《无线传感器网技术》课程标准.docx

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1、无线传感器网技术课程标准1.课程说明（1）课程性质：根据电子信息工程技术专业的职业岗位（群） 的任职要求设置了该门课程，该课程是专业必修课程。（2）课程任务：本课程采用“教、学、做” 一体化教学模式， 工程为导向、任务驱动等教学方法，旨在培养学生的ZigBee技术应 用、蓝牙4.0应用、GPRS应用、WIFI应用、电路分析、测试、制作、 调试能力及创新意识，为学生职业能力培养和职业素养养成起主要支 撑或明显促进作用，为后续课程和今后的工作奠定了基础。（3）课程衔接：前序课程有：传感器原理与应用；后续课程有：毕业设计、主流无线网络工程实施。2 .学习目标（一）总目标本课程开设的主要目的是培养学生

2、的ZigBee技术应用、蓝牙4. 0 应用、GPRS应用、WIFI应用、电路分析、测试、制作、调试能力及 创新意识。（二）分目标1、知识和技能目标1) 了解Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等典型短距离无线通信网络技术及其应用领域；2) 了解 IAR、SmartRF Flash Programmer 等软件的菜单功能;5 ,课程考核27WIFI获取 红外传感器 的状态用wifi模块，获取红外传感器信 息。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。228WIFI获取 温度传感器 的温度值用Wifi模块，实现无线获取温度 传感器信息。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技

3、能 内化并了解相关理论知 识。6(1)考核方式：本课程考核采取形成性考核和终结性考核两种 方式进行，两局部的分数比例为：课程考核成绩二形成性考核成绩 (30%) +终结性考核成绩(70%),其中形成性考核选择平时考勤成 绩(4096)和子工程成绩(60%)。终结性考核采取实务考试考核方式。(2)考核标准：教学评价应采取阶段性评价和目标评价相结合, 加强评价结果的反应，更好地改善学生的学习，有效地促进学生开展。 在反应中要充分尊重学生，以鼓励、肯定、表扬为主。6 .课程资源(1)硬件要求：每人一台PC机，每人一套无线传感器开发套件，搭配相关连线 和程序开发工具。课程资源开发与利用：教材、实训指导

4、书、学习参考书，包括作 者、书名、出版社、出版时间与版次等内容。信息化教学资源：多媒 体课件、网络课程、多媒体素材、电子图书和专业网站的开发与利用。产学合作开发实训课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，满足学生的实习实训，同 时为学生的就业创造机会。(2)师资队伍:教师依据教学大纲中的工程安排和组织教学活动。教师应按照项 目的学习目标编制工程任务书。教师应以学习者为主体设计教学结 构，营造民主、和谐的教学气氛，激发学习者参与教学活动，提高学 习者学习积极性，增强学习者学习信心与成就感。教师应指导学习者 完整地完成工程，并将有关知识、技能与职业道德和情感态

5、度有机融 合。教学应采取工程教学法，以工作任务为出发点来激发学生的学习 兴趣，教学中要注重创设教育情境，采取理论实践一体化教学模式， 要充分利用多媒体和网络教学手段。每个教学工程的完成过程，都是 由明确工程任务一制定工程计划f工程准备工作一实施工程计划一 检查评估f工程总结几个步骤完成。课程负责人要求：具备该课程丰富的教学经验，教学效果良好； 熟悉高职高专学生教育教学规律，能够与前、后续课程的负责人进行 良好的沟通。(3)本课程教学使用的教材与教学参考资料：1、杨黎.基于C语言的单片机应用技术与Proteus仿真.湖南： 中南大学出版社，20122、欧阳骏等.蓝牙4. 0BLE开发完全手册.北

6、京：化学工业出版 社，2014年3、王小强等.ZigBee无线传感器网络设计与实现.北京：化学工业出版社，2012年4、姜仲等.ZigBee技术与实训教程一基于CC2530的无线传感 网技术.北京：清华大学，2014年7.编写依据本课程标准编写依据根据相关物联网应用技术专业人才培养整 体目标和人才培养方案中确定的本课程教学目标，以及学生职业能力 作为编写依据。参照相关职业标准，对课程理论与技能进行内容确定。 同时充分考虑行业开展趋势，更新教学内容，表达教学改革成果并培 养学生全面开展。根据学生实际情况，教师可以根据本校的实际进行取舍变动。可 将个别模块中要求较高的设计类任务改变为阅读分析类任务

7、，以降低 要求。拓展性知识用于拓展学生视野，提高学习兴趣，可不作考核要 求。3) 掌握CC2530单片机的GPIO、中断、定时器、串口、ADC等 基本组件的原理；4) 掌握Basic RF Layer工作机制、开关量、模拟量、逻辑量 三种传感器的工作原理；掌握Z-Stack协议栈结构、BLE协议栈的基本概念；5) 掌握Z-Stack协议栈的网络管理；6) 掌握基于BLE协议栈的串口通信、主从机连接与数据传输 等所需的知识；7) 掌握拨打与接听 、短信的读取与发送、GPRS通信等AT 指令；了解WIFI无线通信应用的相关知识。2、能力目标1) 能正确安装与使用 IAR SmartRF Flash

8、 Programmer Z-Stack等软件；能熟练使用CC2530的基本组件；2) 能实现开关量、模拟量、逻辑量三种传感器的信号采集功 能；能实现基于Basic RF的无线采集与网络组建功能；3) 能熟练实现ZigBee无线网络的点对点通信、串口通信、串口透传、绑定等；4) 能获取网络拓扑结构、ZigBee无线网络的传感器数据采集与远程监控;5) 能熟练开发基于BLE协议栈的主从机连接、串口透传、手机与蓝牙通信等工程；6) 能熟练使用AT指令来控制GPRS无线通信模块；能实现WIFI无线通信功能。7) 感态度目标1) 坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平 新时代中国特色社会主义

9、思想指引下，践行社会主义核心价值观，具 有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。2) 崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、老实守信、尊重生命、 热爱劳动，履行道德准那么和行为规范，具有社会责任感和社会参与意 识。3) 具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精 神、创新思维。4) 勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划 的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。5) 具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识 和一两项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，良好的行为习惯。6) 具有良好的职业道德、规范操作意识、良好的团队合作精 神；良好的组织协调能力；求真务实的工作作风。7) 具有

10、开拓创新的学习精神；良好的语言文字表达能力。3 .课程设计课程以ZigBee技术为主，以蓝牙4.0、GPRS、WTFI等典型的短 距离无线通信技术为辅，并结合温湿度传感器、可燃性气体传感器等 传感器组成无线传感网络。包括认识无线传感网络、CC2530基本组 件应用、Basic RF无线通信应用、zigbee协议栈应用与组网、蓝牙 4.0无线通信应用、GPRS无线通信应用、WIFI无线通信应用等7个 由简到繁的实训工程。表1无线传感器网技术学习内容与学时分配序号名称课时数授课环境1基本理论20实验机房2实验与实践40实验机房表2无线传感器网技术总体设计1、基本理论单元（总学时20）学习单 位名称

11、单元目标学时认识无线传感网络基CC2530基本组件应用Basic RF无线通信协议本Zigbee协议栈基础知识20理论蓝牙4.0协议基础知识GPRS无线通信基础知识WIFI无线通信基础知识2、实验与实践单元（总学时40）学习单单元目标学位名称时认识无线传感网络实CC2530基本组件应用验Basic RF无线通信应用与zigbee协议栈应用与组网40实蓝牙4.0无线通信应用践GPRS无线通信应用WIFI无线通信应用.教学设计按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以工程课程为主体的 模块化专业课程体系”的总体设计要求，以工作任务模块为中心构建 的工程工程课程体系。彻底打破学科课程的设计思路，紧紧围

12、绕工程 任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联 系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业 岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用语 来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“理解”用于表述 原理性知识的学习程度，“能”或“会”“熟练”用于表述技能的学习 程度。基本理论、实验与实践比率为1： 1.5,具体分部如下：工程名称序号工作任务训练或工作工程教学环境与教学设 计参考学时工程1认识 无线传感 网络（2课 时）1搭建ZigBee 开 发环境Wi-Fi,蓝牙、ZigBee等典型短距 离无线

13、通信网络技术及其应用领 域；ZigBee无线传感网络通信标准；IAR、SmartRF Flash Programmer 等软件的菜单功能；使用IAR软件新建、配置工程等步 骤。使用PPT,相关视频说 明。通过实验操作了解 相关软件使用和配置方 法。2工程 2 CC2530 基 本组件应 用（10课 时）2控制LED交 替闪烁CC2530单片机基本概念、内部结 构、外部引脚及功能；掌握CC2530单片机的GPIO、中断、 定时器、串口、ADC等基本组件的 原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。23按键中断控 制LED亮灭CC2530单片机中断的使能、响应与

14、处理、优先级等环节的工作原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。24定时器1控 制LED闪烁CC2530单片机定时器的三种定时 模式、中断方式的工作原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。25串口通信应用CC2530单片机串口通信引脚配置, 发送与接收的工作原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。26片内温度测CC2530单片机ADC单次转换，理解通过实际案例操作展现2量转换数据的二进制补码结构。表单处理效果。学生完 成相应案例实现技能内 化。工程 3 Basic RF 无线通信 应用（

15、12 课时）7无线开关LED灯Basic RF Layer 工作机制； 熟悉无线发送和接收函数。使用相关教学资源讲解 并通过实际案例操作展 现。学生完成相应案例 实现技能内化。28无线串口通信理解发送地址和接收地址、PAND、RF_CHANNEL 等概念；了解 basic RF、board. common 等 驱动文件的作用；串口读写函数。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。29模拟量传感器采集掌握ADC、中断等函数；模拟量传感器的工作原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。210开关量传感器采集开关量传感器的工作原理。通过

16、实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。211逻辑量传感器采集逻辑量三种传感器的工作原理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。212基于BasicRF 的 无线传感网 络应用将各种传感器组成Basic RF无线传 感网络。通过点对点的无线通信、 传感器采集等任务的实施。使用PPT讲解并通过实 际案例操作展现。学生 完成相应案例实现技能 内化。2工程413基于掌握Z-Stack协议栈的结构、基本使用PPT讲解并通过实2ZigBee 协 议栈应用 与组网（12 课时）Z-Stack 的 点对点通信概念；掌握协调器、路由器、终端节点的 基本

17、概念；掌握Z-Stack协议栈实时操作系 统，理解0SAL运行机理、任务调试、 API函数等。际案例操作展现。学生 完成相应案例实现技能 内化。14基于Z-Stack 的 串口通信掌握Z-Stack协议栈的串口、中断 等接口函数。通过实际案例操作展 现。学生完成相应案例 实现技能内化。215基于Z-Stack 的 串口透传掌握单播、组播和广播基本原理与 基本概念。使用相关教学资源并通 过实际案例操作展现。学生完成相应案例实现 技能内化。216基于绑定的 无线开关系 统掌握Z-Stack协议栈的LED和KEY 驱动函数的工作原理。使用PPT讲解并通过实 际案例操作展现。学生 完成相应案例实现技能

18、 内化。217ZigBee 无 线传感网络 拓扑结构获 取掌握Z-Stack协议栈的绑定工作原 理。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。218ZigBee 无 线传感器网 络监控系统 设计了解Z-Stack协议栈的网络地址分 配机制，掌握Z-Stack协议栈的网 络管理。使用PPT讲解并通过实 际案例操作展现。学生 完成相应案例实现技能 内化。2工程5蓝牙4. 0无线通 信应用（8课时）19基于BLE协 议栈的串口 通信掌握BLE协议栈的结构、基本概念； 理解从机与主机之间建立连接的流 程。通过实际案例操作展 现。学生完成相应案例 实现技能内化。220主从机建

19、立掌握 Peripheral_ProcessEvent.通过实验操作，使学生2连接与数据传输Central_ProcessEvent 事件处理 函数；掌握节点设备和集中器设备启动过 程，理解 SBP_START_DEVICE_EVT 事件。完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。21基于BLE协 议栈的无线 点灯理解BLE协议栈中的GAP和GATT 两个基本配置文件。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。222基于BLE协 议栈的串口透传掌握主机与从机数据传输的流程， 理解主从数据发送与接收过程。使用相关教学资源并通 过实际案例操作展现。学生完成相应案例

20、实现 技能内化。2工程 6 GPRS无线 通信应用 （2课时）23拨打与接听 掌握基本AT指令；掌握拨打与接听 。通过实际案例操作展 现。学生完成相应案例 实现技能内化。2工程 7WIFI无线 通信应用 （14课时）24WIFI连接NEWLab 服 务器了解WIFI无线控制方式；理解WIFI无线控制命令数据格式； 了解IP地址的基本知识； 掌握Socket的工作原理。使用PPT讲解并通过实 际案例操作展现。学生 完成相应案例实现技能 内化。225WIFI控制 风扇启动和停止通过WIFI无线控制风扇。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。226WIFI控制 电灯亮和灭用wifi模块，实现和电灯的工作。通过实验操作，使学生 完成相应案例实现技能 内化并了解相关理论知 识。2