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。
在《物联网节点设计》课程的学习领域中实现三大真实项目。
(1)跑马灯设计
(2)传感器数据的采集
(3)传感器数据的无线传输
项目1:跑马灯设计,涵盖第1单元至第4单元;项目2:传感器数据采集,涵盖第5单元至第6单元;项目3:温度传感器数据的无线传输,涵盖第7单元。在讲述同一个项目的各单元之间具有递进关系,不断调整改进项目需求。项目1和项目2属于CC2530基础开发,完成传感器数据的采集和串口传输,项目3属于CC2530进阶开发,完成传感器数据的无线传输。
图1 教学项目和教学单元
以三个实际项目作为教学载体,由易到难,由简到繁,逐层深入,步步递进,展开教学。项目1难度偏易,项目2难度居中,项目3难度偏高。三个项目又相辅相成融为一个整体,既满足教学的基本要求,又将实际工作所要求的基本知识、技能都融入项目实施过程中。在完成三个项目的同时,实现知识、能力、技能的进阶。
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图2 教学项目主要内容
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。
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 |
教材:杨瑞 董昌春主编.《CC2530单片机技术与应用》.机械工业出版社. 2019年1月;杨琳芳、杨黎主编.《无线传感网络技术与应用项目化教程》机械工业出版社.2019年2月。
教学拓展参考书:高云、华驰、秦昌琪主编.《物联网工程综合实训教程》.化学工业出版社.2020年11月。
开发设备:新大陆Newlab实验平台及文档,网峰开发套件系列文档。
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。