spContent=本课程主要介绍各种短距离无线通信技术的基本概念、基本原理、技术特点、和在物联网中的应用范围及发展前景等。本课程理论与实验并重,通过操作、测试、硬件制作、软件调试等环节,让学生对各种短距离无线通信技术有实际的感受和直接的经验。对于学生掌握前沿通信技术、激发学习兴趣、理解理论知识、提高实践能力以及增强就业竞争力
本课程主要介绍各种短距离无线通信技术的基本概念、基本原理、技术特点、和在物联网中的应用范围及发展前景等。本课程理论与实验并重,通过操作、测试、硬件制作、软件调试等环节,让学生对各种短距离无线通信技术有实际的感受和直接的经验。对于学生掌握前沿通信技术、激发学习兴趣、理解理论知识、提高实践能力以及增强就业竞争力
—— 课程团队
课程概述
本课程主要介绍各种短距离无线通信技术的基本概念、基本原理、技术特点、和在物联网中的应用范围及发展前景等。本课程理论与实验并重,通过操作、测试、硬件制作、软件调试等环节,让学生对各种短距离无线通信技术有实际的感受和直接的经验。对于学生掌握前沿通信技术、激发学习兴趣、理解理论知识、提高实践能力以及增强就业竞争力
授课目标
通过课程的学习
基本掌握:
(1)使用zigbee进行服务期间通信。
(2)C语言的使用和编写。
(3)学会阅读资料文档,并能应用到终端应用中。
(4)C语言的体系结构
熟练掌握:
(1)IAR开发环境搭建。
(2)无线传感网开发从需求分析到项目发布的整个生命周期的项目管理过程。
(3)Zigbee的开发技术信息通信技术。
(4)传感器采集技术。
素质目标
(1)具有良好的团队协作精神、与人沟通交流的能力及互助精神。
(2)具有较好的技术文档撰写能力和素材组织能力。
(3)具有较强的逻辑思维能力、系统分析问题、解决问题能力。
(4)具有较好的学习新技术能力,能应对项目应用新技术的学习压力。
成绩 要求
本课程为线下线上混合课程,利用专属在线课程(SPOC),运用适当的数字化教学工具,安排40%的教学时间实施学生线上自主学习,与线下面授有机结合开展混合式教学,课程考核线上学习及线上考核成绩占比学生总成绩50% ,线下项目完成占比课程考核总成绩50%.
课程大纲
学习单元1:无线通讯技术基础
课时目标:本课题主要讲解物联网的通信技术及简单介绍短距离无线通信技术,介绍课程学习的方法,实验平台的引入。
了解无线传感网络
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
掌握使用IAR软件新建、配置工程等步骤
掌握ZIGBEE的简介和学习方法
学习单元2:CC2530基础知识
课时目标:本课题以实验开发模块为载体,介绍掌握IAR的开发环境,以CC2530芯片为切入点,讲解CC2530芯片GPIO的配置方法, Led 驱动电路及开关 Led 的原理,按键检测方法,中断的意义,定时器的意义,掌握定时器 T1,T3 的配置与使用,掌握UART的数据发送和接受,睡眠模式下的 CC2530 通过定时器的唤醒和按键中断唤醒,WDCTL寄存器的配置,看门狗的原理及使用。使学生掌握CC2530的模块的扩展应用,理解通讯模块的典型应用运用项目教学法、以讲练结合的方式让学生掌握基础的知识点,使学生具有基本的程序阅读和嵌入式开发能力入门。
掌握Zigbee开发平台的搭建
掌握CC2530基本概念、内部结构、外部引脚及功能
掌握CC2530中断的使能、响应与处理、优先级等环节的工作原理
掌握CC2530I/O的外设、GIPO、输入、输出等功能配置
掌握CC2530串口通信引脚配置,发送与接收的工作原理
掌握CC2530定时器的三种定时模式、中断方式的工作原理
掌握CC2530ADC的工作原理,理解转换数据的二进制补码结构
学习单元3:传感器数据采集
课时目标:本课题主要讲解掌握温度传感器DS18B20和温湿度传感器DHT11的工作原理及使用,了解模块化的编程思想。使学生理解无线组网和传感数据的结合,通过两种传感器的学习使用,掌握传感器的数据采集和传输。
掌握温度传感器DS18B20的工作原理,并完成相应数据采集
掌握温湿度传感器DHT11的工作原理,并完成相应数据采集
学习单元4:ZIGBEE协议栈的工作原理及流程
课时目标:本课题以项目式教学的方式以智能家居的应用为切入点,讲解BasicRF工程文件,实现点对点的无线数据传输,ZigBee无线网络协议层的架构,理解掌握ZigBee协议栈工作流程,协议栈的使用以及协议栈中主要函数的分析。学生在课堂的练习中,以开发模块为载体,学习协议栈欸当工作原理,掌握协议栈中的主要函数。
了解Basic RF Layer工作机制
熟悉无线发送和接收函数
理解发送地址和接收地址、PAN_ID、RF_CHANNEL等概念
学习单元5:ZIGBEE组网及数据收发
课时目标:本课题主要讲解ZigBee协议栈的工作流程,协议栈下无线数据收发过程,主要收发函数分析,协议栈中的串口使用,串口数据收发,协议栈中的数据通信广播、组播和点播,完成不同的组网应用设计。学生通过无线数据收发控制,以实验平台理解无线通讯的典型应用。掌握无线组网的方法与步骤。
掌握单播、组播和广播基本原理与基本概念
掌握协调器、路由器、终端节点的基本概念
掌握Z-Stack协议栈实时操作系统,理解OSAL运行机理、任务调试、API函数等
掌握Z-Stack协议栈的串口、中断等接口函数
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
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预备知识
前导课程《程序设计基础》、《单片机应用技术》、《电子电路技术》
后续课程《物联网综合应用开发实训》
参考资料
序号 | 教材名称 | 主编 | 出版社 |
1 | 《无线节点组网技术》 | 戴娟/王鲁南 | 化学工业出版社 |
2 | 《物联网与短距离无线通信技术》 | 董建 | 电子工业出版社 |