【导语】本期是嵌赛作品锦集第二篇文章，向大家介绍全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛全国总决赛中，基于STM32产品系列的一等奖作品。
本期文章共展示10个作品，均为工业4.0应用赛题方向。
1、基于STM32的平面电机控制系统设计
参赛方向：工业4.0应用方向 团队名称：磁石动力
本作品是一款新型平面电机及其控制系统，采用STM32作为主控。STM32微控制器的 ADC 模块以 DMA方式不断读取激光位移传感器实时数据，从而得知平面电机的位置信息，利用在线控制系统，实时控制平面电机的运动轨迹，并接收位置误差信息，在线调节模糊 PID 参数，将控制信号发送到改进后的电机驱动电路中，从而调整进入方形线圈电流的大小与方向继而控制平面电机的动子运动。
主要创新点该平面电机结构简单、可扩展、功耗低、成本低； 可在线实时控制运动轨迹和调节模糊 PID 参数； - 采用自主设计稳定性更强，功耗更小的电机驱动电路。
▲ 作品展示
2、基于工业4.0的智慧工厂分拣产线
参赛方向：工业4.0应用方向 团队名称：极客创作
本作品是基于人工智能的智慧工厂分拣产线系统，采用 STM32H723ZGT3 为主控制器，搭载 V831 AI 视觉识别套件对工厂加工件信息的采集和智能识别，通过云计算技术、机械制造技术、物联网技术和神经网络算法来实现。该系统特点是高度集成和自动分拣，可减少工作强度、提高工作效率、简化加工步骤，优化工厂生产线的物料处理和加工流程，使加工流程透明化、简单化、便捷化、高效化。
主要创新点- 高度的技术集成自动化和智能化：系统融合了机器学习、人工智能、机器视觉、物联网、云计算、机械制造等多种先进技术；
- 无人化生产过程：通过自动化和机器人化技术的应用，实现了生产搬运作业的高效率和低成本，并通过机器视觉技术，能够自动识别物料，无需人工干预；
- 环境适应性：能够在各种环境条件下稳定运行并保持高效性能，模块化设计使得智能产线能够轻松适应不同的场景和业务需求；
- 自适应性强：生产线具有数据采集、分析和反馈功能，能够根据产线的运行情况自动调整制造过程，提高生产效率和质量。
▲ 作品展示
3、脑控轮椅控制系统
参赛方向：工业4.0应用方向 团队名称：北之秋
本设计控制系统通过显示屏设备产生视觉刺激，利用8导联脑电帽采集稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑电信号，并通过 TCP 通信传输至工控机。工控机使用FBCCA算法解码信号，并将结果输出至主控芯片为STM32F407的系统控制板。系统控制板具备CAN总线接口、SPI接口和USB3.0接口，集成压力传感器、蓝牙模块、陀螺仪和超声波雷达用于负载变化检测、手动控制和防撞避障，通过DC-DC降压稳压电路为控制板供电。电机驱动板以STM32H723为主控芯片，利用电流采样和霍尔采集电路实现电机的电流、位置和速度闭环控制，实现电机精确控制和轮椅安全行进。本系统脑机接口准确率达到 85%，速度波动小于0.1m/s，路进偏差小于0.15m，最大速度1.5m/s，续航3.2h—4.8h。 主要创新点本项目使用SSVEP方法与显示器结合的控制方法实现脑控轮椅的行走，SSVEP可以在短时间内实现大量指令的输出，可以保证脑轮轮椅的实时控制； 无需使用者集中精神用大脑想象轮椅的移动，仅需观察显示器的动态图标即可实现轮椅的移动，使得脑控轮椅控制极为方便； 本项目的新型算法是应用于SSVEP范式下的脑电解码，实验准确率可达 85%，极大地提高了脑电解码的准确识别率； 脑控轮椅可能存在延迟性，同时若出现意图识别错误可能会遇到意外情况，对此脑控轮椅配有智能感知系统来确保安全，智能感知系统包括通过超声波雷达实现的防撞和避障功能，通过蓝牙遥控实现陪护人员特殊情况下的强制接管功能，以及通过压力传感器获取用户负载，并通过陀螺仪确保轮椅运行不会偏航； 电机驱动采用永磁同步电机的控制方法，在效率、控制精度、舒适性、可靠性和安全性等方面有显著优势。
▲ 作品展示
4、基于STM32的自抗扰通用型飞控
参赛方向：工业4.0应用方向 团队名称：智控飞羽队
本作品是基于STM32H7系列且兼容 Ardupilot 等开源固件的自抗扰通用型飞行控制系统，同时构建了由大脑、小脑两部分构成的类脑飞控架构。
小脑部分采用基于STM32H743为主处理器加协处理器进行设计，实现了自研飞控电路的设计与调试，并进行了各项功能测试以及飞行验证；大脑部分基于Transformer注意力机制设计了自学习型控制算法，搭建了飞控领域的大模型，并部署在上位机上进行参数的实时推理，从而实现对四轴飞行器位置与姿态的无参化控制，使飞控具有自主学习、自我演化的能力。
基于飞控良好的规范性和可扩展性，系统可实现手势识别等具体视觉任务；在载具的通用性控制方面，配套轻量化地面站“菜根”，支持飞控的实时监测、定点飞行和飞控调试等功能。
主要创新点
5、基于STM32的化学实验启蒙平台
参赛方向：工业4.0应用方向 团队名称：TD Chemists
本系统为青少年化学启蒙及初高中化学实验室演示而开发，集成了多种化学实验操作，包括溶液注入控制、搅拌、温度检测和水位警报等。本作品通过触摸屏或手机蓝牙与STM32G474微控器连接，通过PWM波控制电机转动，实现精确的溶液注入和搅拌，同时配备有温度和水位传感器，通过GPIO接口与微控器通信，确保实验过程的实时监控和安全预警。实现了化学实验的自动化和远程控制。用户可以自定义化学品种类和容量，进行开放性实验，同时避免了直接接触化学试剂，确保了实验的安全性，提升了实验的互动性和趣味性。主要性能指标包括零接触化学反应操作、充分反应的溶液注入及搅拌、以及确保化学实验安全性的水位温度检测。 主要创新点
▲ 作品展示
*免责声明：本文所有视频及作品简介均来自2024第七届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛应用赛道学生提交的参赛作品展示，由学生自行制作。意法半导体展示获奖作品内容仅为展示参赛者作品，为开发者带来更多创意启发，并已征得主办方同意。意法半导体不承担作品展示内容或视频字体的相关法律责任。如有异议，请联系STM32客服沟通（微信号：STM32_01）。
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