全國大學生光電設計競賽
在了解了全國光電設計競賽之後，大家是否仍然有許多小問號呢？本次學長學姐分享系列，我們請到了一個優秀的國獎團隊，那麼接下讓我們開啟與優秀學長的對話吧！
朱思蒙
朱思蒙，2017級，光電信息科學與工程實驗班
獲獎經歷：
第七屆全國大學生光電設計競賽（西南賽區）一等獎；
第七屆全國大學生光電設計競賽（決賽）一等獎銀獎；
國家級大學生創新訓練計劃項目負責人等。
1. 比賽基本情況
“全國光電設計競賽”相對於教育部四大競賽來說，其特殊的專業性導致參與人數較少。但其作為國乙級別比賽其比賽難度遠遠不低於四大競賽。
第七屆全國大學生光電設計競賽更是全國光電競賽發展史上的里程碑。 原因在於這是第一次針對教育部互聯網+大賽舉辦光電專業特色創意競賽，我更願意將其理解為“大挑戰杯”與“互聯網+”的結合體：既兼具所有電子競賽所共有的實物性與技術性，在比賽中比作品的自主技術強、性能穩定、功能多樣化及精度高等；同時此次競賽還需要進行路演測評，對參賽者的語言表達、組織能力進行考驗。
光電設計大賽作品比賽準備時間很長，參賽作品可以在三月初主辦方給出題目後一直到七月份初賽之間都可以對作品進行改進完善。 它雖說不如數學建模或者電子設計大賽那樣緊張的三天製作時間，但是他最終對你作品的功能完備性與技術要求遠遠高於普通比賽。所以在題目給出來後的時間裡同樣要抓緊時間準備完善作品。
但是我相信不管是奇數年的創意賽或是偶數年的命題賽，它的重點都是放在光電設計上，都是在相同比賽條件下，誰的光電作品具有更好的識別度與靈敏度。
光電設計競賽的競賽簡章大概在每年三月份公佈，這時候就需要去深入理解簡章內容，特別是競賽要求！ 例如團隊的學術成果及作品需要達到的目的。團隊對於題目及當前熱點的把握也都是十分重要的，盡量將作品內容貼合本次競賽的關鍵詞。例如我們團隊就將簡章中的環境保護、物聯網、生態農業融入進我們的作品。
團隊負責人要善於帶領團隊討論、合理分配任務、及時與導師溝通問題，這樣的負責人才會健康的帶領團隊獲得成果。 確定作品大致方向與目標後，開始查閱各類文獻，對團隊實現此產品想法的合理性進行開會討論，要盡快得出項目的技術路線，同時進行任務分工，發揮隊員每個人的長處。對複雜的部分簡化，盡快開展作品研發。
2. 電離室的架構仿真與產品結構的架構
在這次比賽中我主要負責產品電離室的架構仿真與產品結構的架構。 其中我想著重講的是模擬仿真。
數據模擬仿真對於一個完善的產品體係來說是必不可少的墊腳石，市面上任何產品都不可能在未經過計算機模擬後就開始生產銷售。
在本次比賽中，我們團隊在前期的文獻查閱中積累了一定的電離室結構基礎，我們在前人的電離室相關研究基礎上對於比賽要求及目的進行改良，由於我們產品中電離室部分屬於核心部件，其穩定度與電離度直接決定產品的靈敏度與精確度，並且其發出紫外線的燈泡造價高昂壽命短，所以對其進行實物生產前的模擬仿真至關重要。 在這個作品前期研發工程中，團隊首先進行問題定義並製定目標，對系統進行描述並對所有假設羅列出可能替代方案，然後收集數據和信息，接下來在光學仿真軟件中建立計算機模型，而後校驗和確認模型，最終運行模型分析輸出，若存在問題及時改進模型與數據，對上述過程進行循環直至達到最佳方案。這就是一個數據仿真模擬的完整過程。
數值模擬仿真可以直觀地顯示目前還不易觀測到的、說不清楚的一些現象，容易為人理解和分析。 還可以顯示任何試驗都無法看到的發生在結構內部的一些物理現象。如彈體在不均勻介質侵徹過程中的受力和偏轉、氣流在不同空間中的傳播過程。
數值仿真模擬同樣促進了對作品實驗方案的科學制定、試驗過程中測點的最佳位置、儀表量程等的確定提供更可靠的理論指導。 某些試驗的費用是極其昂貴的，並且存在一定的危險，因此數值模擬仿真不但有很大的經濟效益，而且可以加速理論、試驗研究的進程。雖然數值模擬大型軟件系統的研製需要花費相當多的經費和人力資源，但和作品試驗以及未來產品帶來效益相比，數值模擬軟件是可以進行重複利用，並可進行適當修改而滿足不同情況的需求，長期受益。
總而言之做出作品前的仿真模擬是一個關鍵性的、事關成敗的環節，所以我希望同學們在未來競賽中或者科研中都要養成善於使用各類仿真模擬軟件的習慣。
3. 專利與論文
在競賽和科研成果方面，專利和論文的重要性是毋庸置疑的，特別是在“互聯網+”和“大挑戰杯”比賽中，評委認定項目是否具有自主產權與創新性的評判標準就在於其團隊發表的專利與論文。 鑑於相對於專利，論文的發表更複雜且難度較大，所以我著重為大家介紹專利的申請情況。
專利的申請其實沒有想像的那麼難，很多同學在未進入大學前覺得專利是一個遙遠的名詞，但如果你有一個創新解決問題的點子或者方案，是獨一無二的，並且最終可以通過有形的方式實現作用，都可以申請專利。
專利有發明、實用新型、外觀設計三類，主要區別是其技術含量不同，保護的時間長短不同，所要交納的維護費用不同。
申請專利只要按照專利局規定的文件種類和格式內容，將申請文件和相關費用遞交專利局即可。專利局會給你一個申請號，證明你的申請，隨後，對你的申請文件進行格式審查，提出格式上的不符，由你進行修正。通過後，由專利局進行公佈。實用新型和外觀設計公佈後即可授予你專利證書。發明專利在3年內經過實質性審查，通過後，方可授予你專利證書。
從以上程序看，申請實用新型和外觀設計專利，很容易實現，只要遞交申請文件、交費即可。但如果有人向專利局提出你的點子不是獨一無二的，或者你的專利是複制應用的，你的專利有可能被撤銷，前期的努力和金錢將付之東流。
發明專利在授予前將對內容進行審查，通過審查，才能發證，因此，發明專利申請時間長一些，但更有保障。
專利申請文件的撰寫有規定的要求和技巧，建議要把專利法、實施細則、審查指南仔細研讀後，再自己寫，或直接委託有資質的代理機構。
學校對於喜愛創新的同學有著強大的經濟支撐，不管是委託外面代理機構發表或是委託學校發表的專利，學校都會進行報賬，所以我想鼓勵本科同學們如果有良好的創新想法可以將其高質量、詳細地表述在申請書裡，然後大膽的去申請，專利不僅對於你的競賽是強有力的保障，對於持有專利的大學生，既可以完成在校的創新學分，又可以為考研、就業等增添砝碼；對想出國留學的人來說，屬於有創新成果，可以申請美國、英國、德國、加拿大的名牌大學，等於是為出國留學加分，同等的學習成績，可以申請到更好的學校。
希望以上介紹，能讓您對光電設計競賽、數據仿真及申請專利有一個概括性的了解，希望大家積極參與學科競賽，及時發現所學知識的不足，進一步激發自己的求知欲，也希望大家在作品的研發過程中提高了自己的創新能力和實際動手能力，加強分析問題和解決問題的能力。實現理論向實踐的轉化，團隊合作精神、科學研究能力和創新意識對你的未來就業、研究生學習是有益的提前補充。
鄭昆朋
鄭昆朋，2017級，電磁場與無線技術專業
獲獎情況：
第七屆全國大學生光電設計競賽（決賽）一等獎銀獎；
全國大學生電子設計競賽省部級二等獎；
重慶市TI杯大學生電子設計競賽省部級二等獎；
合泰杯單片機應用設計競賽省部級二等獎；
全國大學生電子設計競賽選拔賽一等獎；
校級電子設計競賽一等獎；
校級單片機應用設計競賽一等獎等。
光電設計競賽有兩種比賽模式：一種是針對題目進行製作，一種是自由發揮偏向創業類比賽。 第七屆我們參加的比賽是作品自由發揮，因此也彌補了一些基礎上不足的情況。
要參加光電設計競賽不論是題目類比賽，還是自由發揮都要求有一定的硬件設計基礎和軟件算法基礎。
我在團隊中負責硬件以及答辯。
1. 硬件製作
自大一上我就加入了學院B311實驗室，因此在平時有一定的硬件積累，作品也幾乎是由我們進行進一步改良優化拿去參賽。當然也會有些同學選擇直接用老師做好的項目，甚至沒有項目直接參賽，這樣注定拿不到很好的成績。 因為沒有實際的製作和對項目的了解是不能體現出項目競爭力的。總而言之我們要有紮實的基礎才能游刃有餘。
製作硬件部分要注意模塊化，以便調試，並且關於信號完整性和電源完整性，我們沒有必要追求極致，因為產品也是要注意成本的。
2. 答辯細節
我們的PPT做的其實不算好，但是簡潔明了，這樣可以大大降低你對時間的把控難度，當然PPT和報告美觀更好。我們的答辯稿一定要反反复復修改、反反复复排練，在最後答辯前，比賽組委會告知我們答辯時間縮短為三分鐘，之前我們都是5分鐘要求，這也是對我們的一個能力考驗。當時我僥倖多準備了一份時間更短的答辯稿，因此這方面應對的比較游刃有餘。更重要的一點是我們要抓住評委老師們的胃口，技術原理和市場前景，或者我們的創新點要權衡，有很多老師並不懂得其中原理，更在乎其創新和市場，這也是和其他創業類比賽相似的地方。
對於答辯人來說，要找到其中的關鍵點加以強調，合理分配時間。 專心於技術，同時也要提升自己的口才，二者同樣重要。
希望學弟學妹敢於參加，勇於參加，也祝愿大家取得好的成績！
顏渤汶
顏渤汶，2017級，電磁場與無線技術專業
獲獎情況：
2018年重慶市TI杯大學生電子設計大賽省級二等獎 ；
2019年全國大學生電子設計競賽省級二等獎；
2019年第七屆全國大學生光電設計競賽（決賽）一等獎銀獎；
2019年合泰杯單片機應用設計大賽省級二等獎等。
很榮幸能收到此次採訪，我的名字叫顏渤汶，今年是一名光電學院大三學生，我和我的隊友們在去年參加了在青島舉行的全國光電設計競賽，而我在團隊中主要負責軟件算法部分的工作。
隨著數字系統、計算機技術的發展，現今的絕大多數的電子產品都有其單獨的控制與運算內核，而我們的參賽作品也不例外。
如果說電離室，硬件電路是作品的五臟六腑，那麼單片機與軟件算法就是作品的大腦與靈魂。 在各式電子競賽中，單片機軟件工作相對於硬件來說開發週期短，工作強度低，但軟件與算法仍是競賽中重要的一環，一個優秀的算法，能省去龐大復雜的硬件電路，一個穩定的程序框架，能節省開發時間並提高系統穩定性。
要做好電子設計類競賽，需要相當多的專業的知識。 對於有意單片機軟件方向的同學來說“數字電路”、“信號與系統”是非常重要的，當然硬件模擬電路方面的知識也需要有所涉獵，如“電路分析”、 “模電”、“通信電子電路”。在程序上單純的邏輯控制無法滿足設計需求時，往往需要在算法上下功夫，Matlab的熟練使用也十分有價值。
單片機的入門，我推薦51系列單片機，結構簡單，上手容易，其在各種低性能場合任然適用。 當你對單片機有一定基礎後，可以嘗試主流的各式單片機，如STM32系列，MSP430系列，Tiva系列。也可以玩一些FPGA，DPS之類可編程芯片。光電學院有一個TI贊助實驗室，加入實驗室，你可以免費使用TI公司的MSP430，Tiva系列單片機，這對資金不充裕的同學來說會有很大幫助。
電子類競賽週期長，耗費時間多，注定是一條艱辛的道路，選擇這條路一定要有覺悟與決心。 以我的大學經驗，摒棄浮躁，踏踏實實學好知識做好技術的精神是我們大學生最缺乏的。對於剛從高三進入大學的學弟學妹來說，自學的側重是大學與高中最大的不同，上面我說的單片機與專業知識的學習，基本上需要你們自學，沒有老師學長的指導，學長最多幫你解決你無法解決的問題。
盡快適應大學的學習模式，提前學習其他人沒有學過的知識是你變優秀的基礎。
稿件來源/科技綜合部
重慶郵電大學光電工程學院/重慶國際半導體學院新媒體運營中心
編輯/張曉玲
指導老師/劉瑆
主審/羅玉華
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