spContent=江苏省在线开放课程《物联网节点开发》为江苏省高水平专业群—物联网应用技术专业群中核心专业——物联网应用技术专业的一门核心课程,对整个专业人才培养目标的达成起到核心支撑作用。课程的最终目标是充分依托无锡(国家级传感网创新示范区)物联网产业背景,江苏省高校优秀科技创新团队(物联网技术研发及产业化),联手物联网行业领军企业新大陆公司,培养“物联网技术与行业应用融合、专业技能与创新素养融合”的物联网感知层高素质、融合创新型人才。课程对接的职业技能等级证书是1+X传感网应用开发职业技能等级证书。
江苏省在线开放课程《物联网节点开发》为江苏省高水平专业群—物联网应用技术专业群中核心专业——物联网应用技术专业的一门核心课程,对整个专业人才培养目标的达成起到核心支撑作用。课程的最终目标是充分依托无锡(国家级传感网创新示范区)物联网产业背景,江苏省高校优秀科技创新团队(物联网技术研发及产业化),联手物联网行业领军企业新大陆公司,培养“物联网技术与行业应用融合、专业技能与创新素养融合”的物联网感知层高素质、融合创新型人才。课程对接的职业技能等级证书是1+X传感网应用开发职业技能等级证书。
—— 课程团队
课程概述
围绕“将真实企业项目转化为教学任务,以项目为背景,以知识为主线,以提高能力和兴趣为目的,全面提升技能水平和职业素养”的思路进行课程设计。本课程在强调基础理论学习的基础上,通过真实项目引导教学,以任务式展开教学,完成理论知识的学习和应用,实现理论与实践结合。
课程秉承“岗课赛证”、“专创融合”的理念,基于物联网项目(智慧农业)感知层开发流程(生产过程)的模块化课程结构设计,内容对标国家教学标准¬——高等职业学校物联网技术专业教学标准(单片机技术模块、传感器技术模块)、对标社会化评价体系¬——1+X《传感网应用开发》职业技能等级(中级)标准(数据采集模块、基于BasicRF的无线通信应用模块),结合全国职业院校技能大赛——模块A(物联网工程设计与实施方案)和模块C(物联网应用开发与调试)的核心知识与技能,融入“工学思政”(智慧农业照明子系统-环保节能、服务惠农;智慧农业数据采集子系统-严谨务实、工匠精神;智慧农业无线监控系统-安全第一、爱岗敬业),将课程目标岗位化、课程体系模块化、课程内容项目化、教学实施工作化、学习评价综合化,打造符合高素质高技能物联网工程技术人员(2-02-10-10)培养标准的高职精品在线开放课程。
授课目标
1、素质目标
通过专业知识和实践的学习,培养学生的爱国情怀、积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度和良好的编程规范意识;通过实验室实施6S管理理念,从而培养学生形成规范的操作习惯、养成良好的职业行为习惯。
2、知识目标
掌握基于嵌入式处理器的物联网节点设计和知识。掌握物联网节点开发编程语言,熟悉嵌入式处理器原理和结构,掌握物联网底层系统开发、设计的基本技能,掌握BasicRF等无线通信知识。
3、能力目标
具有物联网相关设备安装、性能测试和检修能力;具有物联网网络规划、组建、调试和维护能力;具有物联网软硬件系统开发能力。能熟练进行物联网底层系统的调试;能分析设计物联网节点并能编写相应程序;能对以嵌入式处理器为核心的物联网设备进行维护,能基于BasicRF进行无线组网和传感器数据采集。
课程大纲
智慧农业照明子系统:项目1——如何与CC2530沟通
课时目标:掌握单片机结构和开发平台的使用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:什么是单片机
任务二:C语言基础
任务三:CC2530开发平台
任务四:为CC2530烧写程序
任务五:让所有发光二极管闪烁
任务六:在线仿真调试
智慧农业照明子系统:项目2——跑马灯设计(I/O接口)
课时目标:掌握I/O接口的寄存器配置和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:CC2530的结构
任务二:实现流水灯效果
任务三:LED亮灭效果的变化
任务四:按键控制LED——按键控制LED亮灭
任务五:按键控制跑马灯启停
任务六:按键控制跑马灯发亮程度
智慧农业照明子系统:项目3——彩色流水灯的控制(中断系统)
课时目标:掌握中断的寄存器配置和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:CC2530的外部中断
任务二:按键控制流水灯的启停
任务三:按键控制led亮灭
任务四:按键控制led显示效果
任务五:按键控制led的亮灭状态
智慧农业照明子系统:项目4——精确计时的跑马灯(定时器/计数器)
课时目标:掌握定时器的寄存器配置和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:定时器/计数器介绍
任务二:正/倒计数模式实现LED周期性闪烁
任务三:自由运行模式实现LED周期性闪烁
任务四:定时器3自由运行模式实现闪烁
任务五:定时器3模模式实现闪烁
智慧农业照明子系统:项目1——CC2530和PC的对话(串口通信)
课时目标:掌握串口通信的寄存器配置和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:串口通信介绍
任务二:串口发送字符串
任务三:计算机控制发光二极管
任务四:串口发送数据控制闪烁周期
任务五:串口收发数据
任务六:使用中断方式发送数据
智慧农业数据采集子系统:项目2——传感器数据采集(AD转换)
课时目标:掌握ADC的寄存器配置和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:ADC介绍
任务二:光敏传感器数据采集
任务三:片内温湿度传感器数据的采集
智慧农业无线监测子系统:项目1——基于BasicRf的无线传感网络系统
课时目标:掌握BasicRf的结构和应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:无线开关LED灯
任务二:无线串口通信
任务三:模拟量传感器采集
任务四:温湿度节点数据采集
任务五:火焰节点数据采集
任务六:传感器节点组网
任务七:传感数据的汇聚
拓展资源:智能家居系统
智慧农业无线监测子系统:项目2——智慧农业监测系统
课时目标:掌握无线监测系统的组成及场景应用,培养爱国情怀、责任感和使命感,具备积极主动的探索精神、严谨细致的工作态度,培养良好的编程规范,养成6S管理规范。
任务一:空气质量监测系统
任务二:智能水培环境监测系统
任务三:农业气象站监测系统
任务四:智能火灾报警系统
任务五:智能人体监测系统
任务六:环境监控系统部署与实施
任务七:智慧农业综合系统
拓展资源:智能安防监控系统
拓展资源:智慧宿舍管理系统
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预备知识
本课程在整个专业课程体系中起着承上启下的核心作用,与其它课程的关系见下表:
序号 | 前导课程名称 | 为本课程支撑的主要能力 |
1 | 物联网电子技术 | 具备硬件电路的基础知识 |
2 | 程序设计基础 | 具备程序设计的知识与能力 |
序号 | 后续课程名称 | 需要本课程支撑的主要能力 |
1 | 物联网规划与组建 | 物联网系统中单片机部分的设计基础 |
2 | 专业综合实训 | 物联网系统中底层部分的知识基础 |
参考资料
[1]高云、华驰、秦昌琪主编.《物联网工程技术综合实训教程》.化学工业出版社.2020年11月;
[2]杨瑞 董昌春主编.《CC2530单片机技术与应用》.机械工业出版社;
[3]网峰、Newlab套件系列文档。
常见问题
Q : 讨论题必须要做吗?
A : 讨论题是随堂作业的延伸和拓展,对一些重点理解的知识点再次进行巩固,对一些需要着重理解的程序单点进行再次梳理,所以在讨论中可以提问可以解答可以探究,做到共同进步。
Q : 开发套件的要求是什么?
A : 带有CC2530的基础开发套件即可,根据电路接口的不同,在编写程序时进行适当修改,这也是最重要的一项能力。
Q:必须要有个人电脑吗?
A:使用安装有开发软件的实训室也可以,但是建议在自己的电脑上进行操作,因为工程文件较多,需要进行保存为下一次程序的修改做准备。