B题 电阻电容电感测试仪的设计与制作

一、任务

设计、制作一个电阻、电容、电感测试仪和测试所用的信号发生器。（不准用现成仪表改制）。

二、要求

1 ．基本要求

（ 1 ）自制一个测试用的正弦信号发生器，输出信号的频率范围1Hz~1MHz ，峰值Vm≥5V，输出阻抗≤50Ω。输出信号的频率和峰值都连续可调。

（ 2 ）测量范围：电阻 1 Ω ～ 5M Ω ；电容 10pF ～ 10μF ；电感 10 μ H ～ 100mH 。

（ 3 ）测量误差：各档均 ≤±5%

（ 4 ）显示部分可选用LED或LCD，但应能明确表示出项目和量纲，有效数字4位。可调出最近十次的测量结果显示，显示内容应包括测试的时间、元件类型、参数。

2 ．发挥部分

（ 1 ）测量并显示电感的Q值，Q值范围20～300。同时显示测量频率。

（ 2 ）能通过键盘设定信号频率、测试对象和量程。

（ 3 ）测量量程手动或自动转换。

（ 4 ）其它

三、评分标准

项目

满分

基本要求

设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

50

实际完成情况

50

发挥部分

完成第(1)项

20

完成第(2)项

15

完成第(3)项

10

其它

5

D题 RFID打卡器和射频卡设计

一、任务

设计并制作一台RFID打卡器及射频卡，使打卡器能识别射频卡，识别后将射频卡输出的信号采集到并输出，射频卡可以做成IC卡样式，也可以采用电路方式实现，可采用集成电路，分立器件实现，其系统框图如图1所示。

二、要求

1．基本要求

（1）射频卡以及打卡器工作频率13.56MHz；

（2）最大识别距离不小于5cm；

（3）当射频卡接近到打卡器可识别距离时，打卡器识别到射频卡，并发出声音提示，同时将射频卡发出的信号捕捉到并输出；

（4）采用RIGOL DP1308/1116A稳压电源供电，也可自制。

RFID系统指标要求

工作频率

13.56MH

识别距离

不小于5cm

打卡器RF信号功率

不小于1W

用户接口

蜂鸣器一个，工作以及电源指示灯个一个

识别信号输出功率

>0 dBm

识别信号信噪比

>50dB

输出连接器和阻抗

BNC; 50欧姆

2．发挥部分

（1）增加数据操作功能，打卡器向射频卡发出询问信息和编号查询信息——由按键控制发出信息的类型，射频卡返回相应信息，由数码或者液晶屏显示数据, 参考工作流程：

打卡器轮询“WHO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“DS（电赛）”——打卡器接收到应答，将应答信息解析出来并显示；

打卡器轮询“NO”——射频卡进入感应区接收到轮询信号——射频卡应答“001（三位数字即可）”——打卡器接收到应答，将应答信息解析出来并显示；

（2）增加电脑控制功能，打卡器使用串口与电脑相连，自定义软件来使用电脑显示数据和控制打卡器，参考工作流程：

使用RS232接口连接打卡器与电脑——上位机发送询问信息——打卡器发出蜂鸣声并返回编号001（三位数字即可）——电脑软件显示编号；

三、说明

设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

四、评分标准

总分150分，采用RIGOL DSA1030频谱分析仪等仪器进行指标的测试，根据完成情况以及具体指标的偏差程度打分。

设计

报告

项 目

主要内容

分数

系统方案

比较与选择；方案描述

5

理论分析与计算

基准源设计；调制器设计

发射天线设计；接收天线设计

功率放大电路设计

15

电路与程序设计

电路设计；程序设计

10

测试方案与测试结果

测试方案及测试条件；测试结果完整性；测试结果分析

15

设计报告结构及规范性

摘要；设计报告正文的结构；

图表的规范性

5

总分

50

基本

要求

实际制作完成情况

50

发挥

部分

完成第（1）项

25

完成第（2）项

25

总分

50

注：射频卡以及打卡器的设计有实用意义，它符合ISO/IEC 14443 近耦合IC卡A类标准要求。

E题 三相多功能电表

一、任务

设计并制作一个能同时对三相工频交流电（频率波动范围为45-65Hz）的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能进行测量的数字式多用表。参见附图。

二、要求

1． 基本要求

（1）测量功能及技术参数

A．三相额定交流相电压：100V/220V/380V，过载能力：持续1.2倍、瞬时电流10倍/5秒；

B．三相额定交流电流：1A，过载能力：持续1.2倍、瞬时电压2倍/1秒；

C．三相三线或者四线任意选择；

D．实现电压和电流相序检测功能；

（2）准确度

测量精度：1级

（3）功能选择：

A．用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率、频率和功率因数等的测量与显示；

B．有掉电存储功能。

2．发挥部分

A．利用按键实现密码保护功能；

B．标准RS-485通讯来实现远程测量，通信距离100米以上。

C．加入红外通信，通信距离3米以上；

D．其它（例如扩展功能，提高性能等）。

三、评分意见

项 目

满 分

基本要求

设计与总结报告： 方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析

50

实际制作完成情况

50

发挥部分

完成第一项

15

完成第二项

15

完成第三项

10

完成第四项

10

四、说明

1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为交流电压信号，再经移相输出代表对应路的电流信号；或者用电能表校验装置来提供三相电流与三相电压。

2．可以用LCD液晶显示或者LED显示。

F题 宿舍智能防盗防火报警系统

一、任务

设计一个报警系统（低成本），系统应用于学生宿舍，能自动监视宿舍内的安全情况，有异常情况发生时能立即发出报警和求助信息。

二、要求

基本要求

（1）实现人体检测与声光报警功能。

（2）实现烟雾检测与声光报警功能。

（3）用键盘输入密码完成报警系统的解警等工作状况。

（4）实现异地监控。

（5）能反映宿舍内人员的进出情况及人数的记录。

（6）宿舍无人时提示锁门。

2. 发挥部分

（1）人体检测范围5米左右。

（2）能记录最近几天的宿舍安防情况。

（3）实现网络控制，可在监控点监控多个宿舍。

（4）能检测本宿舍贵重物品的进出情况。

三、评分标准

项目

满分

设计报告

设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

50

实际操作

基本部分

完成第（1）项任务

10

完成第（2）项任务

10

完成第（3）项任务

10

完成第（4）项任务

10

完成第（5）项任务

5

完成第（6）项任务

5

发挥部分

完成第（1）项任务

10

完成第（2）项任务

10

完成第（3）项任务

10

完成第（4）项任务

20