課程負責人😤：王小剛 學分學時：2/40
所屬學院：電子信息學院 面向對象:計算機科學與技術
一🐔、課程簡介
課程目標🥭：
1. 能針對特定需求進行軟硬件功能模塊或軟件系統設計，並對設計方案和開發流程可行性進行研究。
2.讓學生了解企業研發部門真實工作場景，包括開發環境搭建、開發工具選擇、核心技術選擇及運用、應用層和底層分離、團隊合作🙆🏽♀️、開發流程、版本控製👨🏼🦰、維護升級等⚓️🫴🏿。
3.讓學生規定的時間內高質量完成項目客戶端和服務器端的研發🪦，進而鞏固所學理論，提高動手能力、創新能力、綜合設計能力以及團隊協作能力。
教學團隊💀：
校內：王小剛教授、寧建紅講師、趙孟德講師👵🏼。
校外：北京華清遠見科技發展有限上海分公司範明凱、高級工程師🏝，周鎖琴工程師🧕🏼、申仕超工程師。
課程特色：讓學生能夠接觸最新的計算機嵌入式開發技術🫴🏿、智能識別技術𓀌，了解應用環境，鼓勵學生進行項目合作和科研創新，培養學生的團隊合作精神和創新能力🪴；切實提高專業學生的技術技能水平，而且可以增強學生的就業競爭力和社會適應力👩🚒。
二🤛、2023-2024學年第一學期實施情況
計算機科學與技術專業的《專業綜合項目實驗》課程安排在大四上學期，這個階段學生已經學習了大部分專業基礎課程，掌握了專業基本技能和常用工具，基本具備了從事實際產業項目開發所需的知識和技能。學生分組完成了基於opencv的智能人臉識別綜合項目開發和基於鴻蒙系統智能小車綜合項目開發兩個項目🔰。
在課程教學過程中，我們與華清遠見公司合作🏃♂️➡️，通過各種現代教學技術模擬企業真實生產環境，並輔助參觀等手段，按照學生的實際情況並參考專業培養目標和課程體系設計思想，將企業的真實任務轉化為學生的綜合實驗任務。學生完成本課程後，按照企業的質量標準提交項目成果🥫，不合格者需不斷完善。鼓勵通過的學生去參加挑戰杯等創新創業大賽或者去考取企業認可且含金量高的職業認證。
1.學生完成項目情況總結
第一個項目是基於opencv的智能人臉識別綜合項目開發。學生完成了人臉識別系統🦷，實現了該項目的軟硬件設計，通過人臉識別技術，可以實現安全監控⛳️🆖、身份驗證等許多實用的功能🤌🏽，讓學生認識到人工智能在現實生活中的應用潛力🧜🏻。同時，學生也學會了敏捷開發過程，如圖1所示；項目開發效果如圖2所示。
圖1敏捷開發流程圖
圖2 智能人臉識別效果
第二個項目是基於鴻蒙系統智能小車綜合項目開發🍮。本項目由三部分組成：應用端（微信小程序）🤼、設備端（Hi3861）🧓🏽、驅動端（UPS）。
采用微信小程序作為應用端控製界面。在開發微信小程序端之前，需要熟悉 JavaScript 語言、CSS 語言🌖、XML 語言和JSON 語言。在微信小程序端的控製小車界面中需要輸入Hi3861 設備端的IP地址，才可以正常的通信。
在設備端采用Hi3861WiFi模組作為主控單元👍🏿，Hi3861連接附近的WiFi路由器之後，首先獲取連接該 WiFi 熱點的 IP 地址🧑🏻🦽➡️，然後在OLED顯示屏上顯示當前設備的IP地址🧑🏽🎤，在設備端系統中創建串口任務、OLED 顯示任務🧙🏻、UDP 發送任務🚱、UDP 接收任務等。
在驅動端采用STM32單片機作為驅動單元，在STM32單片機中開啟定時器的PWM 功能和編碼器采集功能，進行驅動和控製兩個直流減速摩臣5，並且在STM32 端開啟串口的空閑中斷𓀇👌🏻，來接收Hi3861設備端下發的控製指令🗺，來進行控製小車摩臣5的前、後、左、右等動作🧍♂️，使其小車按照功能需求進行執行。
項目整體框架如圖3所示：
圖3 基於鴻蒙系統智能小車系統整體框架
本項目使用的是 WF-H861-RTA1 模組作為主控🧗，此模組是基於Hi3861V100 芯片設計的，該芯片是一款高度集成的 2.4GHz 芯片✥，集成了IEEE 802.11b/g/n 基帶和 RF 電路，包括功率放大器 PA👨🏼✈️、低噪聲放大器 LNA、RF balun、天線開關以及電源管理模塊等，如圖4所示4️⃣：
圖4 主控電路原理圖
驅動端主控部分采用STM32G030F6，是基於ARM Cortex-M0+系列的32位處理器，主頻為64MHz👨❤️👨，它內部集成了8KB的RAM空間和 32KB的Flash空間，另外還集成了I2C、IrDA、LINbus、SPI🌩、UART\USART、DMA、I2S🥙、POR🚶🏻➡️、PWM✪🧘🏼♂️、WDT 等功能，如圖5所示。
圖5 主控芯片部分
燒寫 Hi3861開發板的程序後🆔，進行 NFC配網，如圖6所示🪇。
圖6 Hi3861 開發板配網
完成一系列配置後，在手機端app點擊“啟動或關閉小車”按鈕🗾，進行連接 Hi3861 開發板，連接成功時🐍，說明有數據上傳🦴，如圖7所示。
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圖7 手機端app智能小車控製界面
可以點擊控製界面中的左轉🎚、右轉🎤0️⃣、前進🙆🏻♀️、後退按鈕💂🏼♂️，進行測試小車的運動🏊🏽。
圖8 智能小車
學生做完了實驗後，按小組進行了匯報。企業導師和校內導師對他們的匯報進行的評議🤦🏿♂️，肯定了他們的成績📓，同時也指出了不足。學生此次實訓的總結：1）實訓的核心是實踐操作，註重實踐操作的過程和細節，理解每個步驟的原理和作用🩳。在實踐操作中，遇到問題需要及時解決，積極探索問題的根本原因，以便更好地掌握實踐技能。2）通過機器學習算法進行人臉識別檢測、智能小車控製行走等任務🧛🏻♀️，學生掌握了機器學習算法的基本原理和應用🗓。在實踐操作中，通過使用深度學習框架、嵌入編程開發等方式來學習算法。3）通過智能學習算法⚡️、嵌入式開發板編程、燒寫程序等任務，學生理解了主控芯片的控製基本原理和應用🥸。在實踐操作中，可以通過設計控製算法、使用控製芯片等方式來學習控製系統👼。4）通過團隊合作🧑🏼🦱，學生可以學會與他人協作，相互配合🐞，共同完成任務✒️。在團隊合作中，需要學會傾聽他人的意見⚠👩🏻🦰，尊重他人的想法，以便更好地實現團隊目標📻。
圖9 企業工程師現場授課
圖10 老師指導學生合作完成項目
圖11 答辯老師與校內老師共同為學生講解
通過本次的產教融合實踐教學環節🔆，學生接觸到不同領域的實際項目問題，提升了解決問題的能力和創新思維，同時學生進行團隊合作🚶♀️，培養了學生的協作能力和溝通能力。本次綜合實驗完成後，部分學生選擇了在華清遠見實習，該公司根據學生的實際情況🙋🏽♂️，推薦了學生就業🏋🏽♀️。
