智能家居简易安防系统

实验题目：智能家居简易安防系统

学生信息：高考612分以上

实践经历：40%参加过科创竞赛

课程学习：专业基础课已基本学完

后续课程：大四上“课程设计”

课程名称：单片机应用实践

课程学时： 30

项目学时： 20+课外

适用专业：电子信息工程

学生年级：大三下学期

实验内容与任务（限500字）

设计任务主要是基于AT89C52单片机，利用红外对射传感器和DS18B20温度传感器进行对周围环境的实时监测，同时结合蜂鸣器报警和GSM模块向用户发送短信，实现家居安防报警的功能，如图2-1所示。

图2-1 实验组成框图

图2-2 实验内容设计

实验包括三个阶段：分别是课前准备（查阅资料）、设计实操和课后扩展。对应了四个实验内容分别是：调研初设阶段、方案选择、软硬件设计和进阶选做。具体任务要求如图2所示。

在实验布置任务时，打破传统的实验教学方式（即给学生具体的设计任务书，学生直接按照任务书接线完成）。本实验中不具体给出设计电路和元器件型号，只给出学生具体要求和多种选择方案让学生参考，但需要学生自己去根据实际需求进行论证，让学生自主查阅资料选择合适的元器件，而针对实验中出现的问题也会引导学生去自己解决，这样能够大大提高学生学习的主动性和创新性，培养学生不怕吃苦勇于钻研的科研精神。

实验过程及要求（限300字）

1. 学习了解STC89C52单片机工作原理及外设的交互访问方式；

2. 利用Keil μVision4软件作为系统开发环境，采用简单易懂的C语言实现对单片机的控制，通过STC-ISP下载软件，将编写好的控制程序分别烧写进单片机，从而实现由单片机驱动蜂鸣器报警和GSM向用户发送短信的功能。

3. 查找满足实验要求的温度传感器及放大器，注意传感器的类型及放大电路的适配、温度测量范围和测量精度、输出信号形式和线性范围等关键的特征参数；设计最优放大电路,尤其注意放大电路的输入阻抗和增益；

4. 设计模数转换电路，进行温度模拟信号的采集，设定合理的门限阈值，实现模数转换及编码调制；合理指定各单元电路的参数指标。

5. 撰写设计总结报告，并通过分组讨论演讲，学习交流不同解决方案的特点。

相关知识及背景（限150字）

这是一个运用数字和模拟电子技术解决智能家居环境参数采集与控制等实际问题的典型案例，需要了解智能家居在现实生活中的运用情况与发展前景，需要运用单片机技术及原理，传感器选型、信号放大、AD转换、数据传输、参数设定、反馈控制等相关知识与技术方法。并涉及测量仪器使用、软硬件结合及抗干扰等工程概念与方法。

实验环境条件

硬件设备：STC89C52单片机，温度传感器，红外传感器，示波器，双频GSM/GPRS通信模块，PC计算机，RS232串口转接器。

软件开发环境：Keil μVision5软件。

教学目标与目的（限150字）

基于ODAIC培养目标，即以培养学生的“Operation操作能力、Design设计能力、Analysis分析能力、Innovation创新能力、Challenge挑战能力”来设计实验。实验包括课前调研与初设、课内实操和进阶拓展三个阶段；每个阶段的设计都对应了ODAIC培养目标，逐步培养学生具备操作，设计，分析，创新和挑战五个能力，如图3所示。采取“以学生为中心，以问题为导向，以成果为目标”的教学模式，以“启发式授课，扩展式探讨，主动式学习”为实验思路，引导学生从充满好奇心到对课程实验感兴趣，再到主动积极进行实验设计，充分发挥每个学生的创新性思维，在设计的成果中体现自我价值，让学生在实验中体会到成就感和自豪感。同时，培养学生锲而不舍的科研精神和对本专业的热爱。

图6-1 教学目标设计

教学设计与实施进程

本实验案例将理论课程中单片机控制系统和信息传输协议等与实验相结合，按从易到难的顺序设计每个实验步骤，以完成每个小实验为导向，培养学生应用所学知识结合具体实验案例解决实际工程问题的专业技能和创新精神。教学过程以实验成果为导向，每个实验将课程中所用到相关知识点相融合，激发学生的创造力。并可以结合线上线下教学模式，让学生提前在线上有充足时间了解实验内容，并为实验设计方案做好准备，线下实验课程中老师再细化讲解答疑，进行引导性启发式教学，这样可以提高学生对本实验和本专业课程的兴趣爱好，有助于培养学生自主学习能力。

首先，引导学生开阔自身眼界，进行兴趣培养。安排学生在课前自主查阅智能家居的相关知识资料，进行背景调研，形成智能家居分析报告。初步了解当前智能家居能“做什么”，能对人们的生活带来哪些便利与革新。并拓展智能家居发展前景。

其次，完善关联知识积累。教师在培养学生兴趣的时候，同步完成专业知识的教学。从专业层面，系统讲解实践工程内容，包括学习研究、方案论证、系统设计、实现调试、测试标定、设计总结等过程。为提高实验的趣味性，由于学生都喜欢手游，所以本案例设计引入“王者荣耀”游戏的进级机制，把案例分块设计为不同级别的模块，完成后分别获得王者进级卡，如完成准备工作获得“秩序白银卡”，基础模块获得“荣耀黄金卡”，进阶模块获得“永恒钻石”，拓展模块或“至尊星耀”，最后的选做模块不仅可以获得“最强王者”卡，还可以获得大四上的课程设计的免修85分的机会，但是大部分学生会在课程设计继续努力，为了拿到90以上的优秀成绩更加积极主动参与课程设计。这样的设计方案不仅吸引了学生的学习兴趣，而且更多学生为了获得王者卡努力进级，实验过程中学习主动性大大提高。我们把实验命名为“王者51挑战赛”，设计了挑战赛准则如图7-1所示。整个实验案例设计如图7-2所示。

图7-1 王者51挑战赛准则

图7-2 融入游戏元素的案例教学设计方案

7.1 准备阶段 {#准备阶段}

在课前充分调研基础上，课程开始的2学时，组织学生进行方案论证。本设计主要对温度传感器和红外传感器进行论证。

（1）首先复习单片机的基础知识，掌握单片机的接口，时序，工作模式（中断，查询方式），外围电路的接入及寻址方式等。

（2）传感器选型论证。学习温度采集方法和红外传感原理，根据温度范围、探测距离与精度要求等进行传感器选型，实验任务书给出如图7-3、图7-4中的方案可供参考但不限于此。引导学生详细了解传感器输出信号的形式、幅度、驱动能力、有效范围、线性度等参数，后续的信号调制和放大电路也要根据信号的特征来设计；一般来说，特定传感器，厂家的使用说明中都有参考电路，可以在参考电路的基础上进行改善。

图7-3 温度传感器备选方案

图7-4 红外传感器备选方案

7.2 基础模块 {#基础模块}

基础设计部分，采用单片机最小系统设计，主要包括时钟电路、键盘电路、数码管显示、蜂鸣器电路和复位电路，如图7-5所示。这部分没有什么难度，大部分同学都能独立完成。

问题：如何区分红外和温度两种警报声？

图7-5 基础设计电路

设计过程中提出的问题：如何区分红外和温度两种警报声？

学生可自行分析设计解决方案。同时融入思政元素，鼓励学生具有主动学习和终身学习的精神。如图7-6所示。

图7-6 基本设计实验教学设计

7.3进阶设计 {#进阶设计}

从进阶设计开始，难度增加，学生也可以两人结组团队合作。我们采取的教学设计方案如图7-7所示。首先由学生自主设计，遇到问题自行查找资料解决或团队讨论，同时教师在学生设计过程中也要提出一些问题作为过程考核评价的依据，学生可以把遇到的问题和解决方案写在“在线共享文档”里，大家都可以看到，可以互相借鉴方案也可以提出改进的方法，这样任务完成后可以获得进级卡，学生也会成就感满满。这时我们再融入思政元素，鼓励学生要具有主动学习的精神，还要善于借鉴他人的经验少走弯路，勤于思考勇于创新，学生也很乐于接受。

图7-7 自主设计阶段教学设计

表7-1 学生填写的在线共享文档1-硬件问题

报警模块总体软件流程设计如图7-8所示。

图7-8 总体软件流程图

（1）红外传感器模块

红外对射传感器原理为：发射的探头为长开，接收端输出为电平方式，当红外线被遮挡，接收端输出低电平，平常输出高电平。

设计过程中提出问题：如何减少误报率？由学生自己查找资料小组讨论等形成解决方案。如表7-2所示。

表7-2 红外报警部分学生提出问题及解决方案

以下是学生提出的解决方案示例：

图7-9 红外报警学生设计流程图

流程图如图7-9所示。①当红外报警器1触发红外报警器2没有触发时，延时50ms，再次判断报警器状态，如果红外报警器2触发，说明障碍物体积过大，报警触发；如果红外报警器1触发而红外报警器2没有触发，说明障碍物体积小，而且红外线被遮挡住了，延时10秒，再次判断红外报警器是否仍是1触发2没有触发，是的话蜂鸣器报警启动，LED1发光（用于识别那个红外探头触发），GSM发送红外报警信息。

②当红外报警器2触发红外报警器1没有触发时，延时50ms，再次判断报警器状态，如果红外报警器1触发，说明障碍物体积过大，报警触发；如果红外报警器2触发而红外报警器1没有触发，说明障碍物体积小，而且红外线被遮挡住了，延时10秒，再次判断红外报警器是否仍是2触发1没有触发，是的话蜂鸣器报警启动，LED2发光（用于识别那个红外探头触发），GSM发送红外报警信息。

（2）温度报警模块设计

DS18B20将读取的环境温度值以二进制形式储存，单片机发送读取温度指令，将暂存器的温度值读取并转换为十进制，通过LED数码管显示出来，同时判断该温度值若高于30℃，则蜂鸣器报警启动。由于DS18B20上电复位时温度寄存器默认值为+85℃，所以在设置报警时必须跳过第一次温度高于30℃的报警，否则开机通电后系统认为此时温度传感器显示的数值为85℃，超出了正常环境温度，便会立即启动报警，蜂鸣器便会发出警报声。

基于此提出问题：如何在设置报警时跳过第一次温度高于30℃的报警？

学生提出的解决方案示例：

温控报警模块功能的实现：通电后DS18B20先初始化，然后单片机向其发送温度转换指令，DS18B20将读取的周围环境的温度值以二进制形式储存在自身的高速暂存器中，然后单片机发送读取温度的指令，将暂存器的温度值读取出来，并且转换为十进制，通过LED数码管显示出来，同时判断该温度值是否高于30℃，当高于30℃时，蜂鸣器报警启动，同时GSM模块向用户发送温控报警信息。流程图如图7-10所示。

图7-10 温度报警模块实验教学设计

7.4 拓展模块

拓展模块包括GSM短信模块设计和电源管理模块设计。

（1）电源管理模块

实现交直流转换，滤波，削峰，迟滞回路设计，确保系统电路与外界过载电流安全隔离，实现电路保护，断电延迟保护等功能。让学生自行设计电源，掌握交直流转换原理。转换电路如图7-11，学生也可自行设计其他电路。

图7-11交直流电源转换电路

（2）通信模块

将SIM900A的供电模块的VCC与单片机的+5V连接，GND与单片机的GND连接；连接串口时，需将SIM900A TXD 接口与单片机的RXD 接口相连接，SIM900A RXD接口与单片机的TXD 接口相连接，GND接口与单片机上的GND接口相连接，VCC与单片机的+5V相连接。通信模块会遇到一些问题，如表7-3所示，学生总结上传并提出解决方案。

表7-3 通信模块问题在线文档

**在此设计模块中，教师提出问题抽检：为了用户能清晰的区分红外报警和温控报警，应如何编写软件来实现？**学生通过讨论和查找资料，形成自己的解决方案。在此过程中，融入思政：站在用户角度如何能够清晰判断报警信息，培养学生全面多角度的考虑问题。

学生提出的解决方案：

具体设计流程如图7-12。

通电源后，插有SIM卡的GSM模块开始搜索信号，当状态灯D5常亮，D6慢闪（亮一秒灭三秒）时，说明模块成功搜索到了网络，可以正常工作。此时，当红外报警或者温控报警启动后，单片机驱动GSM模块，首先GSM模块初始化，延时大约2秒，单片机通过串口向GSM模块发送AT+CSCS=\UCS2\指令，设置为16位通用8字节倍数编码字符集，延时1s后单片机向GSM发送AT+CMGF=1指令，设置短消息格式为文本模式，1s之后发送AT+CSCA?查询短信服务中心号码是否正确，此时可以通过串口助手观察接收到的短信服务中心号码，单片机向GSM发送AT+CSMP=17,167,0,25指令，在文本模式下设置短信的参数。延时1s后单片机向GSM发送CMGS命令，用于设置接收短信的手机号，延时1s后单片机向GSM发送字符串，此处的字符串为所要发送的短信内容的Unicode码，短信内容发送完成后，单片机向GSM发送字符0X1A作为短信发送完成的结束语。到此为止，短信发送全部完成。

图7-12 短信模块设计流程图

7.5 选做模块 {#选做模块}

在完成以上三个实验的基础上，学生可自愿选做，要求利用课外时间自行设计。也是为了后续课程-电子信息工程课程设计做准备。选做题目可以自选，也可根据教师提出的题目设计。

如：多环境信息检测系统设计。该实验基于Zigbee传感器实验平台，设计包含温湿度等多种环境信息的监控系统。

具体要求为：

（1）实现自动调光和烟雾报警功能；

（2）设计移动终端APP，监测不同设备的信息，控制蜂鸣器和警报灯的亮灭。

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图7-13 学生选做成果-多环境信息检测系统

如智能导盲拐杖设计：

具体要求：

集成 GPS 坐标定位、GSM 短信发送、超声波避障、报警提示、跌倒检测等多种功能。

图7-14 学生选做成果--智能导盲拐杖设计

实验原理及方案

8.1系统结构 {#系统结构}

温度传感器检测周围环境温度，将温度发送到单片机，红外传感器采集人员异常进入情况，将异常发送单片机。单片机判断是否有紧急情况（温度超过30℃，或人员闯入），当有紧急情况时，单片机驱动蜂鸣器报警，同时GSM模块向用户发送报警信息。系统硬件总体架构设计如图8-1所示。

图8-1 系统硬件架构

各功能模块要求如下。

1. 键盘输入模块：搭建键盘硬件硬件电路，实现按键信号输入到中央控制模块。

2. 中央控制模块：作为系统核心控制处理单元，需要实现键盘输入信号处理，接入同步时钟信号，通过地址输出，控制地址控制模块选择相应功能处理模块进行业务处理。实现与各功能外设模块的数据交互等。

3. 地址控制模块：接收中央控制模块地址信号，转换为相应的片选信号，使能相关业务处理模块。

4. 温度采集模块：搭建温度采集电路，将温度传感器采集到的模拟信号进行模数转换，并将转换后的数字信号通过数据总线传递给中央控制模块进行判别。

5. 报警模块：搭建报警蜂鸣器电路，根据中央控制模块处理结果，需要报警时，由中央控制模块驱动蜂鸣器报警。

6. 显示模块：搭建显示数码管电路，根据中央控制模块处理结果，实时显示中央控制模块通过数据总线传送过来的温度数据。

7. 存储模块：搭建数据存储电路，存储中央控制模块处理结果的结构化数据，包括时间、温度等数据信息。

8. 通信模块：搭建与系统外部进行数据双向交互的通信链路。其一实现串口数据通信，实现与PC间串行通信。其二实现短信信息发布，将报警信息通过运营商网络，发布到手机端，包括时间、温度等数据信息。

9. 电源管理模块：实现交直流转换电路，实现交直流转换，滤波，削峰，迟滞回路设计，确保系统电路与外界过载电流安全隔离，实现电路保护，断电延迟保护等功能。

8.2系统硬件实现方案 {#系统硬件实现方案}

实验设计采用STC89C52单片机，试验中用到了时钟电路，单片机复位电路，LED数码管显示部分，蜂鸣器部分和键盘控制部分以及串口通信，下面具体说明一下开发板各个部分的硬件电路连接。

（1）时钟电路

STC89C52内部有一个高增益反相放大器用于构成振荡器，引脚XTAL1是放大器的输入端，XTAL2是放大器的输出端。内部方式的时钟电路如图8-2所示，在XTAL1引脚和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就会产生自激振荡。定时元件一般选用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率可以是1.2～12MHz，电容值范围是5～30pF，电容值的大小可对频率起到调节作用。

图8-2时钟电路

（2）复位电路

复位操作：复位是单片机的初始化操作。其功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了系统正常的初始化需要用到复位操作以外，当程序运行错误时，也需要按下复位键来重启单片机。

上电自动复位是通过复位电路的电容充电来完成的，其电路如图8-3所示。只要电源的上升时间不超过1ms，就能实现自动上电复位。

图8-3 复位电路

（3）键盘电路

本实验由于只需要一个简单的按键来中止报警声，所以采用独立键盘来操作比较简便，其电路图如图8-4所示。

图8-4 键盘电路

键盘是通过按键的按下和弹起产生的高低电平来实现功能的，此实验选用的52单片机开发板采用触点式按键。理论上当键盘被按下或者弹起时，会有明显的高低电平变化，但是实际上由于按键触点的弹性所以按键会产生抖动现象。当按键被按下时，触点不会迅速可靠地接通，当按键弹起时，触点也不会立即断开，而是要经过一段时间的抖动才能稳定下来。本实验采用延时去抖动的方式消除键盘抖动，即：当蜂鸣器发出警报后，按下S5后，此时P3.3位低电平，延时5ms，再次读取P3.3的值，如果仍为低电平，则认为是有键按下，将蜂鸣器与单片机连接的引脚P2.3置1，关闭响声，否则认为是键盘抖动。

本设计中键盘接的中断1，可以很好地中止红外报警和温控报警的警报声，随后退出中断，不影响GSM短信的发送。

（4）数码管显示电路

LED数码管是由多个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应的点或线段发光，按照数字的形状，控制相应的二极管发光即可显示相应的字形。常用的LED数码管为七段显示器，再加上有一位小数点，就构成了八段显示器。结构形式有共阴极和共阳极两种，本实验所用单片机连接的LED数码管为共阴极连接，所以对于共阳极数码管不再赘述。共阴极数码管是将二极管的阴极连接起来，一般情况下接地，通过控制每一个二极管的阳极电平来使其发光或熄灭。当发光二极管阳极为高电平时发光，阳极为低电平时熄灭。其内部结构如图8-5。

图8-5 数码管电路

编辑八段数码管，根据所要显示数字的字型，点亮相应的数码管，例如：显示数字“1”，a b c d e f g d p对应的数码管依次赋值为0 1 1 0 0 0 0 0，即P0=0X06，此时数码管显示数字1。编辑数据，将阿拉伯数字0-9放入数组table[]中,以便用于DS18B20温度显示时调用，同时将带小数点的阿拉伯数字0-9的编码放入数组table1[]中，方便温度显示时调用显示不为整数的温度。

其相应的数值为：

table[]={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f}；

table1[]={0xbf，0x86，0xdb，0xcf，0xe6，0xed，0xfd， 0x87，0xff，0xef}；

（5）蜂鸣器电路

该报警电路的蜂鸣器电路如图8-6，通过一个三极管来驱动蜂鸣器发声。52单片机引脚P2.3接三极管的基极输入端。当单片机引脚P2.3输出低电平0时，三极管导通,蜂鸣器两端获得5v电压发声；当单片机引脚P2.3输出高电平1时,三极管截止，蜂鸣器停止发声。

该实验中，为了却别红外报警和温控报警，采用了延时，使蜂鸣器的发声频率发生改变，从而产生不同的报警声。定义温控报警的报警函数为baojing1，声音为不停顿的滴滴声；红外传感器报警的报警函数为baojing2，声音为滴答滴答的响声。

实验中，当温度高于30℃时，程序进入baojing1函数，此时P2.3被置为0，此时蜂鸣器启动温控报警，发出滴滴滴滴不间断的响声，同时单片机驱动GSM模块向用户发送温控报警短信（温控报警启动，请注意家居安全）。当红外报警启动时，程序进入baojing2函数，P2.3被置为0，延时大约1s，P2.3被置为1；如此循环，蜂鸣器发出滴答滴答的响声，既起到了报警功能，又很好的区别开了红外报警的警报声。

图8-6蜂鸣器电路

（6）GSM短信模块

SIM900A 模块提供一路电源接口，需要接入5V 1A 或1A 以上的直流电源。

SIM900A 模块提供了TTL 接口，可以兼容各种电压的TTL 电平，可以与本实验中选用的5v的52单片机直接连接。

将SIM900A的供电模块的VCC与单片机的+5V连接，GND与单片机的GND连接；连接串口时，需将SIM900A TXD 接口与单片机的RXD 接口相连接，SIM900A RXD接口与单片机的TXD 接口相连接，GND接口与单片机上的GND接口相连接，VCC与单片机的+5V相连接。

8.3系统软件实现方案 {#系统软件实现方案}

（1）温度报警软件设计

在温度的测量程序中，使用到了DS18B20温度传感器，根据上文对STC89C52单片机和DS18B20温度传感器的工作原理和使用方法的详细介绍，引导学生设计软件流程。具体流程参见7.3节。

（2）GSM模块软件设计

在GSM短信模块的设计中，选用SIM900A型号的短信收发模块。其工作流程参见7.3节。

（3）按键中断系统软件设计

按键中断中断系统主要用于用户手动中止报警声，用于用户手动处理系统的误报和中止报警声带来的喧闹。按键采用外部中断1触发的触发方式，选取独立按键S5来控制中止报警声，按键采用延时来去除键盘抖动，即：当键盘按下后与S5连接的单片机引脚输出低电平，延时大约50ms再次判断引脚的输出值，如果仍为低电平则认为是有键按下，否则认为是键盘抖动。中断系统中设置键盘标志位为key，初值为0，当有键按下时置1。红外报警的函数可以在当key置为1时通过beep=1关闭蜂鸣器响声；温控报警由于是通过beep按照一定频率循环开关使蜂鸣器发出滴答滴答的不同的响声来报警的，所以需要在有键按下后通过break函数跳出循环，中止报警声。

实验报告要求

1. 要求每个实验提前预习，写出主要实验步骤和实验内容；按照实验报告纸的格式；

2. 重点记录实验中出现的问题和解决方法，若有多种解决方法，可以对比找到最好的方法记录下来并加以详细说明；

3. 团队实验需要详细说明每个人的分工和成果，个人成果部分重点描述，包括设计思路、电路图、流程图、框图、代码等，代码要有注释；

4. 报告最后要有实验总结，每个人在实验中收获和体会都不一样，要求有真情实感， 真实的收获或者对实验的建议，都可以写上。

5. 实验报告不能雷同，否则按作弊处理。

实验报告需要反映以下工作：

1. 实验需求分析

2. 实现方案论证

3. 理论推导计算

4. 电路设计与参数选择

5. 电路测试方法

6. 实验数据记录

7. 数据处理分析

8. 实验结果总结

10.考核要求与方法（限300字） {#考核要求与方法限300字}

10.1 考核具体要求 {#考核具体要求}

本实验考核采取“依据大纲，全面评价，注重细节，鼓励创新”的评价方式。实验过程中依据能力目标的考核具体评分标准如表10-1，每个实操环节都有对应考核细分标准。大纲评分标准如表10-2。

表10-1 依据能力目标的实验考核标准

调研预习环节

实验前一周下发实验指导书，鼓励学生自己预习，查阅资料，充分做好实验准备，形成预习报告，教师根据预习情况进行抽检；

设计实操环节

包括四个进级模块，实验过程中随时观察学生的独立思考能力和动手能力以及团队合作能力，根据不同实验阶段性提出问题进行抽检，形成考核评价依据；

实验总结环节

实验后结合设计结果和实验报告，对学生的综合能力进行考核评价。

表10-2实验考核评分标准

10.2考核方法 {#考核方法}

考核的节点、时间、标准及考核方法如下。

1. 实物验收：功能与性能指标的完成程度（如温度测量精度、控制精度），完成时间。

2. 实验质量：电路方案的合理性，焊接质量、组装工艺。

3. 自主创新：功能构思、电路设计的创新性，自主思考与独立实践能力。

4. 实验成本：是否充分利用实验室已有条件，材料与元器件选择合理性，成本核算与损耗。

5. 实验数据：测试数据和测量误差。

6. 实验报告：实验报告的规范性与完整性。

10.3 考核结果展示 {#考核结果展示}

以2020级电信学生考核结果为例，依据实验设计理念ODAIC，对实操环节对应的学生各项能力进行打分，如表10-3所示。再对每个学生的考核成绩形成个人能力画像。图10-2展示的三副图就是根据优良中三名学生的成绩，给出的能力画像和今后在学习中的建议。

表10-3 学生能力考核表

图10-2 学生能力画像

项目特色或创新

创新点总结如图10-3所示。基于学生在实验过程中根据我们给的挑战赛准则学生写出了他们的总结和收获，基于此总结出案例的创新点。

图10-3 创新点总结

11.案例实施效果展示 {#案例实施效果展示}

图11-1 学生设计成果展示

图10-2 学生实验完成情况统计

10-3 案例实施纵向对比和横向延续效果

图10-4 学生实验报告展示