全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽是由中國電子教育學(xué)會主辦。大賽旨在提高全國高校學(xué)生在嵌入式芯片及系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域和可編程邏輯器件應(yīng)用領(lǐng)域的自主創(chuàng)新設(shè)計與工程實踐能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、具備解決復(fù)雜工程問題能力且擁有團隊合作精神的優(yōu)秀人才，在活躍校園創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)術(shù)氛圍的同時，推進高校與企業(yè)人才培養(yǎng)合作共建。本賽事目前是全國普通高校大學(xué)生競賽排行榜榜單內(nèi)賽事，屬教育部A類競賽。

為推廣RT-Thread大學(xué)計劃，促進RT-Thread操作系統(tǒng)引入課堂教學(xué)，提升學(xué)生利用國產(chǎn)RT-Thread操作系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計作品，構(gòu)建嵌入式軟件工程師的系統(tǒng)思維，RT-Thread連續(xù)多年支持全國嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽，并深度參與該賽項的各種工作。今年RT-Thread繼續(xù)以協(xié)辦單位的名義參與并開設(shè)RT-Thread賽道，首次把行業(yè)前沿的技術(shù)引入賽道中，并針對所有參賽中使用了RT-Thread的作品進行單獨評審。RT-Thread在今年全國嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽的選題指南如下：

賽題方向一：RT-Thread虛擬化混合部署與具身智能方向（重點推薦）

具身智能（Embodied Intelligence）是將人工智能深度融入物理實體（如機器人）的關(guān)鍵技術(shù)方向，使其具備自主感知、決策、學(xué)習(xí)和與復(fù)雜環(huán)境動態(tài)交互的能力。傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)往往難以同時滿足高實時性控制、安全隔離以及復(fù)雜AI算法運行的需求。RT-Thread虛擬化混合部署平臺基于瑞芯微RK3588高性能處理器（8核64位架構(gòu)、集成6TOPS NPU），通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)Ubuntu/Linux（負責(zé)“大腦”級復(fù)雜AI計算）與RT-Thread實時內(nèi)核（負責(zé)“小腦”級高可靠控制）的協(xié)同運行，在統(tǒng)一硬件平臺上提供強實時性、高功能復(fù)雜性、安全隔離與開發(fā)敏捷性的完美平衡。賽題要求基于RT-Thread虛擬化混合部署系統(tǒng)開發(fā)完整的行業(yè)應(yīng)用案例。即賽題中必須使用RT-Thread虛擬化平臺混合部署方案。

01

參考應(yīng)用1：電力設(shè)施智能巡檢機器人

應(yīng)用背景：隨著我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，設(shè)備復(fù)雜度急劇增加，對供電可靠性的要求達到了前所未有的高度。電力設(shè)施智能巡檢機器人具備自主移動、智能感知、執(zhí)行關(guān)鍵維護操作的功能，可實現(xiàn)變電站、配電房“無人值守”或“少人值守”。

作品要求：利用RT-Thread虛擬化混合部署，Linux系統(tǒng)運行智能算法或模型，實現(xiàn)路徑規(guī)劃、電力設(shè)施狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)存儲、人機交互等功能，RT-Thread根據(jù)路徑規(guī)劃、設(shè)備狀態(tài)執(zhí)行行走、開關(guān)設(shè)備等關(guān)鍵操作。

02

參考應(yīng)用2：RT-Thread混合部署下的室內(nèi)智能配送機器人

應(yīng)用背景：在醫(yī)院、酒店、餐廳、倉庫等室內(nèi)場景中，物品配送需求頻繁且路徑復(fù)雜，傳統(tǒng)人工配送效率低、成本高。智能配送機器人可實現(xiàn)自主導(dǎo)航、動態(tài)避障與精準對接，支持多樓層/多房間物品運送，能夠顯著提升服務(wù)效率、降低人力投入并改善用戶體驗。RK3588強大的NPU與多傳感器配置特別適合此類需要實時感知與AI決策的具身智能應(yīng)用。

作品要求：基于RK3588的RT-Thread虛擬化混合部署平臺，利用四輪麥克納姆輪底盤實現(xiàn)全向精準移動。Linux側(cè)運行復(fù)雜AI算法，包括基于激光雷達與深度相機的SLAM建圖、路徑規(guī)劃（A*/RRT等）、動態(tài)障礙物檢測與避障、目標點識別（二維碼/房間標識）以及語音交互/人臉識別；RT-Thread側(cè)負責(zé)高實時性任務(wù)，如多傳感器融合定位、電機PID精準控制、姿態(tài)穩(wěn)定與緊急停障。要求在模擬室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)自主配送任務(wù)，導(dǎo)航定位精度±5cm，動態(tài)避障響應(yīng)時間≤0.5s，停車穩(wěn)定性（托盤物品晃動≤2cm），支持APP/語音下單與實時狀態(tài)可視化界面。方案需兼顧不同負載、地面摩擦變化的魯棒性，易于調(diào)試與擴展。

03

參考應(yīng)用3：RT-Thread 混合部署下的起重機智能防搖擺控制器

應(yīng)用背景：起重機作為現(xiàn)代工業(yè)物料搬運的核心裝備，其吊運過程中的負載搖擺現(xiàn)象一直是行業(yè)痼疾。在鋼鐵、港口、航天裝配等高精度作業(yè)場景中，由慣性引發(fā)的負載大幅度擺動不僅嚴重降低搬運效率、延長作業(yè)周期，更對現(xiàn)場人員安全、設(shè)備穩(wěn)定性及精密貨物（如風(fēng)力發(fā)電機葉片、飛船艙段）構(gòu)成重大威脅。傳統(tǒng)防搖擺技術(shù)依賴操作員經(jīng)驗進行“點動”調(diào)整，對技能要求高且效果不穩(wěn)定；而基于模型預(yù)測的先進控制策略雖在理論上可行，卻受制于實際工況的復(fù)雜性（如風(fēng)力擾動、鋼絲繩長度變化、負載質(zhì)量未知），難以實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的工程化應(yīng)用。因此，研發(fā)一套能自適應(yīng)環(huán)境、智能抑制擺動并融入現(xiàn)有起重機系統(tǒng)的解決方案，對于提升行業(yè)自動化水平、保障安全生產(chǎn)具有迫切的現(xiàn)實意義和商業(yè)價值。

作品要求：利用RT-Thread虛擬化混合部署開發(fā)一套智能起重機防搖擺控制系統(tǒng)，Linux系統(tǒng)能基于傳感器實時數(shù)據(jù)（如吊鉤視角視頻、鋼絲繩傾角、電機編碼器反饋等），通過先進算法在線識別或預(yù)測負載擺動，精度±0.1°，RT-Thread根據(jù)擺動角度運行控制算法，實現(xiàn)起重機小車移動，抑制擺角，要求停車時擺角≤0.2°，自動模式下定位精度±1cm，提供可視化人機界面，實時顯示擺動狀態(tài)、控制參數(shù)及作業(yè)效率統(tǒng)計。方案需兼顧算法魯棒性（應(yīng)對不同負載、繩長變化與微風(fēng)擾動）與工程可行性。

賽題方向二：RT-Thread Smart方向

RT-Thread Smart（RT-Smart）是RT-Thread的高級版本，支持MMU內(nèi)存保護與用戶態(tài)多進程機制，能夠在資源受限的嵌入式設(shè)備上實現(xiàn)復(fù)雜AI應(yīng)用與實時任務(wù)的安全隔離與高效并行。參賽者使用RT-Thread Smart操作系統(tǒng)與RT-Smart AI套件（基于K230處理器），開發(fā)嵌入式人工智能應(yīng)用作品，包括但不限于智能視覺識別、語音交互、多模態(tài)監(jiān)護、智能安防等方向。該選題要求利用RT-Thread SmartAI套件，利用RT-Smart的多進程隔離優(yōu)勢，將AI推理、媒體處理、實時控制與人機交互等任務(wù)分離，提升系統(tǒng)魯棒性與實時性，具有較強的工程實踐性和創(chuàng)新空間，非常適合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計競賽。

01

參考應(yīng)用1：輕量級智能跌倒檢測監(jiān)護系統(tǒng)

應(yīng)用背景：隨著人口老齡化，獨居老人安全問題日益突出，跌倒是導(dǎo)致老人受傷甚至致命的主要風(fēng)險。傳統(tǒng)可穿戴設(shè)備易遺忘或電池耗盡，而基于視覺的非接觸式跌倒檢測系統(tǒng)可實時監(jiān)控室內(nèi)活動，一旦檢測到跌倒即可發(fā)出警報并推送通知給家屬。K230強大的KPU支持高效運行輕量級姿態(tài)估計或跌倒分類模型，結(jié)合RT-Thread Smart的多進程機制，可將計算密集的AI推理與實時警報/交互分離，避免高負載導(dǎo)致系統(tǒng)延遲或崩潰。該方向在邊緣AI設(shè)備中有較多成熟開源模型與社區(qū)案例（如基于YOLO+關(guān)鍵點或?qū)Ｓ玫箼z測網(wǎng)絡(luò)），實現(xiàn)難度適中、實用性強。

作品要求：基于K230的RT-Smart AI套件，構(gòu)建一個智能跌倒檢測監(jiān)護系統(tǒng)，至少包含兩個獨立進程：1) 視頻采集與顯示進程：實時捕獲攝像頭數(shù)據(jù)（支持720P@30fps），在TFT屏幕上預(yù)覽畫面，并可選運行輕量級RTSP/HTTP服務(wù)器實現(xiàn)遠程視頻查看；2) AI事件檢測進程：利用KPU加速運行輕量級視覺模型（如基于關(guān)鍵點提取的姿態(tài)估計或?qū)Ｓ玫狗诸惸Ｐ停瑢崟r檢測人體跌倒事件（準確率≥90%在標準室內(nèi)光照條件下），檢測到時通過IPC通知采集進程疊加OSD標識（如“Fall Detected!”）、觸發(fā)音頻警報（蜂鳴器或語音播報）、保存事件視頻片段至SD卡，并通過Wi-Fi推送通知至手機/云端。要求滿負荷運行時，從跌倒發(fā)生到警報觸發(fā)的端到端延遲≤500ms，系統(tǒng)穩(wěn)定不崩潰，支持按鍵手動復(fù)位警報與本地事件日志查看。

02

參考應(yīng)用2：智能人臉識別門禁/考勤系統(tǒng)

應(yīng)用背景：傳統(tǒng)門禁依賴卡片或密碼，易丟失/泄露；智能人臉識別門禁具備更高安全性與便捷性，廣泛應(yīng)用于辦公室、宿舍、社區(qū)等場景。K230強大的KPU支持高效人臉檢測與識別模型運行，結(jié)合RT-Thread Smart的多進程隔離，可將計算密集的AI推理與實時控制/交互分離，避免AI負載影響開門響應(yīng)或系統(tǒng)穩(wěn)定性。實際案例包括K230平臺的人臉門鎖、考勤機與活體檢測應(yīng)用，具有成熟開源模型支持，便于學(xué)生快速實現(xiàn)。

作品要求：基于K230的RT-Smart AI套件開發(fā)智能人臉識別系統(tǒng)，至少包含三個進程：1) 視頻采集與顯示進程：實時捕獲攝像頭數(shù)據(jù)（720P），在TFT屏幕上預(yù)覽并提供按鍵/觸摸交互界面；2) AI人臉處理進程：運行KPU加速的人臉檢測+識別模型（支持注冊10-50張人臉），識別準確率≥95%（正常光照條件下），可選集成簡單活體檢測防照片攻擊；3) 事件控制進程：接收AI結(jié)果，通過IPC通信執(zhí)行開門模擬（GPIO控制繼電器/蜂鳴器）、記錄考勤日志至SD卡，并支持Wi-Fi推送識別事件通知或Web界面查看日志。要求識別響應(yīng)時間≤500ms，陌生人入侵時觸發(fā)警報，多進程間內(nèi)存隔離確保AI進程異常不影響控制與顯示。方案需兼顧不同光照/角度的魯棒性，支持人臉庫動態(tài)注冊。

03

參考應(yīng)用3：輕量級視頻流媒體服務(wù)器

應(yīng)用背景：智能門禁、嬰兒監(jiān)護等IoT設(shè)備需要將本地攝像頭畫面實時推送至手機App，同時還需處理移動偵測等AI任務(wù)。若將所有功能置于單個進程，視頻編碼的波動會影響AI響應(yīng)的實時性。RT-Thread Smart的進程允許將高負載的流媒體服務(wù)與關(guān)鍵事件處理分離，為上述應(yīng)用提供了解決方案。

作品要求：使用RT-Thread Smart構(gòu)建一個視頻流媒體系統(tǒng)。系統(tǒng)至少須包含兩個主要進程：1) 采集與推流進程：捕獲攝像頭數(shù)據(jù)，并運行一個輕量級RTSP服務(wù)器發(fā)布視頻流；2) AI事件進程：對同一視頻源進行移動偵測，當發(fā)現(xiàn)移動時，通過IPC通知推流進程，在視頻流中疊加一個“Motion Detected!”的OSD標識，并保存快照至SD卡。要求在推流進程滿負荷運行（1080P@15fps）時，從移動發(fā)生到OSD疊加完成的端到端延遲應(yīng)低于300ms，且兩個進程均不應(yīng)發(fā)生卡死或崩潰。

04

參考應(yīng)用4：AGV車隊管理及交通調(diào)度邊緣服務(wù)器

應(yīng)用背景：在大型智能倉儲中，數(shù)十臺AGV協(xié)同作業(yè)需一個本地的“交通調(diào)度服務(wù)器”，負責(zé)處理所有AGV的實時狀態(tài)、規(guī)劃無碰撞路徑、解決死鎖。該服務(wù)器對多任務(wù)并行處理能力和網(wǎng)絡(luò)吞吐量要求極高，且任何調(diào)度線程的阻塞都可能導(dǎo)致現(xiàn)場交通癱瘓。RT-Thread Smart可作為這個邊緣服務(wù)器的操作系統(tǒng)，利用其多進程能力，將高優(yōu)先級的實時交通裁決、計算密集型的路徑規(guī)劃和高吞吐的車輛通信管理分配至不同進程，并通過內(nèi)存隔離確保某個模塊（如通信解析）的異常不會擴散至整個調(diào)度系統(tǒng)。

作品要求：基于RT-Thread Smart開發(fā)AGV車隊管理及交通調(diào)度邊緣服務(wù)器，至少實現(xiàn)3臺AGV的管理及調(diào)度，至少包含三個進程：通信進程負責(zé)AGV的狀態(tài)收發(fā)；調(diào)度進程運行核心調(diào)度算法，根據(jù)車輛狀態(tài)計算指令；監(jiān)控進程提供Web界面顯示地圖和車輛實時位置。

賽題方向三：自主選題

01

賽題要求

利用本屆大賽RT-Thread指定的硬件平臺作為主控，搭載RT-Thread操作系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的任何作品。本次大賽的硬件產(chǎn)品具有RT-Thread操作系統(tǒng)的適配，可在RT-Thread github或gitee倉庫BSP目錄下找到對應(yīng)的BSP使用；STM32的開發(fā)板，推薦采用RT-Thread Studio 開發(fā)環(huán)境進行開發(fā)；

02

賽事硬件平臺

RT-Thread虛擬化混合部署與具身智能套件

硬件平臺采用瑞芯微RK3588 八核 64 位處理器（4×Cortex-A76 + 4×Cortex-A55，集成 6TOPS NPU），提供強大的計算能力以支持復(fù)雜的AI算法實時運行。感知系統(tǒng)配備深度相機、激光雷達以及高精度慣性測量單元（IMU），實現(xiàn)環(huán)境三維建模、障礙物檢測與高精度位姿估計。底盤采用四輪麥克納姆輪設(shè)計，支持全向平移、原地旋轉(zhuǎn)等靈活運動方式，能夠在復(fù)雜室內(nèi)外環(huán)境中實現(xiàn)精準運動控制。通過RT-Thread虛擬化技術(shù)，本系統(tǒng)可在同一硬件平臺上高效運行多個隔離的實時任務(wù)與AI應(yīng)用，包括但不限于：基于激光雷達與深度相機的 SLAM（即時定位與地圖構(gòu)建）、路徑規(guī)劃與運動控制算法、視覺目標檢測、跟蹤與語義分割、多傳感器融合的自主導(dǎo)航與避障等。

該平臺特別適合開發(fā)搭載多傳感器（深度相機、激光雷達、IMU等）和全向運動底盤（四輪麥克納姆輪）的具身智能機器人，能夠高效實現(xiàn)SLAM、路徑規(guī)劃、視覺感知、多傳感器融合等功能。參賽者可基于此平臺開發(fā)具身智能應(yīng)用作品，包括但不限于智能巡檢機器人、服務(wù)配送機器人、人機交互助手、多智能體協(xié)同物流系統(tǒng)等，具有較高的技術(shù)深度、創(chuàng)新空間和工程實現(xiàn)性。

RT-Smart AI套件

RT-Smart AI套件是基于RISC-V架構(gòu)處理器芯片定制的開發(fā)板，采用全新的多異構(gòu)單元加速計算架構(gòu)，集成了2個高性能高主頻RISC-V處理器，內(nèi)置新一代KPU（Knowledge Process Unit）智能計算單元，具備多精度AI算力，支持通用的AI計算框架。開發(fā)板具備多種外設(shè)接口，以及2D、2.5D等多個標量、向量、圖形等專用硬件加速單元，可以對多種圖像、視頻、音頻、AI等多樣化計算任務(wù)進行全流程計算加速，具備低延遲、高性能、低功耗、快速啟動、高安全性等多項特性。開發(fā)板支持外設(shè)包括：攝像頭、矩陣按鍵、音頻輸入輸出、Wi-Fi、USB Host+Device、屏幕、傳感器拓展板等。

英飛凌系列開發(fā)板：英飛凌Edgi-Talk套件與POSC6套件

瑞薩系列開發(fā)板：RA8P1Titan Board與機器視覺Vision Board 開發(fā)板

STM32系列開發(fā)板：星火 1 號開發(fā)板與ART-PI開發(fā)板

嵌入式大賽服務(wù)指南

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