项目二任务二 气象监测系统设备检测与安装

气象监测系统设备检测与安装教案一、教案基本信息课程名称物联网设备安装与调试授课对象职业院校物联网应用技术等相关专业学生授课内容气象监测系统设备检测与安装课时安排2课时（90分钟）授课类型实操技能课教学目标1.知识目标：掌握气象监测系统各类设备的检查方法、安装位置要求及布线规则；理解传感器与模拟量采集器的接线原理。2.技能目标：能独立完成设备安装前的数量清点与功能检测；能按照电路图规范完成设备安装、布线与接线操作；具备初步的设备故障排查意识。3.素养目标：培养严谨的实操习惯、团队协作能力及安全生产意识，树立规范施工的职业理念。教学重点1.传感器与模拟量采集器的功能检测方法；2.设备的规范安装与布线操作；3.传感器与模拟量采集器的正确接线。教学难点1.模拟量采集器的端口识别与接线逻辑；2.布线过程中对线路长度、绝缘处理的把控；3.功能检测中万用表的正确使用。教学准备1.硬件设备：模拟量采集器（ADAM4017）、风速传感器、二氧化碳传感器、大气压力传感器、网关、无线路由器、DC24V电源、数字万用表、十字螺丝刀、剥线钳、螺丝（M46）、螺母、不锈钢垫片（M410*1）、红黑导线、485端子等。2.教学资源：设备清单表、设备端口表、系统设备接线图、工位设备安装图、各类设备实物图及接线示意图、多媒体教学设备。二、教学过程设计（一）导入新课（5分钟）回顾旧知：提问学生“上一任务中我们确定了气象监测系统的设备清单和安装方案，谁能说说包含哪些核心设备？”，引导学生回忆模拟量采集器、各类传感器等关键设备，巩固前期知识。情境导入：展示智慧农业园区气象监测场景视频，提问“如果设备安装前存在破损或功能故障，会对整个监测系统造成什么影响？”，引发学生思考，强调安装前检测和规范安装的重要性，自然引出本节课任务——气象监测系统设备的检测、安装与布线。（二）新知讲授与示范（30分钟）1.设备安装前的检查（10分钟）讲解设备检查的两大核心内容：数量清点和设备检测。数量清点：引导学生对照表2-2“设备清单”，逐一核对进场设备的种类和数量，确保无缺失。设备检测：外观检查：以大气压力传感器为例，示范如何观察设备外观是否破损、电源线和信号线是否脱落，结合图2-11展示完好设备的标准。功能检测：重点讲解大气压力传感器的功能检测步骤，强调万用表的使用方法——选择直流20mA档，红表笔接传感器信号线，黑表笔串联120欧负载电阻后接DC24V负极，正常电流范围4-20mA。同时说明二氧化碳传感器和风速传感器可参考此方法检测，并强调“先检测后上墙”的原则，避免后续维修困难。模拟量采集器检测：结合图2-12，讲解其外观检查要点（接口、接线端子是否完好），重点介绍设备结构——右侧5对输入通道（Vin0+到Vin4-）、左侧3对输入通道（Vin5+到Vin7-）、DATA+、DATA-、+VS、GND等端口功能，正面状态指示灯和调试开关（“Normal”正常模式、“Init”调试模式）的作用，以及背面安装底座的用途。2.设备安装与布线（20分钟）传感器的安装与布线：安装示范：对照图2-13“工位设备安装图”，演示如何选用M46十字盘头螺丝、螺母和M410*1不锈钢垫片，使用十字螺丝刀将传感器、模拟量采集器、网关、路由器固定到工位指定位置，强调垫片安装在设备台子背面的要求（图2-15）。布线规则：结合表2-3“设备端口表”和图2-14“系统设备接线图”，明确各传感器的供电电压（均为DC24V）及对应的模拟量采集器端口（风速传感器-Vin0+、二氧化碳传感器-Vin1+、大气压力传感器-Vin4+）。接线步骤示范与原理讲解：步骤1：强调设备接线前必须确保工位不带电，培养安全操作意识。步骤2：导线制作示范：使用剥线钳将红黑导线两端剥去约0.8cm绝缘皮，提醒剥线长度适中，避免导线裸露过多或损伤铜芯。步骤3：传感器接线：结合图2-16、2-17、2-18，分别讲解风速、二氧化碳、大气压力传感器的接线逻辑——三根导线中，黑线接DC24V负极，红线接DC24V正极，蓝线（信号线）接入对应Vin+端口，对应的Vin-端口接地。例如风速传感器信号线接Vin0+，则Vin0-接地。步骤4：模拟量采集器接线：示范将ADAM4017的+VS端口接DC24V正极，GND与D.GND接DC24V负极；用黑色导线将Vin0-、Vin1-、Vin2-接24V负极；485端子接线（红线接Data+、黑线接Data-，另一端接入网关485接口）。（三）学生实操与教师指导（45分钟）分组实操：将学生分为4-5人小组，每组分配一套设备和工具，明确小组分工（设备清点员、检测员、安装员、接线员、安全员），完成以下任务：对照设备清单清点设备数量，做好记录；对所有传感器和模拟量采集器进行外观检查和功能检测，记录检测结果；按照安装图将设备固定到工位；按照接线图和端口表完成传感器与模拟量采集器的接线、模拟量采集器与网关的485接线。教师指导：巡视各小组操作，重点指导万用表的正确使用、导线剥线和接线规范，及时纠正错误操作（如接线接反、剥线过长/过短、螺丝未拧紧等）；针对学生在端口识别、接线逻辑上的疑问，结合实物图和示意图进行一对一讲解；强调安全生产要求，提醒学生避免带电操作，工具使用后妥善放置。问题记录：要求各小组记录实操过程中遇到的问题及解决方法，为后续总结做准备。（四）成果展示与总结评价（10分钟）成果展示：每组推选1名代表，展示本组安装完成的设备，说明检测过程、接线逻辑和实操心得，演示设备通电前的检查流程。评价反馈：教师从设备清点准确性、检测规范性、安装牢固性、接线正确性、团队协作等方面进行点评，肯定优点，指出共性问题（如部分小组接线时未区分正负极、模拟量采集器端口接错等）；小组间相互评价，分享实操经验和避坑技巧。知识梳理：师生共同回顾本节课核心知识点——设备检测的“先外观后功能”、接线的“先断电后操作”、传感器接线的“正负极+信号线+对应接地”原则。（五）能力拓展与作业布置（5分钟）能力拓展：提出拓展任务“在现有系统基础上安装光照传感器”，引导学生思考：光照传感器的供电电压可能是什么？信号线应接入ADAM4017的哪个端口？对应的Vin-端口如何处理？鼓励学生课后查阅资料设计接线方案。作业布置：整理本次实操的步骤、检测记录和问题解决报告；绘制气象监测系统设备接线示意图（标注各设备端口、导线颜色和连接关系）；预习设备调试相关知识，思考如何判断接线是否正确。三、教学反思本节课以实操为主，需提前确保设备完好、工具齐全，避免因设备故障影响教学进度；学生在万用表使用和端口