏進(jìn)行操作）；（2）接收機(jī)器人回傳的視頻圖像信號(hào)，在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示，并根據(jù)圖像信息，對(duì)移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行姿態(tài)調(diào)整，使之順利的到達(dá)指定工作區(qū)域；（3）接收移動(dòng)平臺(tái)回傳的環(huán)境測(cè)試數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)在液晶屏上顯示出來(lái)。測(cè)控機(jī)器人主要功能：（1）接收控制指令，根據(jù)要求進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。（2）啟動(dòng)攝像模塊，采集視頻圖像。壓縮后的無(wú)線視頻數(shù)據(jù)流

11、發(fā)送至控制子系統(tǒng)中。（3）啟動(dòng)傳感器模塊，采集工作區(qū)域的相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù),不間斷發(fā)送至控制子系統(tǒng)中。存儲(chǔ)模塊3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境參數(shù)顯示模塊 視頻圖像顯示模塊 控制指令區(qū) 姿態(tài)調(diào)整區(qū) 3G通信模塊 3G通信模塊 視頻采集壓縮模塊 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊 嵌入式控制核心平臺(tái) 傳感器模塊 遠(yuǎn)程控制端測(cè)控機(jī)器人3、項(xiàng)目創(chuàng)新特色概述伴隨著3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的深入推廣，作為最大的無(wú)線通信網(wǎng)，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為機(jī)器人遠(yuǎn)程控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了完備的軟硬件條件。通過(guò)將3G通信網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)相融合，真正實(shí)現(xiàn)在任何地方、任何時(shí)間對(duì)機(jī)器人實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)距離操控。4、項(xiàng)目研究技術(shù)路線（1）細(xì)化系統(tǒng)框圖，將系統(tǒng)劃分成

12、多個(gè)子模塊；（2）基于S3C2440核心開發(fā)板選取相應(yīng)的外部功能模塊（視頻采集模塊、環(huán)境參數(shù)采集模塊），并進(jìn)行相應(yīng)接口電路的設(shè)計(jì)與制作；（3）搭建并調(diào)試機(jī)器人硬件平臺(tái)，并進(jìn)行程序代碼的編寫及聯(lián)調(diào)。（4）編寫基于Android4.0操作系統(tǒng)測(cè)控應(yīng)用軟件。5、研究進(jìn)度安排2013.42013.5進(jìn)行系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)，細(xì)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖；2013.52013.7熟悉S3C2440嵌入式核心開發(fā)板的使用，熟悉相關(guān)的軟件操作方法以及相關(guān)接口的工作原理，能夠熟練安裝卸載開發(fā)板的操作系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件；2013.72013.8開展外圍擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)，進(jìn)行相關(guān)的PCB制圖及制板，并完成硬件電路的調(diào)試；2013.8

13、2013.10進(jìn)行測(cè)控機(jī)器人的機(jī)構(gòu)搭建，開展實(shí)施視頻、環(huán)境參數(shù)的采集與發(fā)送的程序設(shè)計(jì)與編寫，將PC機(jī)作為數(shù)據(jù)的接收端（通過(guò)與計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的教師協(xié)作完成）；2013.112014.1進(jìn)行基于Android操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的編寫與調(diào)試；2014.22014.3進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)定功能；2014.32014.4完成相關(guān)技術(shù)報(bào)告以及撰寫相關(guān)論文。6、項(xiàng)目組成員分工陳曦作為整個(gè)小組主持人，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)框架的搭建以及測(cè)控機(jī)器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與制作以及環(huán)境采集模塊的程序代碼的編寫與調(diào)試，還要主持完成相關(guān)論文的撰寫。并負(fù)責(zé)視頻采集，編解碼和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦虼a的編寫與調(diào)試，以及Android應(yīng)用程

14、序顯示部分的代碼編寫。還需要基于Android操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的主體程序的編寫與調(diào)試，以及相關(guān)電路圖、PCB圖以及相關(guān)文件資料的撰寫工作三、學(xué)校提供條件（包括項(xiàng)目開展所需的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)情況、配套經(jīng)費(fèi)、相關(guān)扶持政策等）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)情況：作為省級(jí)示范實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地，電工電子實(shí)驗(yàn)中心具備完善的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，基本涵蓋了本專業(yè)所有專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，具有一定數(shù)量的先進(jìn)的儀器儀表。同時(shí)，還開設(shè)了開放實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生使用。能滿足學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生進(jìn)一步完善自己的知識(shí)體系，提高其動(dòng)手能力。配套經(jīng)費(fèi)：學(xué)院將給予大力的支持。對(duì)于常用器件，由實(shí)驗(yàn)室提供，對(duì)于一些特殊的器件，由學(xué)生自己購(gòu)買，學(xué)校報(bào)銷。相關(guān)扶持政策：在項(xiàng)目和學(xué)

15、生學(xué)習(xí)課程間做了相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)于參與設(shè)計(jì)的同學(xué)進(jìn)行實(shí)踐單位優(yōu)先分配。四、預(yù)期成果1、基于3G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程視頻測(cè)控移動(dòng)平臺(tái)實(shí)物。2、一篇相關(guān)的技術(shù)報(bào)告。五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算總經(jīng)費(fèi)（元）40000財(cái)政撥款（元）10000學(xué)校撥款（元）30000注：總經(jīng)費(fèi)、財(cái)政撥款、學(xué)校撥款由學(xué)校按照有關(guān)規(guī)定核定數(shù)目進(jìn)行填寫具體包括：1、調(diào)研、差旅費(fèi)；2、用于項(xiàng)目研發(fā)的元器件、軟硬件測(cè)試、小型硬件購(gòu)置費(fèi)等；3、資料購(gòu)置、打印、復(fù)印、印刷等費(fèi)用；4、學(xué)生撰寫與項(xiàng)目有關(guān)的論文版面費(fèi)、申請(qǐng)專利費(fèi)等。六、導(dǎo)師推薦意見3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已逐漸取代了2G移動(dòng)通信，其主要的優(yōu)勢(shì)是高速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。將3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合，具有專業(yè)綜合性強(qiáng)，技術(shù)先進(jìn)性高等特點(diǎn)，對(duì)