不舍昼夜 互联万物

———访第六届全国大学生物联网设计竞赛(华为杯)深大参赛团队

    期次:第477期    作者:林馨怡 吴著进 张云辰

  8月23日,第六届全国大学生物联网设计竞赛(华为杯)总决赛在四川大学落下帷幕,来自深圳大学机电与控制工程学院的三支参赛团队以两个一等奖,一个二等奖的佳绩脱颖而出。其中,“深大IOT”团队的“俺家饭堂———新型物联网饭堂系统”斩获全国总冠军。获奖的光鲜背后,是一场旷日持久的攻坚战。无论是备赛时的熬夜通宵,攻克难关;还是决赛场上的临危不惧、机智应对,三支团队齐心协力,不舍昼夜与时间赛跑,一路砥砺前行。


■白昼流星:项目与现实相联

       物联网,顾名思义,是将生活中的事物通过互联网技术连接在一起。从路边的无人售货机,到便利店的“扫脸”支付,无不体现着这一“万物互联”的思维。三支参赛团队的项目虽各有千秋,但无一不与实际相关联。
  篮球是“深大ThiNect”团队的队长卓绍烜的爱好之一,在关注国内外篮球赛事的同时,他发现国内的篮球运动发展存在技术上的一些局限———缺乏成熟的数据收集和分析技术。而国外已经形成了一套完整的数据追踪和采集系统,可以根据球员的身体状况有针对性地制定切实有效的训练方案。基于种种痛点,他和团队成员萌生了研究一套通过UWB室内定位和九轴传感器识别篮球运动员姿态的系统的想法。于是,“球星之路———基于UWB定位的篮球战术训练系统”应运而生。他们设计了一款类似袖套的产品,内置心率体温传感器,可以采集体温、心率等数据,较国外的系统成本更低,也更易于落地。
  “深大IOT”团队苦于食堂排队点菜高峰已久,一到饭点,食堂的点菜窗口就会人满为患。队长梁鸿杰和成员们灵机一动,想要设计一个可以提高效率、减少拥堵的全自动化运输流程,包括在线点餐系统、自动化物联网入柜系统、互帮互助的配送平台以及智能取餐柜等。不同于现有的外卖柜,智能取餐柜的创新之处在于使用了云平台。只需要在饭堂摆设几列智能取餐柜,学生就可以通过手机提前点菜,点好的菜会被自动运输进柜子里。按梁鸿杰的话说,“实现从饭菜的生产到进嘴一体化”。
  回忆起确定项目选题的过程,成员肖扬感慨道:“我太难了。”不同于前两者的项目诞生于身边的日常,“猪猪种田”团队的选题过程坎坷不断,多次受挫。最后在指导老师王鑫的建议下他们决定另辟蹊径,尝试将物联网技术与农业领域相结合,设计出“农夫帮帮帮———可调控种植培养系统”。比起依赖自然因素、人为经验,缺少科学量化的传统种植方式,他们的系统能够调控多种因素、一键设置生长计划以及通过收集数据来预估植株的长势,使用价值和商业价值兼具。作为最晚立项的一支团队,时间紧迫,他们必须争分夺秒,“我们要用两个月不到的时间搭出别人一年才能做出的系统。”


■黎明前夜:坚守实验室一方天地

       2018年国庆假期过后,深圳秋意未浓,卓绍烜却感到些许凉意。刚和实验室老师讨论完立项的idea就迎来了当头一棒———技术难度过大,可行性小。“球星之路的设计难度连研究生都未必能搞定”,指导老师王鑫说。当时国内有关运动员体感追踪产品的资料几乎为零,市场上也没有现成的产品样本可作参考,简直举步维艰。“之前这个东西中国没人做过,更说明它有价值。”卓绍烜说道。幸运的是,团队成员各具优势且分工明确,在备赛阶段“各显神通”。唯一的大一成员温乔迪挑起了硬件的大梁;成员文豪在提前完成树莓派网关连接工作的前提下,对多方进行协助;每当项目硬件遇到瓶颈,成员余元佳总能提出令人出乎意料的解决方案。有了前期的通力合作,他们的项目进程相当迅速,最为棘手的算法问题在两个月内被成功攻克。
  别的团队还在为入围决赛欢欣雀跃,“猪猪种田”的成员们却想着“完了,又要熬夜了。”今年6月初,肖杨刚和繁忙的期末周告别,就和队友一头扎进实验室潜心研究项目。初赛使用的硬件STM32系统模块内存小,编程繁琐复杂,功能较难实现;为了提高系统的整体“战斗力”,团队临时决定给系统来一次由内而外的“大换血”,彼时距离决赛只剩下两个月。负责硬件的肖杨需要用到此前从未接触过的“LUA”编程语言,林钊浩需要学习完全陌生的数据库知识,他们一刻都不敢松懈,从新手教程到各类相关的博客、文档,从零开始学习。为了把落后的时间补回来,实验室成了“猪猪种田”坚守的一方天地。功夫不负有心人,决赛前一周,团队终于让系统成功更新升级。“‘猪猪种田’虽然总是赶‘末班车’,但心理素质是真的很好,就算到了最后一刻,他们也能有惊无险地完成任务。”指导老师邱洪笑着说。
  物联网大赛的准备周期很长,从去年十月到今年八月末,三支队伍一有空就一直待在实验室里。外面的天亮了又暗,暗了又亮,实验室却昼夜灯火通明。纵然几多艰辛,他们依旧苦中作乐:“实验室不断电不断网,还有空调,挺好的!”


■曙光降临:临危不惧,积淀前行

      决赛前两日的深夜,“深大IOT”正紧锣密鼓地调配系统,界面突然重复显示“维护”字样———华为云系统崩了。团队成员一筹莫展,只能等待系统自动修复。无独有偶,决赛前二十分钟,他们又踩到了另一个无声“惊雷”。答辩成员即将上台演示饭堂自动化系统,负责软件的邱一凡却无法登进网站,这就意味着饭堂的下单、买单和自动化运输等流程都演示不出来。更糟糕的是,系统后台也显示不出漏洞。
  “当时我心态真是血崩,腿一直在抖。”邱一凡回想起那时仍心有余悸。即使悬着一颗心,他还是迅速地反应出问题所在,“搭的网站不能接受多人同时发一条指令。”冷静从容地清空之前所有的订单数据后,上一条指令被撤销,系统终于恢复运转,高度紧张的邱一凡这才松了口气。“每个人看起来都云淡风轻,其实我们心里着急得不得了。”凭借过硬的技术、完整度最高的系统和出色的临场发挥能力,“深大IOT”获得了评委们的一致认可和好评。
  比起“深大IOT”紧张刺激的现场“排雷”,“猪猪种田”的答辩更像是鸿门宴上项伯“翼庇沛公”的那段剑舞。“猪猪种田”在上台答辩时,系统仍存在一些漏洞来不及解决,团队成员心里暗自捏了把汗。一旦评委对技术问题产生质疑,之前的努力很可能付诸东流。一向机灵的杨睿忻迅速调整答辩策略,一直引导评委紧跟她的思路,多关注系统的优点。与此同时,他们在台上摆放了两盆比赛前几天临时种的豆芽,作为实验结果的展示。一盆是使用系统种植的豆芽,长势旺盛、发芽率高;另一盆作为对照组,采用普通的种植方法,豆芽生长得十分稀疏。现场设置对照组的巧妙设计吸引了评委们的目光,其中一个评委好奇地问道:“哪盆豆芽是你们设计的系统种植的呢?”杨睿忻一脸神秘,没有正面回答,反问道:“你猜猜?”在场的评委都被杨睿忻古灵精怪的模样逗笑了。
  “决赛那两天,孩子们总共就睡了四五个小时。”王鑫回忆道。紧张激烈的答辩结束后,团队成员已经困倦得睁不开眼睛。当主持人公布“全国总冠军———深圳大学‘深大IOT’”的喜讯时,他们尚处于混沌状态。“什么?深圳大学获奖了?”“还是个全国总冠军!”“天降”大惊喜,成员们迷迷糊糊地从半梦半醒中脱身,上台迎接现实世界中的荣耀时刻。
  历时一年的钻研求索最终以优异的成绩画上了句号,凯旋的三支团队并没有停下在物联网领域继续前行的脚步。在机电学院的支持下,他们与王鑫、邱洪两位老师共同组建了AutoLeaders俱乐部,致力于“招贤纳士”,培养种子选手,为比赛源源不断地输送新鲜血液。作为俱乐部的“开拓者”和“领航员”,他们的征程才刚刚开始。(本报记者 林馨怡 吴著进 张云辰)


团队成员
深大IOT小组———梁鸿杰,陆海风,邱一凡,张辉峰            

深大ThiNect小组———卓绍烜,文豪,余元佳,温乔迪

猪猪种田小组———杨睿忻,林钊浩,肖杨,彭瑞琳三支团队集体照.jpg