题目发布：
全部题目分为A.应用命题类、B.对抗竞技类、C.创新设计类、D.教学案例类、E.青少年专题类。
A.应用命题类
A-1基于STC单片机元器件级的特殊功能数字化传感器单元设计（须提供处理精度、计算性能等技术指标）（面向研究生、本科、高职、中职学生）
A-1-1 组合导航定位传感单元
所属领域：本题目属于智慧城市、智能交通、空间信息技术、物联网技术与定位技术领域，涉及卫星定位、传感器融合、精准信号处理及时空信息连续智能采集。尤可用于各种汽车电子、移动终端和智能交通领域。
背景技术：目前随着现代技术的发展，对精准位置、时间功能越来越多，GPS、北斗等卫星定位正极大地改变了现代人的生活。毫无疑问，在信号遮挡、地下停车、隧道内的位置服务重要性越来越高，对异构传感器融合智能传感识别、时间空间运行状态分析和组合定位监控变得越来越重要。通过单片机、低成本对新导航定位单元设计，进行长期或短期采集、分析和处理，甚至兼容型设计直接替换原有定位模块，提供亚米级、车道级可用性、鲁棒性定位应用的高精度、低成本、低功耗等。
基本要求：基于STC单片机、GNSS卫星导航定位模块（GPS、北斗等可选）、融合多传感器（惯性陀螺、磁场、角速度、加速度等可选）等，研究设计精准定位和组合导航定位处理单元，在有卫星信号时，更精准定位，在隧道、地下等无卫星信号时，能融合辅助定位，组合导航定位传感单元可提供串口或网口或蓝牙等接口进行高精度融合惯导定位信息交互。现场能够使用串口调试工具、网络调试工具、自行设计上位机软件等进行信息和数据采集。
主要考核：可高精度地提供经度、纬度、高度、速度、方向、时间等信息，具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。其他拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
A-1-2 电器状态智能检测传感单元
所属领域：本题目属于现代信号分析与处理技术、物联网技术与家电技术领域，涉及空调、冰箱、洗衣机、电热器具及电脑等家用电器的智能集总监控。尤可用于各种电家用电器的集总智能识别、运行状态分析监控及故障诊断预测。
背景技术：目前随着现代技术的发展，家用电器的种类和功能越来越多，家用电器正极大地改变了现代人的生活。毫无疑问，家电对家庭的重要性越来越高，而技术复杂度也变得越来越高，造成普通百姓对家电的技术原理了解越来越少，由此对不同种类的家用电器的集总智能识别、运行状态分析监控以及故障诊断预测变得越来越重要。通过对家电设备长期或短期运行记录的分析和处理，准确掌握各种家电设备的运行状况，以便更早发现甚至预测各种家电设备潜伏风险和故障，确保家电设备更多时间处于最佳运行状态，并降低设备故障率和设备能耗。
基本要求：基于STC单片机，融合多特征分析等研究设计电器状态智能检测传感单元，提供一种通过对用户进线电压电流分析实现不同种类家用电器的集总智能识别，分析冰箱、电视、洗衣机、空调、微波炉等典型电气的电参数特征，组合信号特征提取、处理传感单元可提供串口或网口或蓝牙等接口进行状态输出。通过交流电压互感器和电流互感器的对交流进线电压和电流进行隔离和比例变换后进入处理单元。处理单元主要对进线电压和电流进行时域和频域的分析处理，并根据不同设备的运行规律运行特征获得不同家用电器类别特征（如整流类设备、电机类设备以及电加热类设备等），数量，功率，以及启动、运行、停止以及部分典型故障的时频域特征。根据上述分析结果实时监控用户的所有在用家用电器的运行状态、运行规律、以及主要事件（如开机、关机事件），并定期将将监控结果通过物联网传递给数据存储与高级处理单元，现场能够使用串口调试工具、网络调试工具、自行设计上位机软件等进行信息和数据采集。
主要考核：智能识别用户正在使用的典型电设备的类别、型号、数量、运行状态等，具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。其他拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
A-1-3 智能数字化传感单元设计，以下选择其一即可。基于STC单片机元器件级的特殊功能数字化传感器单元设计（须提供处理精度、计算性能等技术指标）
选题范围：包括基于单片机和磁场传感器及其阵列的车流量、车型检测单元设计；基于单片机的空气微尘颗粒物检测分析处理与可靠传输单元设计；基于单片机的CAN总线模拟数字量采集处理双向控制单元设计；基于单片机的WSN无线传感网络信号采集与路由传输单元设计；基于单片机的WIFI无线网络信号采集与路由传输处理单元设计；基于单片机的Zigbee无线传感器网络信号采集与路由传输处理单元设计。
主要考核：提交具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。基本功能、拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
A-2基于STC单片机功能板级的专题应用系统设计（须提供可靠性、处理速度等技术指标）（须提供处理精度、计算性能等技术指标）（面向研究生、本科、高职、中职学生）
A-2-1 智能实验室门禁考勤巡检控制装置
基本要求：基于STC单片机设计结合门禁、考勤、巡检控制远程控制电器相结合的智能实验室控制装置，其中智能网络控制器设计可以集成包括键盘、密码、RFID卡、手机验证（指纹可选）等多种方式，支持门控的状态监测指示、电子锁的接入、消防状态下开门；人员考勤功能；巡检控制多路电气功能等。
主要考核：提交具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。基本功能、拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
A-2-2 公交信号优先联动装置
基本要求：基于STC单片机设计基于单片机的智能公交报站器与交通信号灯信号优先联动系统装置。一是含GPS或北斗模块的公交智能报站器设计，二是含一个路口交通信号灯控制装置设计，两者之间通过WIFI或Zigbee无线连接，公交车行驶到路口，智能报站器向路口的信号灯控制器发送位置、方向和时间信息，交通信号灯控制装置收到信息处理让本方向的交通信号灯优先变绿通行。其他可以增加相应必要的拓展功能。
主要考核：提交作品功能，具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。实现的基本功能、拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
A-2-3 非接触式汽车盒子检测装置
基本要求：基于STC15系列单片机，结合多种传感器，设计实现新型非接触式汽车盒子检测装置。基于单片机设计汽车电子车盒子组合传感装置，具体实现非接触式检测智能雨刷、气流传感（检测是否车窗关闭）、车灯是否关闭等状态，结合形成串口或CAN总线智能传感传输装置。
主要考核：提交具体尺寸、功耗、精度、成本等性能和技术指标。基本功能、拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
B.对抗竞技类。基于STC单片机的人工智能体信号姿态协同处理与鲁棒控制单元设计（智能车、飞行器或机器人可选）（面向研究生、本科、高职、中职、中小学生）
B-1机智人推箱子大战
推箱子游戏曾风靡全球，亦是一代经典，今天的推箱子赛场面向我们的机智人打开，请参赛队伍赋予你的机智人足够高级的智慧，让它能自主的完成推箱子任务。
（一）竞赛场地：竞赛场地为3M×3M区域，场地材质为专用PVC塑胶地板，材质同飞思卡尔智能车竞赛场地材质相同。发车区域为场地四角边长30CM*30CM的红色区域。红色区域材质为红色即时贴。中心场地由8*8的方格区域构成，每个方格均为30CM*30CM，场地上黑色引导线以方格边界的中心贴设，宽度为2.5CM。黑色引导线材质为亚光面PVC胶带。场地上有8个全黑色的方格，材质为黑色即时贴，每行每列仅出现一个。另有8个全黑色边长为15CM的立方体（以下简称箱子），箱子由KT板制成，中空，表面紧密贴黑色即时贴。箱子同样是每行每列仅出现一个，在方格内居中放置。箱子位置不与黑色方格位置重叠。8个黑色方格和8个箱子的位置竞赛开始前由裁判员通过摇号系统随即产生。场地边缘有高度为30CM的白色KT板作为边界。场地示意图如下：
（二）竞赛任务：参赛队员可以选择四个红色区域任何一个地点作为发车区，机器人自主行驶出发车区并且检测场地内的黑色格子位置，并且将所有的箱子推到黑色区域内，比赛结束。要求5分钟内完成竞赛任务，竞赛整个过程不得有人为干预。
每队提交作品现场测试，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
（三）机器人要求：为了保证竞赛的公平，竞赛开始前要求参赛队伍上交机器人（限制使用STC单片机）。所有调试工作请在上交机器人前完成，并且拆除相关禁止使用的调试模块。机器人上交后不得更改程序、线路连接以及机器人结构，并且符合下列要求：机器人整体尺寸小于30*30*30CM，若自主运行过程中外观发生改变，也不得超出该尺寸；机器人供电电池电压小于12.6V；机器人最多使用2个电机作为动力输出电机；动力输出轮的轮胎直径小于65MM；机器人只有一个可编程控制核心；机器人不得使用任何形式的无线通信功能；除单片机复位按键外，机器人上不得有任何形式的按键出现；机器人上不得出现数码管、显示屏等显示器件或模块；机器人上不得出现拨码开关等其他可更改程序预置的模块。
（四）竞赛流程：竞赛报到时通过抽签决定竞赛顺序，竞赛前组委会安排半个小时的适应场地时间，适应场地期间参赛选手可根据现场情况调试机器人；适应场地结束后请按赛程规定将机器人上交到指定地点，并且机器人符合第三项中的各项要求；竞赛开始时由裁判适用摇号系统进行摇号决定竞赛时场上黑色方格的位置；竞赛开始以后根据抽签序号逐次入场领取机器人进行比赛，每次竞赛开始前由裁判摇号决定当次比赛的黑色箱子摆放位置；每个队伍有两次竞赛机会，取两次最好成绩作为最终成绩；两次竞赛机会都需要通过摇号重新确定箱子位置；参赛队伍完成竞赛后请将机器人交回存放处，待竞赛全部结束统一发放。
（五）竞赛判罚规则：竞赛时间为5分钟，请于五分钟内完成比赛；参赛队员入场领取机器人后仅允许摆放机器人位置和开关机器人电源，严禁任何形式的更改机器人程序预置。一经发现将取消竞赛成绩；机器人推动箱子到黑色格子内，比赛结束时黑色箱子完全位于黑色格子，垂直投影没有任何一处落在白色区域，可获得10分。全部推动8个箱子，可获得80分。箱子的垂直投影与白色区域有接触则不得分；
机器人仅允许推动箱子行驶，即箱子在机器人行驶方向的前方。整个推动过程中机器人仅允许接触箱子的一个侧面。为了防止运行过程中箱子因为地面摩擦不均匀造成的侧滑，允许将接触面做成槽型，槽整体的最大深度不的超过1cm。不得以任何形式拖动箱子或者抬起箱子，否则取消比赛成绩；
机器人完成推箱子任务后需要自动停车，原地停止超过10秒则判定为比赛结束，比赛结束则停止计时。若因其他原因原地停止超过10秒，同样视为比赛结束；竞赛结束时按积分排序，积分高者排名高，若积分相同，则按完成时间排序，竞赛用时较短者排名高；竞赛过程中参赛选手无论任何原因接触到机器人，则判定本次竞赛成绩无效；机器人不符合竞赛要求，取消竞赛成绩；规则未定事宜，由现场仲裁组判决；大赛组委会保留对以上规则的最终解释权。
B-2智能车模竞速
采用电流源作为检测信号源，使用STC单片机作为检测和主控芯片，在一定形状的赛道上自主行驶，以跑完全程的时间进行评比，时间短者取胜。
详细规则请见车模比赛细则。
B-3四轴飞行器竞技
使用STC单片机作为四轴飞行器的飞行控制核心芯片，并使用STC单片机作为遥控器的主控芯片进行系统设计。飞行器的飞行受遥控器的控制。在规定的场地内（场地大小为5米×5米），设置5个必须经过的点（称为路径点），从起飞点起飞，经过5个路径点，最后回到起飞点。以飞行时间短者取胜。路径点的位置是随机的。经过路径点的判断方式是使用四轴飞行器悬挂的小重物（重物不超过50克，吊装线不超过100厘米），挡住路径点的光电开关为准。没有经过全部路径点的成绩无效。
C.创新设计类。基于STC单片机微模块级的创新应用系统设计（须提供原创性、技术指标）（面向研究生、本科、高职、中职、中小学生、企业）
选题范围：基于STC单片机微模块、单元级的物联创新系统设计（需采用单片机板进行设计），具体围绕基于STC单片机的智能穿戴创新应用设计；基于STC单片机的智能建筑创新应用设计；基于STC单片机的智能交通创新应用设计；基于STC单片机的智能环境创新应用设计；基于STC单片机的智能健康创新应用设计；基于STC单片机的智能家居创新应用设计；基于STC单片机的智能能源创新应用设计；基于STC单片机的智能安全创新应用设计；以及其他有意义的基于STC单片机的应用创新选题。
主要考核：单片机控制，围绕选题范围选其一进行比赛即可。可提供系统功能和性能指标等信息，具体尺寸、功耗、精度、成本等参数。其他拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
D.教学案例类。STC单片机的实践实训教学案例设计（须提供微课设计资料、教学视频）。该题目面向大学、高职、中职、中小学和创新教育机构、企业进行展评、竞赛。
选题范围：面向STC单片机、物联网等领域的实践实训教学案例设计。（包括自主设计实验实训板、实验实训系统、微课程（含视频、教材）等）。以教师在教学工作中所采用的新技术、新手段进行评比。
主要考核：围绕选题范围选其一进行比赛即可。可提供系统功能和性能指标等信息，包括具体功能、章节等。其他拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF格式，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
E.青少年专题类。在科学技术普及层面进行“大手拉小手”活动。为了提高单片机技术在青少年阶段的普及程度，竞赛设置青少年组，以此达到科普和宣传的作用。
为了保证竞赛的公平性，本届青少年组竞赛所有赛题组统一使用arduino核心的平台作为参赛制定平台。可以参赛的平台包括以下四种：Arduino Uno、Arduino Nano、Arduino Mega 2560或Arduino Leonardo。
参赛队伍可使用上述核心中的任意一种作为参赛平台，每个参赛作品只允许使用一个可编程核心。比赛允许使用第三方定制的Arduino平台，若使用第三方定时平台，单片机类型必须为ATmega168/328P、ATmega1280/2560-16AU、ATmega32U4其中的一种。竞赛组委会提供Arduino定制平台，有需要的参赛队伍可选配。参赛队伍需要向组委会提交参赛作品的源程序，源程序必须可以通过Arduino IDE开发环境编译，否则取消评奖资格。
E-1基于Arduino的智能家居设计
随着物联网技术发展，智能家居已经在生活的方方面面得以体现。自己动手设计制作一套智能家居设备是一件令人兴奋的事，请热爱生活的你擦亮眼睛，用你的创意去改变你的生活。
参赛队伍以小组为单位完成一套智能家居系统的设计，具体参赛要求如下。
基本要求：房屋模型（10分）：使用纸盒、KT板等素材搭建一套美观的房屋模型用于智能家居设施的展示；自动门（10分）：房屋的大门可以识别人的到来自动开门；声光控制灯（10分）：房屋内置照明灯，光照强时不开启，光照弱时根据检测到声音强度，声音达到一定强度开启照明；自动温控电扇（10分）：房屋内有温度控制的电扇，可根据室内设定的温度阈值自动开启和关闭。
拓展要求：房屋自动门具备加密功能，来者通过加密验证方可进入（10分）；声光控制照明灯开启时，可调整其亮度（10分）；自动温控电扇开启时，可调整其转速（10分）；环境检测信息可通过显示器件（显示屏、数码管等）显示出来。（10分）。
创意发挥：根据自己的创意与想法在上述作品基础上添加更多功能（20分）。
竞赛评审时请参赛选手逐一向评委老师展示每项要求的完成情况，由评委老师根据参赛作品每项要求的完成情况给出评分，基本要求和拓展要求每项满分10分，创意发挥满分20分，总分100分。
E-2 Arduino机智人走四方
热爱机器人的你，请睁大眼睛看好本赛题的要求，一展身手的时刻到了！Arduino机智人走四方竞赛期待你的挑战。
竞赛场地长2.4米，宽1.2米，横向有4条黑色引导线，纵向有8条引导线，引导线之间的间距为30厘米，最外侧引导线到场地边缘距离为15厘米，引导线宽度2.5厘米。场地周围有30CM高的KT板作为场地边界。全场共有32个引导线交叉点，在这些交叉点会随机出现4个黑色正方形，同一条引导线上只有一个黑色正方形。正方形边长10厘米。
流程说明：竞赛开始前裁判员随机分配四个正方形的位置。竞赛时间为2分钟，机智人可以从场地任意一个角落出发，出发后完全自主运行，要求机智人找依次出场地中的四个黑色正方形。每当识别到黑色正方形时，要求机智人的在场地上的垂直投影完全覆盖黑色正方形且在黑色正方形上方停留3秒以上，判定识别有效。当全部第四个正方形识别判定有效时，竞赛结束。
评分规则：每成功识别一个黑色正方形，积25分，本项满分100分。同一个黑色正方形重复识别不得分。竞赛过程中人工干预机器人一次，扣分20分。5秒内不重复扣分。工干预机器人不得将机器人移动超过30cm，否则取消本次竞赛成绩。干预机器人次数大于5次，取消本次竞赛成绩。竞赛结束后积分相同但找到的方格数不同，则找到方格数量多的队伍排名高。找到方格数相同且积分相同的队伍，按比赛用时排名。用时越少排名越高。
竞赛机智人要求：竞赛机智人不限制具体形式，但是要符合下列竞赛要求。机智人整体尺寸小于30cm×30cm×30cm；动力轮胎直径小于7cm；电池供电电压小于8.4V；最多使用2个电机作为动力输出装置；禁止遥控机器人，禁止任何形式与机器人进行无线通信。
E-3 Arduino思维大爆炸
本赛题组仅有一个要求，即使用限定范围的arduino作为主控制器，其他部分可以自己自主发挥，做出你的创意，展示你的精彩。创意组需要准备作品论文与现场展示与答辩。评委老师根据各方免情况综合评判。
主要考核：arduino单片机控制。可提供系统功能和性能指标等信息，具体尺寸、功耗、精度、成本等参数。其他拓展功能和创新特性各参赛队伍自行发挥。每队提交作品现场测试和演示，附使用说明文档（WORD或PDF，附部分核心源代码，所有参赛项目需提供）。提交5分钟左右PPT比赛现场答辩材料。此部分占总成绩70%。各参赛队需提供测试数据及分析（可在提交论文中详细阐述）。此部分占总成绩30%。
附：山东省STC杯单片机应用设计大赛论文撰写要求（可参考山东大学学报（工学版）要求，以下为注意事项）
1.论文要求论点明确、数据可靠、逻辑严密、文字精炼，每篇论文必须包括题目、作者姓名、作者单位、单位所在地及邮政编码、摘要和关键词、正文、参考文献和第一作者及通讯作者（一般为导师）简介（包括姓名、性别、职称、出生年月、所获学位、目前主要从事的工作和研究方向），在文稿的首页地脚处注明论文属何项目、何基金（编号）资助，没有的不注明。
2.论文摘要尽量写成报道性文摘，包括目的、方法、结果、结论4方面内容（100字左右），应具有独立性与自含性，关键词选择贴近文义的规范性单词或组合词（3～5个）。
3.文稿篇幅（含图表）一般不超过6000字，一个版面1500字内。文中量和单位的使用请参照中华人民共和国法定计量单位最新标准。外文字符必须分清大、小写，正、斜体，黑、白体，上下角标应区别明显。
4.文中的图、表应有自明性。图片一般不超过6幅，图像要清晰，层次要分明。
5.参考文献的著录格式采用顺序编码制，请按文中出现的先后顺序编号。所引文献必须是作者直接阅读参考过的、最主要的、公开出版文献。未公开发表的、且很有必要引用的，请采用脚注方式标明，参考文献不少于3条。
6.勿一稿多投。请作者自留备份稿，不退稿。
7.来稿文责自负。所有作者应对稿件内容和署名无异议，稿件内容不得抄袭或重复发表。
8. 请在文稿后面注明稿件联系人的姓名、工作单位、详细联系地址、电话（包括手机）、邮编等信息，以便联系有关事宜。
