科创先锋：探寻科技奥秘
第三十三届“理奥杯”优秀作品展播（一）
在时光长河的今朝，科技宛如璀璨星辰照亮前路。它是探索未知的神奇魔杖，是开启未来的金色钥匙。“理奥杯”科技节涌现出一批优秀作品值得我们学习与鉴赏，让我们走近并且感受科技的力量。
硬件类
2024 LIAOBEI
物联网语音智能灯
作者：李俊逸 李悦 张伟锋
获得奖项：特等奖
作品背景及介绍
随着IoT技术的升级，照明及LED应用正逐渐向全屋智能、健康、双碳等细分赛道拓展，在“人本照明”要求下，智能照明产品将为我们带来了更加舒适、安全、便捷和环保的生活体验。此项目基于ESP8266mcu，想在尽可能低的成本下，实现用手机、智能音箱等智能设备，借助点灯科技物联网平台连接阿里云服务器，操控照明系统。利用云端物联网平台进行场景和区域管理，搭配设计的多种驱动实现全屋智能照明。
作品原理及优势
作品将WiFi模块、语音识别、红外学习遥控集成在一块PCB上，集成度高。兼容小米、小度、天猫等不同品牌智能音箱。不同驱动间可通过WSP-NOW通讯传递亮度、光照信息。
使用的语音识别芯片采用内置卷积运算硬件算法，作品在此基础上开发，相较一般的红外语音助手的软件算法运算速度快，识别速度快，准确率高，且不受是否连网影响。
LED恒流驱动峰值效率可达97%，且在自适应模式下能根据室内光照强度自动调整到合适亮度，节能防眩目。
壁灯驱动控制模块可采用钠电池模块供电，集成了钠电池充电管理和升压。钠电储能与锂电相比，能提高系统的安全性，提高低温性能，成本更低。
技术指标
充电电压5V，电池容量：1500mAh，电压6.4V（两串）；
LED模组：三串二并×2，单色600mA 9-10V，色温2700K-4000K；
WiFi频段：2.4GHz。
智能门禁追踪报警系统
作者：王竞宇 高家威 王鹤云
获得奖项：一等奖
作品介绍
该作品可识别不同人脸，并与事先储存好的人脸进行比对，判断该人脸身份是否为未存入的陌生人或者存入的具体人脸，并在OLED模块上显示人的身份，若是陌生人则蜂鸣器报警红灯亮，人物正确则亮绿灯，并且云台也可在一定程度上追随人脸，使其处于屏幕正中央，同时摄像头的拍摄画面会在LCD上显示出来，并标注人脸。该作品可应用于门禁或智能保安，在未来有更多可能。
作品原理：
利用算子识别人脸，需要在不同光线和背景下对人脸进行较好的识别和追踪。基本思路是摄像头识别人脸，标注人脸，与SD卡中的人脸比较，然后输出相应id号，和人脸中心坐标一起打包发送给单片机，单片机接收到数据后利用PD控制云台追踪，然后通过if语句开启或关闭蜂鸣器和LED灯。
软件类
2024 LIAOBEI
音谱协同歌唱辅助系统
作者：谷欢 蒋学芹 杨佳怡
获得奖项：一等奖
设计背景及作品介绍：
在面对市场中音高难以把握、读懂五线谱需要一定基础、国内缺少实时且高效的音准反馈机制等难题。此团队通过图像识别技术、标准音频合成、副本音频输入、音高差值反馈等技术，实现辅助使用者学习音乐，并为其提供虚拟音乐辅助、音准实时纠正、正确开嗓方法等帮助。
作品原理：
通过图像识别技术来准确识别五线谱上的音符符头、音符类型。将解析后的音乐符号转换为MIDI文件，MIDI文件包含了音乐的所有演奏信息。选择合适的音源并进行音效处理，以生成高质量的音频。之后分析用户的声音特点，确定适合的开嗓练习类型和音域。根据声音分析结果，生成适合用户的开嗓音乐旋律和节奏。运用音频信号处理技术（傅里叶变换等），精确提取用户演唱的音高信息，团队通过开发先进的音高匹配算法，实现用户演唱音高与标准音高的对比，并给出纠正建议。
END
科技，是点亮未来的火把，在创新的赛道上，我们永不止步。探索的大门刚刚开启，愿同学们带着活动中的收获与感动，继续投身科技的浩瀚星海。未来，让我们以科技为翼，冲破知识的苍穹，用好奇与勇气编织梦想，在科技的浪潮里，携手共赴那无限可能的崭新天地，书写属于我们的科技华章。
一自动化与信息工程学院一
编辑 | 张磊磊
排版 | 刘卓越 杨馨语
校审 | 余梦璐
责任编辑丨樊荣 付博睿
审核 | 翟雨翔 卢江涛
