我校学生在全国大学生电子设计大赛（湖南赛区）中喜获佳绩

团队风采

全国大学生电子设计竞赛可谓是每一个电子人心中的最高规格的比赛，我虽是非科班出生的学生，但是心中也有一个电子梦。追梦路上，虽有种种困难伴我左右，可办法总比困难多。没有元器件，我只有省吃俭用，抽出一部分生活费来买；没有仪器设备，我只能用一块不知道用了多久的万用表艰难维持；没有实验室，我只好在宿舍小桌上捣鼓那些小实验。从分立元器件到单片机，再到嵌入式，一步步来，有辛酸也有快乐，今日想起彷佛那一切都还是在昨天。

2021恰逢单数年，电赛将举办国赛。在众多机缘巧合下，我乘上了人生中最后的一趟电赛的末班车。既是第一次也是最后一次，或许这也是一种幸福吧。在参赛的路上，我有幸结识了人生中重要的导师潘萍老师、黄慧敏老师，团结协作的队友殷佳伟、舒良涛，以及一群志同道合的小伙伴。

暑假一开始，我们团队便不约而同的扎进了实验室，积极的为电赛作准备。往年的真题、报告的编撰、数电模电的运用都是我们反复练习的对象。清晨迎着朝阳醒起来，仅需要简单的洗漱一把，便开始着手学习功课，我们深知还有许多急需掌握的知识。以至于一刻也不敢怠慢，累了困了就在沙发上眯一会儿，醒了便起来接着干。在指导老师悉心的帮助下，我们的知识储备越来越丰富，做起题来也逐渐变得得心应手。

就这样日复一日的，终于来到了8月初，组委会正式发布元件清单。我们立马根据自己备战的题目类型向学校提交了采购需求，同时也不由自主的结合元器件清单去猜测题目的真身。就在电赛一触即发的时刻，新一轮的疫情到来，他似乎给一切都按下了暂停键，为了保证大家的安全，电赛便自然而然的推迟了。

转眼间，又是新的开学季。可这一次我不再是以学生的身份去面对，走向实习岗位，开始教导我的学生。前面有提到我是非科班的学生，在长沙师范学院就读小学教育专业，选修数学教育方向。虽说在地方教育实习，但是兴趣爱好也不能落下，新分配的单人宿舍正好变成了我的实验室。就这样一边教书，一边钻研这自己喜欢的事儿。在平静的实习生活里，突然有一天，黄老师打电话跟我说：“电赛要开始了，可以准备请假回来了！”。听到这里，我放下手中的教科书，写好假条便准备奔赴“战场”！

11月3日，大赛前宁静的夜晚，老师们紧急召开了动员大会。嘱咐我们做好“包吃包住”的准备，在接下来四天三夜里，吃住都将会实验室。同时强调掌控比赛节奏的重要性，鼓舞我们要坚持到比赛的最后一刻，发挥出自己最好的水平，也预告着我们即将通宵。

次日清晨，组委会正式发布大赛题目，随即老师便宣布2021年全国大学生电子设计大赛——长沙师范学院赛点比赛正式开始。万事开头难，比赛一开始，我们便遇到了第一个难点——题目的选择。佳伟拿到赛题后，立马将其逐个打印出来，然后团队成员集中便集中分析选择。就在我们犯愁时，指导老师结合我们平时的训练与准备给出了选题建议：A题信号失真度测量装置与H题用电器分析识别装置。这两个题目对于我们来说各有优劣。A题信号的测量分析我们有实战经验，制作起来会更轻松，但是限定只能使用TI公司的MCU及其片内ADC，学校仅有一块TI公司的板卡。如果在这四天三夜中出了问题，那么大概率我们的电赛之路也就结束了。其次在此之前我们团队没有人使用过TI的板卡，这么短的时间从零开始学习的风险实在是太大了。对于H题用电器分析，我们比较缺乏实战经验，特别是2017年出现过类似的赛题，会更使得我们不具优势。好在该题没有对硬件资源有太多的限制，同时脑海中也有一个大致的制作方案。时间只有那么多，我们不能在选题的问题上浪费太久，于是在十点左右，我们一拍脑袋便选择了H题用电器分析识别装置。

开始制作时，我们的第一方案是直接采用电压、电流互感器获取电缆中特征信息。由于我们现有的主控是STM32F103VET6，既要采集数据，又要特征分析，完全没有性能的优势，甚至还可能会吃不消。这个时候良涛提出来我们能不能把特征信息交给其他的控制器或者模块采集呢？禁锢的思维瞬间被打开，没错，是可以的。我们了解到电能模块CS5463正好就是干这儿事的，它可以为我们提供很多电缆中的信息，包括电压、电流、功率等十多项电缆特征。有这些特征参量，足够让我们分析出所有的用电器了。模块没有咱就买，当时某宝直接断货，可想而知有多少团队需要它的帮助。面对这样的问题，每个电子人都一个属于自己的小仓库，黄老师也不例外，果然在他的小仓库中找到了一片“存货”。

拿到模块后第一步便是找驱动，可是到手的驱动程序只能用差来形容，仅能测试模块的好坏，绝大多数特征参量都没提供有效的接口能够获取。不好用的驱动咱们就重构它。我经过几个小时的努力，对着数据手册，完成了对所有特征数据的获取接口，改变了代码的风格，以至于我们用起来也是得心应手。得益于我们明确的分工，在我编写代码的时候，队友已经完成了硬件电路的初步制作，立马就可以进行激动人心的测试环节了。

好事多磨，自然而然我们的初步测试也就“翻车”了。当时也不知道是什么原因，CS5463在用电器上电的一瞬间，有一定可能会宕机，如果在测试中出现宕机的话，我们的一切努力都将付之东流。为了不让这样的事情发生，所以我们在第一天的深夜做出了一个大胆的决定:放弃CS5463。这也就意味着我们浪费了一天一夜的时间。为了控制好比赛的节奏，第一个晚上我们便早早的入睡了。

第二天清晨，我们意识到已经落后一大步了，必须调整比赛的策略。经过对题目的仔细分析与研究后，立志做最好的，最全的学习和识别功能，并且连仅有五分手机APP拓展也不放过。确定目标后，简要的将任务分成了:特征信息获取、特征信息融合学习、模板数据存储、用电器识别、用户交互、硬件制作与APP拓展七大组件制作和开发。团队成员各自领取任务，随即沉入开发之中。

在夜以继日的奋斗中，终于在第三天(11月6日)下午，我们陆陆续续完成了七大组件的开发。又一次组装测试，又是致命的伤害，这一次我们连测试的用电器都还没有买全。黄老师为了帮买灯带、用电器和排插跑遍了星沙大大小小的超市，为了自制电器的元件，直冲南门口。大电器电流不合格，潘老师回家拿烧水壶、电吹风，跑到生产商那儿买来接线柱。队友回到宿舍拆来电风扇。在大家的共同努力下，不仅备齐了1-7号用电器，还有了盈余。此时已经是第三天晚上的十一点了，自第二天清晨起，我已经有三十多个小时没有睡觉了。此时此刻，睡意正浓，这时佳伟给我端来了一杯乌黑乌黑的咖啡，相对于前一天晚上良涛泡的苦了不少，后面才听他们说为了提升效果更好，那是双倍料。抿一口又能再坚持一会儿，就这样组装的代码。

11月7日凌晨3点，距离比赛结束还有十七个小时。在这最关键的时候，意外又发生了。由于我们需要直接和市电打交道，同时又太久没有休息，在调试的时候不小心发生了短路现象。整个实验室瞬间一片漆黑，溅起的火花直冲天花板，说实话当时我已经一愣一愣的，感觉心脏就跳到了嗓子眼。大家都劝我们应该先休息休息，这是最关键的时刻，躺在沙发尽管困意十足，但又属实睡不着。都还在为识别出错而烦恼，我抱着放松一下的初衷点开了抖音，好巧不巧视频那端正式人工智能训练营的广告。人工智能四个字不断在我的脑海里回荡，想起曾经对相关知识的了解，我们一个个特征参量不就是一个个神经元吗？虽然没办法在STM32上面做大量的运算，但是最基本的各个样本的特征分别叠加，与实际测量进行匹配，提取期望最高的组合还是可以做到的。

想到这里，我不由自主的爬起来，坐在电脑面前一顿敲，有了理论的支持，一切似乎都变得简单了。可是事实总是和理论背道而驰，早餐时刻我已经完成了识别代码的编写，可是我们发现有功功率不能直接叠加，这个问题简直怀疑人生了。我们查阅资料、检查硬件、修改代码都没能发现问题所在，在队友的小举动下，我发现了那个排查上的电源指示灯灯不对劲，因为我们串了排插，所以每次电器学习都多算了它的功率，以至于多个用电器使用时有功功率不满足相加的计算方式，其实就是每次多算了一个灯。虽说是一个灯的误差，对于50ma以下的多用电器混合识别是致命的。

在完成了识别后，良涛则开始编写报告，佳伟负责整理硬件线路，我负责整合代码。在最后的八个小时里，陆陆续续的出现以下小问题，我们都逐一攻克(如:大功率电器不稳定、数据特征不够、电网电压波动等)。

在比赛的尾声，出现了一件让我们团队崩溃的事情，因为数据存储时的一点点小Bug，使得程序在手动复位后会死机情况。6点左右听到有人在喊:晚饭到了，可以吃饭了。虽然很饿了，我坚持说道:“算了，不吃了！”

功夫不负有心人，终于赶在比赛结束前，我们修复了Bug，程序流畅的跑了起来。读取数据、提取特征、用电器识别、学习模式、用户交互、APP拓展一样也不差。晚上8点将作品与报告文档一起封箱，贴下封条，宣告着四天三夜的比拼终于结束了。

最后就是等待激动人心的测试时刻，因为当时紧张，用电器编号录入失误，很可惜的失去了一部分得分。但还是获得不错的成绩，分别是全国大学生电子设计大赛湖南赛区一等奖以及全国大学生电子设计大赛一等奖(简称:省一和国一)。

其实回过头来想想，每一次比赛都是对自己的历练，在全身心的投入下，你的能力将得到爆发式的增长。或许过程很艰难、很痛苦，但是那些打不倒我们的，终将使我们变得更强大。也正是因为我们努力的去做了，遇到种种困难不放弃，才能留下人生中这一段宝贵的经历与“财富”！

——蒋才有 舒良涛 殷佳伟