《传感网应用开发》课程标准.pdf

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485通信的收发器芯片的功能及其典型应用电路。采用项目教学法。基于RS-485总线构建智能安防系统,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取常用实训模块,构建智能安防系统;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行传感器探究自主学****企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的RS-485总线通信应用,主要介绍在工业控制、智能仪表和嵌入式系统等领域常用的总线的基础知识,讲解RS-485标准的电气特性并将其与RS-422、RS-232标准进行对比。本单元还分析了RS-485收发器芯片的工作原理及其典型应用电路,并详细讲解了RS-485的应用层协议一一ModbUS通信协议。通过搭建智能安防系统、可掌握基于RS-485总线通信系统的构建与调试方法。教学流程图教学设计建议:,重点掌握RS-485标准的电气特性及其与RS-422、RS-232标准的区别;讲解了RS-485的应用层协议一一Modbus通信协议,计划6课时。:接受工作任务一搭建智能安防系统应用案例时所需的核心职业技能。。介绍智能安防系统的构成,通过拓扑图介绍形成图形化系统构建。讲解系统数据通信协议,通过描述RS485网络1的数据帧分析,掌握功能码、寄存器地址与传感器的对应关系,记住传感器类型代码定义。举例介绍几种常用的主机请求与从机响应的通信帧。计划4节课。。硬件连线,参考教材连线图,选取正确模块搭建智能安防系统。配置系统内外网络,下载固件,配置串行通信与FIaSh参数。计划2节课。。登录新大陆云平台,单击开发者中心,新增项目,项目名称自定义,行业类别选择工业物联,联网方案用以太网;添加设备名称为485通信网络,通讯协议用TCP,设备标识自定义,但必须记住以备后用。配置网关管理界面,填写相关信息完成设置,自动重启20S后网关初始化完毕,刷新云平台网页,可以看到网关上线了,并自动识别到传感器设备通过Modbus总线上传到云平台的数据信息。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写检测传感器并填写记录表、任务评价表等对各学****环节的考核。教师评价为主考核学生掌握基于RS-485总线通信系统的构建与调试方法。(3)学****情境3学****情境2CAN总线技术基础教学时间14:..学生掌握CAN总线的通信系统的构建与调试方法。要求:;2,能搭建CAN总线网络并编程实现组网通信。学****目标掌握CAN总线相关的基础知识;理解CAN控制器与CAN收发器芯片的接口方式与典型应用电路;掌握CAN总线通信系统的接线方式;能搭建基于CAN总线的通信系统;会独立使用CAN总线调试工具实现上位机与CAN通信系统之间的通信;学****内容CAN总线基础知识;CAN控制器与收发器;CAN总线应用案例:生产线环境监测系统的搭建。教学条件专业教室物联网专业教室实训设备:网关、M3主控模块、温湿度传感器、火焰传感教师物联网专业教师器、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教学方法及组织形式采用演示教学法。播放视频,利用PPT课件介绍CAN总线相关的基础知识。采用项目教学法。生产线环境监测系统的搭建,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取实训模块搭建生产线环境监测系统,掌握基于CAN总线的通信系统的构建与调试方法;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行传感器探究自主学****企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的CAN总线技术基础,介绍了CAN总线相关的基础知识,其中包括CAN总线概述、CAN技术规范与标准、CAN总线的报文信号电平、CAN总线的网络拓扑与节点硬件构成、CAN总线的传输介质、CAN通信帧等。本单元还讲解了CAN控制器与CAN收发器进行了简要介绍,并给出了CAN收发器的典型应用电路。通过实施本章节的案例一一生产线环境监测系统的搭建,可掌握基于CAN总线的通信系统的构建:..教学流程图教学设计建议:,重点掌握介绍了CAN总线相关的基础知识,其中包括CAN总线概述、CAN技术规范与标准、CAN总线的报文信号电平、CAN总线的网络拓扑与节点硬件构成、CAN总线的传输介质;简单介绍CAN通信帧等,计划4课时。:接受工作任务一搭建生产线环境监测系统应用案例时所需的核心职业技能。。根据图3-12系统拓扑图选取模块与传感器等物品构建生产线环境监测系统。计划2节课。。参照图3-12所示的系统拓扑图,在上位机安装CAN调试软件和CH340驱动,分别连接调试硬件与CAN节点两个端子,使其构成一个CAN通信网络。下载固件,节点配置。系统搭建完毕后,通过电脑打开CAN调试助手工具进行通信数据的抓包与分析工作。计划4节课。。登录新大陆云平台,单击开发者中心,新增项目,项目名称自定义,行业类别选择工业物联,联网方案用以太网;添加设备名称为CAN通信网络,通讯协议用TCP,设备标识自定义,但必须记住以备后用。配置网关管理界面,刷新云平台网页,可以看到网关上线了,并自动识别到传感器设备通过CAN总线上传到云平台的数据信息。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项日异辐借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写检测传感器并填写记录表、任务评价表等对各学****环节的考核。教师评价为主考核基于CAN总线的通信系统的构建与调试方法。(4)学****情境4学****情境4ZigBee基础开发教学时间24学****任务学生能够搭建开发环境、创建工程、编写简单代码并使用仿真器进行调试下载,参数设置,操作GPIO口实现输入和输出,操作串口进行数据通信,进行定时、计数编程;进行模数转换编程。要求:将CC2530基本组件的知识点和技能点融入若干个训练任务之中。:..2530单片机的基本概念和内部结构,理解外部引脚及功能;2530单片机I/O的外设、;2530单片机中断的使能、响应与处理方法;2530单片机定时器的定时模式和中断方式;2530单片机串口通信引脚配置,发送与接收的工作方法;2530单片机A-D、D-A转换方法;能搭建开发环境、创建工程、编写简单代码并使用仿真器进行调试下载。学****内容CC2530单片机的基础知识;任务1搭建开发环境;任务2控制LED交替闪烁;任务3外部中断控制LED亮灭;任务4定时器1控制LED闪烁;任务5PC与ZigBee模块;2530片内温度测量。教学条件专业教室物联网专业教室教师物联网专业教师实训设备ZigBee模块、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教学方法及组织形式采用演示教学法。播放视频,利用PPT课件介绍ZigBee基础开发应用案例,2530单片机的基本知识。采用项目教学法。将本项目分解成六个子任务,逐步完成。每个子任务明确工作任务,让学生按任务来组织实施,搭建开发环境,编写程序,选取模块,实现任务功能;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。2530单片机的内部结构和外设。企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的ZigBee基础开发,主要介绍主要介绍:..单片机的基本知识。2530单片机的基本概念和IAR开发环境的运用方法,然2530单片机的基本组件:GPK)端口的输出控制和输入识别、中断系统和外部中断输入应用、定时/计数器的概念和运用方法、串口通信的实现以及A-D转换模块运用方法。教学流程图教学设计建议:,2530单片机的基本知识。计划2课时。:接受工作任务一搭建ZigBee开发所需的核心职业技能。。IAR安装,新建工作区,新建工程,新建文件,保存工作区,配置工程,编写、调试程序,IAR下载程序。计划2节课。。要求:把ZigBee模块固定在实训平台上,在IAR软件中新建工程和源文件,编写程序,控制ZigBee模块上LEDl和LED2交替闪烁。计划4节课。。发布任务要求并做分析,引出中断概念,介绍中断作用与中断系统中相关概念,2530中断源,253O中2530中断优先级。重点完成任务实施。计划4节课。。发布任务要求并做分析,引出定时器,介绍定时/计数器的概念,定时/2530的定时/2530定时器/计数器工作模式,Tl定时器相关寄存器。重点完成任务实施。计划4节课。。发布任务要求,引出数据通信的相关知识链接,介绍CC2530串行通信接口,串行通信接口寄存器,设置串行通信接口寄存器波特率,UART发送与接收,UART中断。重点完成任务实施。计划4节课。。发布任务要求,引出电信号的形式与转换,253O的ADC模块与相关寄存器,ADC操作。重点完成任务实施。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写每个子任务的任务工单,完成各学****环节的考核。教师评价为主考核学生掌握ZigBee基础开发的能力,为进一步学****BasicRF和ZigBee协议栈打好基础。:..5NBToT数据传输教学时间8学****任务学生会使用NB-IoT技术进行数据传输,并使用AT指令对NB-IoT模块进行状态查询、信号强度查询;以及使用物联网云平台创建NBToT项目进行数据显示。要求:、数字量、开关量传感器;。学****目标了解NB-IoT技术;掌握AT指令集;掌握FlashPrograniiner代码烧写工具的使用方法;会使用AT指令对NB-IoT模块进行状态查询、信号强度查询等;会使用NB-IoT模块进行数据传输;会使用物联网云平台创建NB-IoT项目进行数据显示。学****内容NBToT技术简介;利尔达NBToT模组介绍;任务1使用AT指令调试NB-IoT模块;任务2烧写“智能路灯”程序;任务3NB-IoT接入云平台。教学条件专业教室物联网专业教室教师物联网专业教师实训设备、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教学方法及组织形式采用演示教学法。演示NBToT技术应用领域视频,介绍LPWAN与NB-IoT、NBToT标准发展演进、NBToT网络体系架构与关键技术。采用项目教学法。本项目分解成3个子任务,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取模块,使用AT指令调试NBToT模块,烧写“智能路灯”程序,接入云平台查看光照数据并控制灯的亮灭;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行NBTOT技术。:..本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的低功耗窄带组网通信领域中的NBTOT通信技术,以“智能路灯”项目为案例介绍NBTOT数据通信的过程,项目中使用NB86-G模组将“NB-IoT模块”采集到的光照数据接入物联网云平台。本项目中包含在智能灯工程中添加AT指令代码、烧写NB-IoT模块程序和NB-IoT接入云平台三个任务。教学流程图任务分析:1、介绍背景及解决问题;学生了解项目背景和2、:、讲解任务书使用方法:利用教师提供的资料共论2、同完成任务书要求,实■明确以小组为单位开展:,操新一任务实施:1、明确实施方课根据任务是的要求制作电路案:小2、指导学生完成任内容体评价:教师根据化I、各小组汇报:2、学生回答各组活动情况打分老加提出的问胭。。NBToT技术应用领域视频,介绍LPwAN与NB-IoT、NBToT标准发展演进、NBToT网络体系架构与关键技术。计划2课时。。NB86-G系列模块主要特性与工作模式。计划I课时。。本项目分解成3个子任务,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取模块,使用AT指令调试NBTOT模块,烧写“智能路灯”程序,接入云平台查看光照数据并控制灯的亮灭;最后评价与展示,教师点评与总结。。发布任务要求,引出AT命令知识链接。完成任务1。:..计划1课时。“智能路灯”程序。发布任务要求,完成任务2,搭建硬件模块电路,烧写程序,启动NBToT模块。计划2课时。-IoT接入云平台。发布任务要求,完成任务3。新建项目行业类别选择智能家居,联网方案用NBToT;通讯协议采用LWM2M,设备标识填写NBToT模块上的IMEL模块上电,连接状态显示“已连接,操作KEY2手动控制灯亮灭,KEY3切换控制模式。计划2课时。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写任务工单、任务评价表等对各学****环节的考核。教师评价为主考核学生使用NB-IoT模块进行数据传输的方法。(三)。为保证课程实施的效果,理实一体教室应具有:多媒体教学区、讨论区、操作区、工具仪器区和教师工作区,多媒体教学区是教师在资讯阶段进行必要理论讲授的场所;讨论区是学生在资讯、决策和计划阶段进行讨论的场所;操作区是学生在实施和检查阶段进行实际操作的场所;教师工作区是教师日常工作的办公场所。,主要设备如下:序号实训室/教室名称主要设备及说明投影仪一套、教师学生用机30套、1+X传感网应用开发套件1物联网考证实训室30套、数字万用表10个、尖嘴钳30把、小螺丝刀30套(十字与一字);:一是以小组(每组2人)为单位预算耗材,二是以组为单位预算耗材。(四),另需1名实****指导教师辅助指导实操。《电工与电子技术》、《物联网技术概论》、《计算机网络技术》、《物联网综合设计与施工》、《APPInventor》、《局域网管理》、《网络服务器安装与配置》等相关课程理论知:..识,善于结合工作过程中存在的问题,深入浅出的讲解。,熟练掌握电工与电子技术、传感器技术、物联网综合设计与施工等相关技能,熟悉相关流程/工艺/工序/设计/编写/法律/规程/人才培养方案/教学大纲。,具有运