《传感器与传感网技术应用》教学教案

《《传感器与传感网技术应用》教学教学教案《传感器与传感网技术应用》课程教案学年度第学期项目名称项目一智能交通灯系统授课教师授课时间课题名称任务四串口控制交通灯授课班级授课人数课时4教学目标知识目标1.理解串行通信的原理，掌握MAX232芯片、RS-232接口和建立CC2530和PC间串行通信的方法；2.理解串行通信配置的相关SFR的描述、通信的配置步骤、数据收发的原理；能力目标1.能够完成上位机与CC2530间的串口通信建立和配置方法；3.能够完成串口通信中数据收发程序的创建与调试测试，实现上位机下达的指令、控制交通灯模式进行切换的项目设计；素质目标1.培养开阔灵活的思维能力、积极主动的探索精神；2.培养善于沟通、自我表达、互相协作的团队意识；3.使同学们具备严谨细致的工作态度；教学重点1.串行通信的原理和串行通信配置的相关SFR的描述；2.串行通信的初始化、数据收发模块的设计；3.主程序设计与实现；教学难点1.串行通信的初始化、数据收发模块的设计；2.项目的创建与调试；教法学法问题讨论法、讲授法、任务驱动法等。教学手段资源PPT、图片。学情分析使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段任务解读（10min）任务四串口控制交通灯1.解读各项职业能力目标，引导同学们认知学习重点，并同时对其中术语进行简要说明：2.解读任务描述与要求：任务情景解读和任务要求归纳，组织讨论项目创建和调试的方法和困难等问题；3.进行任务分析，规划任务实施计划；细致听讲，同步梳理形成对任务实施规划的理解；快速分组网络调查与交流，建立对任务解读部分重点词汇的实步了解；使学生清晰认知本任务的学习目标，形成清晰的学习思路；PPT2-5新课部分知识储备1.CC2530与外设间的串行通信（30min）(1)并行通信与串行通信图文结合，说明两种通信的原理；解析过程，组织讨论归纳、对比两种方式的特点，性能和应用；听讲认知通信原理，参与讨论，完成特点、性能和功应用的归纳；掌握串、并行的基础知识；PPT8-9①同步SPI模式串行通信说明SPI模式串行通信；结合图示解读SPI通信的机制、原理与特性、应用趋势；解读SPI的帧格式、数据接收处理过程；注意对其中的术语进行解释说明；听讲，理解SPI的原理描述，主动进行特性、应用的归纳分析；理解SPI串行通信的原理、过程、特点和应用；PPT10-11②异步UART模式详细讲解异步UART模式的帧格式、帧传输的过程；讲解异步UART模式的特点：异步串行、双方时钟独立、容错性和效率与应用；注意对其中的术语进行解释说明；听讲，理解异步UART模式的原理描述，主动进行特性、应用的归纳分析；理解异步UART模式的原理、过程、特点和应用；PPT12-13(2)CC2530串行通信接口说明RT、CT、TX、TX串行通信引脚的含义和作用；说明表1-4-1所示UART串口两个位置和设置思路、并引导学生识记；听讲，理解UART串口引脚的含义、作用，识记UART串口两个位置和设置思路；掌握串口引脚选取的要求和方法；PPT142.CC2530与上位机的连接与信号转换（20min）(1)RS-232标准接口引导学生识认RS-232接口、了解其电平、信号设置和从PC端引出的连接；听讲，认识RS-232标准接口、了解串口通信双方电平的差异、由MAX232建立的电平转换和连接；掌握PC和CC2530间建立串行通信连接的方法；PPT16-18(2)MAX232及上位机与CC2530间的信号转换归纳CC2530的USART串口和PC端RS232端口的电平的差异；引导学生认知MAX232的功能；分析应用MAX232实现单片机与PC机串行通信连接图建立的通信通道和电平转换的实现；3.CC2530串口相关寄存器及串行通信配置（50min）(1)CC2530串口相关寄存器A.相关寄存器功能简单波特率控制寄存器UxBAUD、控制和状态寄存器UxCSR、UART控制寄存器UxUCR、通用控制寄存器UxGCR、接收/发送数据缓冲寄存器UxDBUF。B.各寄存器描述详细说明各寄存器中功能多样，注意引导学生建立各寄存器存储参数间的关系，引导学生有效记忆；C.指导学生初步建立各SFR在串行通信控制中的应用；听讲，结合教师的指导建立各SFR存储信息的体系，并进行记忆；理解各SFR的功能，建立串行通信控制的基本思路；PPT19-23(2)串行通信控制①通信波特率计算及设置解读串行通信波特率设置方法；讲解波特率计算公式，并设定一组BAUD_E、BAUD_M组织练习应用；解读表1-4-432MHz系统时钟常用的波特率设置，指导学生关注几个常用波特率对应的SFR取值，引导学生掌握查阅资料、进行设计。听讲，完成波特率特定值设置相关SFR取值的设置；掌握串行通信中波特率设置的方法；PPT24-26②UART0的初始化分步解读初始化程序，使学生明确每个SFR值的设置原因；指导学生识记串行通信初始化的步骤，并对典型程序进行识记；听讲，理解SFR赋值的原因，掌握串行通信初始化的过程，进行典型程序的识记；掌握串行通信的初始化方法；PPT27-28③UART0端口完成数据发送分析解读串行通信方式发送1字节程序，指导学生理解通信原理；分析解读串行通信方式发送字符串程序，指导学生理解通信过程；听讲，理解程序，理解通信原理，识读程序；掌握串行通信的数据发送程序设计的方法；PPT29-31④数据接收中断服务函数分析说明串行通信中数据接收时中断处理的过程；分析解读串行通信方式数据接收中断服务程序，指导学生理解通信过程；听讲，理解程序，理解通信原理，识读程序；掌握串行通信的数据接收程序设计的方法；PPT32-33(2)定时/计数器的应用方法A.说明定时器的工作过程，引导同学们归纳整理配置步骤，查阅确定相关SFR；B.①定时器初始化设置配置过程说明，使学生准确掌握过程中的各步骤的工作和相应的SFR及处理方法；按指导进行步骤整理和SFR查阅，写出配置方案；结合标准配置流程分析，补漏后误记完整的定时器初始化配置；熟练掌握定时器的配置过程；PPT29C.②定时器1定时功能最大计数值设定分析讲解计算公式，通过例题进行计算训练，结果组内核对检查后交流，强化同学们对定时器目标值计算方法的掌握；D.累计时间片计时方式代码的分析说明；听讲，理解公式，完成例题，理解公式的用法；熟练掌握定时器的计数目标值的计算方法；PPT30-31检测与提升（15min）测一测详述UART端口初始化过程；想一想CC2530串口相关寄存器各自包含哪些内容？总结其用法。按要求开展积极调查与讨论，完成答案整理和归纳；强化对串行通信初始化的掌握；PPT344任务规划与设计（30min）说明任务要求，进行规划设计；1.系统搭建及串行通信连接A.说明通信连接体系，重点强调电平转换的处理；B.提时建立通信连接；同步进行电路分析；完成系统搭建；要求能够快速搭建系统；PPT35-372.串口通信的初始化A.UART0初始化配置过程分步说明，指导同学们识记流程，B.查阅相关SFR的描述，明确各步相关SFR值的设置；C.快速阅读初始程序，理解代码；听讲，理解程序的写法，动手模写，掌握串行通信初始化的典型程序的写法；理解掌握串行通信初始化程序设地的方法；PPT35-403.UART0的数据发送与接收(1)串行通信发送数据基本数据发送过程分析；发送单字符数据、发送字符串的程序解读，注意基本步骤实现的解读、串行通信中中断的应用、接收功能的启动；注意字符串发送功能中指针的理解；（2）串行通信数据接收基本数据接收过程分析；单字节数据接收程序解读，注意基本步骤实现的解读、串行通信中中断的应用、接收标志的设置；听讲，理解程序的写法，动手模写，掌握串行通信数据发送、接收的典型程序的写法；理解掌握串行通信数据发送和接收程序设计的方法；PPT41-434.指令控制应用主函数设计指导学生阅读主程序，明确通信的执行过程，理解初始、收发轮流进行的双工串行通信的控制实现，如收发操作切换控制等；理解CC2530对PC下发的指令的解析和执行；听讲，梳理形成对串行通信过程的理解，建立串行应用的逻辑、形成程序设计能力；理解串行通信的过程，形成串行通信的应用逻辑，初步会进行串行通信程序设计；PPT44-45设备与资源准备（5min）检查确认设备与资源的到位情况和完好性，完成系统搭建；按要求完成设备检查与系统搭建；强化动手能力；PPT46任务实施（30min）1.工程的创建、修改工程配置指导学生自主完成项目创建（2min）观摩示范后，快速完成项目创建；巩固同学们准确创建项目的能力PPT47-542.编写、分析、调试程序（25min）指导把给出的补充程序和前面各块程序整理一起，明确整个项目的组成；指导完成程序录入，重点关注串行通信配置、数据收发和主程序的逻辑设计的实现的正确性，指导完成SFR值的设置；指导同学们完成其错误的调试；根据识记完成程序录编译与调试；掌握串行通信典型程序实现，形具备逻辑较复杂的应用的调试能力；进行源代码的记忆和理解；3.程序编译与下载调试(5min)调试、生成HEX文件；完成程序下载；根据指导生成HEX，完成程序下载；提升学生项目处理能力；4.测评与分析(10min)介绍串口调试助手等工具的用法；指导学生拔掉下载器，进行串行通信程序调试；分析运行结果中的问题，指导同学们从串口通信相关配置与通信模块设计、收发控制逻辑的设计两个方面进行问题定位和故障解决；分组进行程序下载和测试，观察结果，结合教师指导和讨论完成程序调试，并进行记录和总结巩固提升同学们对本次课中所有技术的理解和认识；任务小结（10min）

引导同学们结合本任务的知识树，梳理对串行通信原理、连接、初始化、通信模块设计和具体项目控制逻辑设计等知识，强化细节认知和系统化知识构建。积极回顾复习，积极作答，加深理解；强化对本次所授内容的理解，建立知识体系，强化重难点的理解；PPT55课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案20学年度第学期课程名称传感器与传感网技术应用授课教师授课时间课时4授课类型新授课授课班级课题名称2.3使用声音、光照传感器控制楼道灯亮教学目标知识目标学习并掌握声音、光照传感器的工作原理、工作参数及使用方法；能力目标1.能够综合运用声音、光照传感器实现硬件系统搭建；2.能够熟练使用串口工具，正确采集光照传感器数据；3.能够根据应用场景的需求和选用传感器的特点，迅速的理清传感器之间的程序逻辑并绘制逻辑图。情感目标1.通过传感器的应用场景及选型的学习，激发学生的创新意识；2.通过团队合作完成光照传感器控制楼道灯光模拟系统的搭建，培养学生的协作精神及动手能力；3.通过项目中的程序逻辑训练，锻炼学生的思维能力和表达能力。教学重点1.声光控楼道开关项目系统搭建的步骤掌握；2.声光控系统程序以及光照度A/D转换程序的编写。教学难点1.声光控楼道开关项目系统搭建的步骤掌握；2.声光控系统程序以及光照度A/D转换程序的编写。教法学法讲授法、任务驱动法、讨论法等。教学手段及资源PPT、课堂任务单、实操视频，思维导图等学情分析各院校可根据自己学生学情进行填写使用教材《传感器与传感网技术应用》教材板书设计无教学环节（时间分配）教学内容及教师活动学生活动教学意图教学手段任务解读（10min）（PPT1-2）1.教师总结回顾任务一和任务二的目标及实现方法。介绍基于任务一、任务二声控或者单一光控灯光系统带来的新问题；2.通过光照传感器的实际案例介绍，引导学生进入项目设计的情境中；3.教师介绍任务2.2的结构；演示任务2.2的完成效果；介绍任务2.2的具体的考核技术指标。教师结合任务描述与要求，通过问答与学生互动1.简要说明本任务的内容和学习思路；2.解读职业能力目标：3.解读任务描述与要求：4.进行任务分析，明确任务实施所涉及到的知识点，与已学知识点形成链接。听讲、查阅网站探究问题的答案、小组讨论问题、回答问题教师对生活中的实际案例进行分析，通过问题激发学生的的思考与讨论，引导其融入项目情境中。PPT任务资讯（35min）引导问题：（PPT3）1.你是否了解生活中声光控制在其他哪些场景还有应用？2.如何把声音传感器和光照传感器综合使用，搭建起基于CC2530单片机的声光控制电路系统？讲解以下知识点：（PPT4-8）1.使用分立元件声光控开关的制作（1）优点（2）缺点（3）光照度的应用场景2.使用单片机设计声光控开关的制作的优点3.介绍基于Zigbee的CC2530自动自组网技术介绍（1）应用场景（2）基于CC2530的声光控开关1.细致听讲，初步明确任务目标2.同步梳理，快速回顾旧有知识点，建立新任务与所需知识点的逻辑框架；使学生清晰认知本任务的学习目标，形成清晰的学习思路；任务计划与决策（45min）教师通过提出问题，引导学生自主学习相关知识点。（PPT9-13）1.声光控楼道灯控制系统结构分析讲解模拟系统需要用到的模块；以及CC2530的ADC寄存器。2.声光控楼道灯光系统硬件连接分析光照传感器模块和ZigBee模块的部分端口电路，讲解声光控楼道系统的接口与功能实现3.声光控楼道灯光系统代码设计与分析根据场景需求，列出声光控楼道灯光系统程序流程图结合电路结构，完成程序的编写4.参与并指导各小组的任务计划制订过程；推选完成情况较好的小组（1-2组），选派代表上台介绍。识记、实操，边学边练，够根据场景的需求和选用传感器的特点，理清各模块之间的程序逻辑并绘制逻辑图，编写程序。锻炼实际动手能力，培养良好的职业习惯，提升职业能力。让学生体验团队协作的工作模式。学生通过自行制定任务计划，对课程教学目标中的“素质目标”进行养成PPT、视频、任务单任务实施（45min）（PPT14-27）1.硬件环境搭建强调串口工具的设置及使用按照硬件连线图，连接硬件系统。2.项目编译及链接在完成开发环境搭建及工程配置、源文件编辑后，进行代码的编译与链接，直到【Messages】区显示【Done.0error(s),0warning(s)】3.IAR下载程序用CCDebugger仿真下载器的下载线连接ZigBee模块至主机USB接口下载程序到单片机。4.结果验证将程序烧写完成后，执行IAR开发环境中的【DownloadandDebug】，在主机端应用调试工具栏的按钮进行程序调试。将程序烧录在CC2530处理器中，观察光照的强弱不同环境中，声音的有无对LED灯亮灭的控制情况。注意声音传感器阈值电压的设置2.任务实施前先对照清单准备好设备和资源。以小组为单位讨论任务计划的制订。3.在教师指导下分组开展任务实施，遇到问题及时请教老师或者同学开展讨论学生开展任务实施环节任务单PPT,Newlab实训平台，光照传感模块，zigbee模块，导线等任务检查与评价（20min）1.参与各小组的检查与评价的环节；2.完成教师评价；3.请完成情况较好的组推选代表上台介绍任务实施过程以及经验。各小组对照《任务检查评价单》进行互评；通过交流展示加深理解、记忆。通过交流展示培养学生能表达、会表达、善表达等综合能力。PPT、演示、任务单任务小结与拓展（25min）（PPT29）1.总结本任务所学的知识点与技能点。2.布置任务拓展题目，作为课后练习题检查所学知识的掌握情况及扩展应用。将课堂教学延伸到课外。培养学生良好的学习习惯。思维导图课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案20学年度第学期课程名称传感器与传感网技术应用授课教师授课时间课时4授课类型新授课授课班级课题名称3.2霍尔传感器的认知与应用教学目标知识目标1.学习并了解霍尔效应的基本原理2.学习并了解霍尔元件的结构和技术参数3.掌握霍尔集成电路中的霍尔开关元件的结构和工作原理；4.掌握霍尔集成电路中的霍尔线性元件的结构和工作原理；5、掌握霍尔传感模块的结构和功能能力目标1.会根据需求进行正确合适的霍尔集成模块选用；2.能应用霍尔传感模块进行运行状态的测量测试；3.能应用霍尔传感模块构建小型应用系统；4.能够熟练查看霍尔传感模块的型号并依据型号查找该霍尔传感模块的参数及要求；5.能够根据应用场景的需求和选用传感器的特点，迅速的理清传感器之间的程序逻辑并绘制逻辑图。情感目标1.通过传感器的应用场景及选型的学习，激发学生的创新意识；2.通过团队合作完成霍尔传感器防盗模拟系统的搭建，培养学生的协作精神及动手能力；3.通过项目中的程序逻辑训练，锻炼学生的思维能力和表达能力。教学重点1.霍尔效应、霍尔应用领域及发展趋势2.霍尔传感器模块的测量及认知；3.霍尔防盗模拟系统搭建的步骤掌握。教学难点1.霍尔线性和霍尔数字模块的使用及注意事项2.霍尔智能防盗系统构建逻辑梳理教法学法讲授法、任务驱动法、小组讨论法、实验法等。教学手段及资源PPT、课堂任务单、实操视频。学情分析此班级学生为物联网技术应用专业，学生在之前已经学习了CC2530等单片机的编程基础，通过前两个项目的学习进一步熟悉了基于CC2530的zigbee模块和模拟系统的搭建方法。但面临新项目解决新问题的知识储备和能力仍需加强。使用教材《传感器与传感网技术应用》教材教学环节（时间分配）教学内容及教师活动学生活动教学意图教学手段案例引导（5min）1.教师介绍任务二《霍尔传感器的认知和应用》的学习内容与设计目标；PPT1-22.通过生活中动态监视实现财物防盗、机密防盗、日常防盗等实际案例介绍，引导学生进入项目设计的情境中；PPT3-7听讲、查阅网站探究问题的答案、小组讨论问题、回答问题教师对生活中财物防盗、机密防盗、日常防盗等实现动态监测的实际案例进行分析，通过问题激发学生的的思考与讨论，引导其融入项目情境中。PPT任务解读（5min）任务二霍尔传感器的认知和应用PPT8-9教师结合任务描述与要求，通过问答与学生互动1.简要说明本任务的内容和学习思路；2.解读职业能力目标：3.解读任务描述与要求：4.进行任务分析，明确任务实施所涉及到的知识点，与已学知识点形成链接。1.细致听讲，初步明确任务目标2.同步梳理，快速回顾旧有知识点，建立新任务与所需知识点的逻辑框架；使学生清晰认知本任务的学习目标，形成清晰的学习思路；PPT任务资讯（35min）引导问题：PPT101.生活中的霍尔现象2.霍尔线性在生活中还有那些用途，在防盗方面可以怎么用？讲解以下知识点：PPT11-311霍尔效应、应用领域及发展趋势PPT11-16（1）霍尔效应（2）霍尔元件基本结构2.霍尔元件的测量误差及补偿方法PPT17-183.霍尔集成电路PPT19-25（1）开关型霍尔集成电路（2）线性型霍尔集成电路4.NEWLab霍尔磁传感器模块认知PPT26-31（1）霍尔磁传感模块的认识（2）霍尔磁传感模块各端口的功能及定义（3）霍尔磁传感模块各端口的一般输出电压各端口的一般输出电压听讲、查阅网站探究问题的答案、小组讨论问题、回答问题让学生掌握完成任务所需的理论知识任务计划与决策（45min）任务实施前先对照清单准备好设备和资源。教师通过提出问题，引导学生自主学习相关知识点。PPT32-381霍尔防控系统结构分析PPT32-34讲解NEWLab实验平台的接口功能；讲解继电器模块各端口的功能2.智能红外防控系统硬件连接PPT35-363.智能红外防控系统输出测量测试与软件设计前期分析根据场景需求，列出智能红外防控系统程序流程图结及设计电路结构。4.参与并指导各小组的任务计划制订过程；推选完成情况较好的小组（1-2组），选派代表上台介绍。PPT37-38学生分组合作学习识记、实操，边学边练，够根据场景的需求和选用传感器的特点，理清传感器之间的程序逻辑并绘制逻辑图锻炼实际动手能力，培养良好的职业习惯，提升职业能力。让学生体验团队协作的工作模式。学生通过自行制定任务计划，对课程教学目标中的“素质目标”进行养成PPT、视频、任务单任务实施（45min）教师按照教材和任务单，组织学生分组开展任务1.硬件环境搭建PPT39-40强调演示调零设置的方式按照硬件连线图，连接硬件系统。2.完成硬件连线图后对红外对射输出端口的电压进行测量PPT41-463.结果验证PPT47-51对比课本上给出的参照结果，讨论本次测量结果的准确性，讨论影响本次结果出现浮动的原因。以小组为单位讨论任务计划的制订。遇到问题及时请教老师或者同学开展讨论学生开展任务实施环节PPT,任务单Newlab实训平台，霍尔磁传感器模块，继电器模块，导线等任务检查与评价（20min）1.参与各小组的检查与评价的环节；2.完成教师评价；3.请完成情况较好的组推选代表上台介绍任务实施过程以及经验。各小组对照《任务检查评价单》进行互评；通过交流展示加深理解、记忆。通过交流展示培养学生能表达、会表达、善表达等综合能力。PPT、演示、任务单任务小结与拓展（25min）1.总结本任务所学的知识点与技能点。PPT52-532.布置任务拓展题目，作为课后练习题检查所学知识的掌握情况及扩展应用。将课堂教学延伸到课外。培养学生良好的学习习惯。思维导图课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案2020学年度第一学期项目名称项目四农业大棚监测系统授课教师授课时间课题名称任务三农业大棚综合模拟系统授课班级授课人数课时4教学目标知识目标1.熟悉农业大棚智能系统的基本组成和功能；2.熟悉继电器的功能和原理。能力目标1.能正确烧写程序文件；2.能正确连接线路；3.能正确使用串口助手，获取透传数据；4.能正确使用继电器。素质目标1.开放眼界，了解最新的物联网技术；2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；3.培养认真、细致的学习态度。教学重点1.单端和对端；2.继电器。教学难点1.单端和对端；2.继电器。教法学法讲授法、任务驱动法、小组合作等。教学手段资源PPT、实训设备、实操视频。学情分析各院校可根据自己学生学情进行填写使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段任务描述与要求（15min）(PPT1-3)1.教师介绍继电器的作用：低压控制高压；2.教师介绍综合实训任务的要求：传感器与执行器的联动与部署。听讲教师对自动照明和通风系统进行讲解和分析，通过问题激发学生的的思考与讨论，引导其融入任务情境中。PPT任务资讯（60min）教师讲解继电器：(PPT4-6)继电器的原理；继电器的型号信息；继电器常开与常闭；三极管放大电流和通断功能；继电器原理图。听讲、回答问题、检测设备学生在检测设备的过程中，学习继电器的知识。PPT、实物任务实施（60min）(PPT7-12)1.线路连接：单端与对端的差别；单端连接的注意事项。2.下载程序文件；3.测试光照：光照低开启灯泡；光照高关闭灯泡。4.测试有害气体：有害气体浓度高开启风扇；有害气体浓度低关闭风扇。5.综合测试：合理设计的协调器可以控制多个继电器。分组合作、操作实训学生在分组合作的过程中，掌握BasicRF组网及应用的技术。PPT、实物、软件任务拓展（45min）1.理论夯实：单端的特点及注意事项。2.实践扩展：继电器常开与常闭端的合理应用。分组合作、操作实训学生进一步掌握气敏传感器的理论知识、电路原理和使用方法。实物课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案2020学年度第一学期课程名称基于Wi-Fi的智能热水器授课教师授课时间课时4授课类型新授课授课班级课题名称基于Wi-Fi的智能热水器教学目标知识目标学习并掌握温度传感器、wi-fi通讯模块等硬件的选型及使用，完成基于Wi-Fi的智能热水器的硬件系统搭建和软件安装及全系统联调运行；能力目标在给出任务要求后，能选取合适的传感、通信、控制等模块连线，并完成设备连接通过动手实践了解系统安装和联调的过程在确定任务后，学生能迅速的根据任务资讯和产品资料制定任务规划。情感目标1.通过对模拟智能热水器应用场景的学习，激发学生的创新意识；2.通过组队完成硬件选配和软件安装调试，培养学生的协作精神及动手能力；3.通过项目中的程序逻辑训练，锻炼学生的思维能力和表达能力。4.通过交流展示培养学生能表达、会表达、善表达等综合能力。教学重点1.温度传感器的概念理解；2.M3主控模块的烧写配置、新大陆云平台项目创建、手机端APK安装设置以及系统联调。教学难点通过WI-FI模块连接云平台，同时通过手机APK远程控制硬件系统。教法学法讲授法、任务驱动法、讨论法等。教学手段及资源PPT、实操演示、任务检查评价单。学情分析各院校可根据自己学生学情进行填写使用教材自编教材板书设计无教学环节（时间分配）教学内容及教师活动学生活动教学意图教学手段课前准备（10min）了解课程结构(10min，PPT1-2)让学生明白这节课的主要学习任务就是了解温度传感器的概念、了解AndroidStudio和keil5的简单应用，并且温度传感器应用的学习是通过项目的实践来完成的，任务最终要实现基于wi-fi的远程温度获取和控制。按分组坐好，了解课堂规则为接下来的授课做好准备PPT任务资讯：短距离无线通信技术学习（25min）一、温度传感器(5min，PPT3-6)了解温度传感器的概念和本书采用的温度传感器模块的特点，举例日常生活中温度传感器的应用（空调、饮水机、烘干机、冷柜、烤箱等）二、Android(10min，PPT7-10)Android操作系统的发展历程Android与IOS的对比（引申手机操作系统的国家意义、美国对华为的软硬件封锁、华为鸿蒙系统的特点等）三、AndroidStudio(10min，PPT11-13)AndroidStudio的特点AndroidStudio的程序结构（以软件基本操作为重点，模拟器演示时强调界面与代码的联系）讨论：还有哪些设备用到了温度传感器？软件简单练习通过温度传感器在日常生活中的应用引出其在物联网时代的新应用；再通过Android系统的介绍，引出Android软件的开发环境，并最终引出本节借助手机APK远程控制热水器任务的学习。PPT、教师讲解及演示任务计划与决策（20min）一、任务分析(10min，PPT14-16)团队讨论：任务的主要目标是什么？团队如何分工？实现任务目标需要哪些步骤？各步骤有哪些难点和注意事项？二、设备与资源准备(10min，PPT17-18)1、任务要用到哪些硬件设备？2、设备是否有故障？3、设备选型是否最优，有没有不同方案？分组讨论任务计划并确定各小组队长分组讨论方案并选择硬件，同时对硬件进行简单故障检测让学生了解任务的主要目标，并懂得如何根据任务需求去做选择模块等硬件；通过团队讨论确定分工和步骤，并明确所需设备资源。PPT、教师各组巡视指导，在各小组确定队长后，明确队长要求（汇报进度、沟通难点等）任务实施（120min）一、方案设计（20minP19-23）1．熟悉智能热水器的系统方案，明白各模块的作用和相互之间的关联2．尝试制作该方案的拓扑图（动手环节）二、M3程序设计（30minP24-28）1．熟悉M3主程序流程图2．熟悉KEIL5软件界面和程序主文件3.掌握云平台配置文件并尝试修改参数4．熟悉温度控制主程序（本小节在让学生熟悉程序流程基础上，以软件配置和主参数设置为重点）三、APK设计（20minP29-31）1．熟悉手机端APK设计的软件环境2．熟悉手机端APK程序的功能和结构。3.熟悉手机端APK程序的业务流程图4.安装并设置APK。四、云平台设置（20minP32-36）1．登录云平台并注册账户。2．在开发者中心新增项目并添加设备。3.生成。五、程序及模块联调（30minP37-43）1．M3模块烧写软件安装设置并完成模块烧写。（烧写前注意硬件型号和软件版本，确认硬件拨码开关和平台通讯模式；烧写时注意软件烧写设置如端口、波特率等）2．按照接线图提示完成模块安装。3.接通电源，打开云平台确认设备在线情况；打开手机端APK确认数据收发和远程控制。（时间允许时，分组内交换分工再做一遍）分组讨论和实操。本次任务各步骤连贯性较强，在任务开始前，先确认方案拓扑图和各步骤逻辑结构和流程图等；在硬件联调时，确认连线和拨码开关正确后方可上电；通过先熟悉整体方案设计、M3程序设计和apk程序流程，让学生对整个框架的逻辑结构、数据传输等有充分理解和把握后，再通过具体实操让学生对整个从理论到实践有更深的理解；任务结束后，强调设备归位和现场整理，培养学生良好的职业素养。PPT、教师演示、各种图例（拓扑图、流程图、硬件接线图等）、任务检查评价单任务检查与小结（15min）任务小结（15minP44-46）1．完成任务检查评价单2．巩固任务中涉及的知识点：温度传感器、AndroidStudio和keil5等。3．分析技能实践中容易导致任务失败的关键点：云平台参数设置、软件烧写拨码和设置等填写评价单、分组打分任务检查评价单可分组相互打分后再由教师点评分组讨论、教师点评课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案学年度第学期项目名称基于RS-485总线的商超环境监测系统授课教师授课时间课题名称RS-485总线节点烧写和配置授课班级授课人数课时4教学目标知识目标掌握RS-485总线节点不同的烧写方法掌握RS-485总线节点的相关配置方法能力目标掌握RS-485总线中节点固件的烧写方法能够对RS-485总线终端节点进行相关配置素质目标1.培养开阔灵活的思维能力、积极主动的探索精神；2.培养善于沟通、自我表达、互相协作的团队意识；3.使同学们具备严谨细致的工作态度；教学重点掌握RS-485总线节点不同的烧写方法掌握RS-485总线节点的相关配置方法教学难点总线节点烧写方法教法学法问题讨论法、讲授法、任务驱动法等。教学手段资源PPT、图片、NEWLab实验套件学情分析各院校可根据自己学生学情进行填写使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段课程引入（5min）我们上次课程学习了RS-485总线的搭建，但是整个系统没有运行起来，大家都知道计算机系统由硬件和软件组成，我们所看到的商超环境监测系统有了硬件这个躯体，需要软件来驱动，让其工作起来。接下来我们需要讲解如何给我们的系统注入活力——RS-485总线节点烧写和配置RS-485总线属于主从结构，在我们总线中就有主节点和从节点的烧写程序，对从节点需要进行配置听讲让学生明白为什么需要RS-485总线节点烧写和配置PPT知识点1引入（25min）RS-485总线节点烧写方法教师通过两个问题引入该知识点的讲解：1、对RS-485总线节点烧写的文件类型怎么对RS-485总线进行烧写接下来教师对hex文件进行讲解并讲解其由来。（虽然对中职学生RS-485编程不做要求，但学生需要知道hex文件怎么生成，用何种软件生成）学生小组讨论问题，各个小组进行作答让学生认识该知识点的重要性学习hex文件由来为高职打基础PPT、小组网络搜索知识点1讲解（60min）教师详细讲解总线节点烧写方法，主要分为三种烧写方法。第一种烧写方法智慧盒烧写方法。让学生认识智慧盒实物，并告诉学生智慧盒使用方法和用途。讲解M3主控模块使用智慧盒烧写方法。第二种串口烧写方法，介绍PC和笔记本串口烧写的方法第三种介绍仿真器烧写方法。最后让学生对三种方法的相同点和不同点进行对比分析注意：教师在讲解实训过程中可能有同学看不到，可以结合PPT和视频，先培训小组长，让小组长培训组员的方法学生进行三种方法实训小组讨论三种方法的相同点和不同点学生掌握总线节点烧写的三种方法NEWLab套件，PPT知识点2引入（10min）RS-485总线节点配置方法教师引导学生思考为什么要进行总线节点配置。教师从RS-485编程入手分析总线节点配置中地址设置的原由小组讨论，听讲了解为什么要进行节点配置电脑及节点配置软件工具知识点2讲解（20min）教师对总线节点配置的软件应用进行讲解再次强调串口号查看的方法对节点配置方法进行讲解，首先培训组长，让组长培训组员。小组合作，听讲掌握节点配置方法PPT及节点配置软件工具课程实训（50min）学生使用三种节点烧写方法对节点进行烧写学生使用节点配置方法对节点进行配置最后以接龙方法对该实训内容进行检查小组合作，实训对商超环境监测系统中节点进行烧写及配置NEWLab套件任务拓展（10min）想一想，测一测理解要求，总结做答强化对重难的掌握。PPT课后反思《传感器与传感网技术应用》课程教案学年度第学期项目名称基于CAN总线的汽车监测系统授课教师授课时间课题名称CAN总线数据抓包与分析授课班级授课人数课时4教学目标知识目标了解CAN总线的通信帧类型能力目标掌握CAN总线数据的抓包的方法素质目标1.培养善于沟通、自我表达、互相协作的团队意识；2.使同学们具备严谨细致的工作态度；教学重点掌握CAN总线数据的抓包的方法教学难点了解CAN总线的通信帧类型教法学法问题讨论法、讲授法、任务驱动法等。教学手段资源PPT、图片、NEWLAB实训平台学情分析此班级学生为物联网技术应用专业，学生在之前已经学习了CC2530等单片机的编程基础，在项目六了解了485总线的基础知识和搭建方法，在任务一已经学习了CAN总线的总线的概念和工作原理，了解了CAN接口和CAN接口芯片功能，掌握了CAN总线的搭建和总线的故障检测方法；已经学会CAN总线节点的烧写和配置方法。使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段任务解读（10min）任务三CAN总线数据抓包与分析1.简要说明本任务的内容和学习思路；2.解读职业能力目标：(1)了解CAN总线的通信帧类型(2)掌握CAN总线数据的抓包的方法细致听讲，同步梳理形成对任务实施规划的理解；快速分组网络调查与交流，建立对任务解读部分重点词汇的实步了解；使学生清晰认知本任务的学习目标，形成清晰的学习思路；PPT新课部分知识储备1. CAN通信帧类型（60min）CAN总线数据帧的类型和用途（10Min）CAN总线上传输的帧是CAN帧，CAN的通信帧通常分为以下五种类型：序号帧类型帧用途1数据帧用来节点之间收发数据，是使用最多的帧2遥控帧（远程帧）接收节点向发送节点接收数据3错误帧某节点发现帧错误时用来向其他节点通知的帧4过载帧接收节点用来向发送节点告知自身接收能力的帧5帧间隔将数据帧、远程帧与前面帧间隔的帧数据帧一个数据帧由7个段构成，分别为帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束。A.帧起始帧起始由一个显性位（低电平）组成，发送节点发送帧起始，其他节点同步于帧起始；只有当总线处于空闲状态（总线电平呈现隐形状态）时，才允许站点开始发送信号。仲裁段控制段数据段CRC段CRC校验段由15位CRC值和CRC界定符组成。ACK段帧结束遥控（远程）帧错误帧过载帧教师讲解为主：教师通过PPT展示、让学生了解CAN通信帧的类型，总共五种类型。学生小组合作讨论，更加深刻的理解各种通信帧的数据格式。使同学们深入了解CAN通信帧类型PPT、各种帧类型的示意图任务小结（10min）1.采用问题引领方式，总结本任务所学的知识点与技能点。串口通信的基础知识CAN控制器和收发器CAN总线终端节点的烧写方法积极回顾复习，积极作答，加深理解；强化对本次所授内容的理解，建立知识体系，强化重难点的理解；知识体系结构图任务实施（90min）对已经搭建完成的数据进行抓包和分析。(1)教师将以下硬件设备发给学生。（15min）电脑1台/组NEWLAB实训平台1套/组M3主控模块3个/组USB转CAN调试器1个/组USB_CAN_DebugTool工具1个/组（2）CAN通信基本参数配置（3）数据分析A.USB_CAN调试器接收数据B.串口接收数据分析小组合作进行任务实施，通过查看PPT和书本上的实验步骤完成整个基于CAN总线的智能汽车监测系统的数据抓包和分析。要求组内每个成员都进行一次CAN通信基本参数的设置和数据分析。最后小组长进行汇报整个系统的搭建情况。通过实训课使学生掌握基于CAN总线的智能汽车监测系统的数据抓包和分析的方法。实训课，所有CAN总线数据抓包与分析所需硬件设备、实训情况记录表任务拓展（10min）想一想，测一测理解要求，课下复习做答强化对重难的掌握。PPT课后反思PS：1.建议教学环节是否能增加一个学生自主学习、教师总结归纳的的环节。2.所有的环节建议增近对应的PPT页数。《传感器与传感网技术应用》课程教案学年度第学期项目名称项目八智能交通灯系统授课教师授课时间课题名称任务一串口控制交通灯授课班级授课人数课时4教学目标知识目标1.了解超声波的定义和特点；2.掌握超声波传感器的结构、工作原理、应用电路和信号收发过程；3.掌握超声波测距的典型应用电路和计算方式；能力目标1.掌握应用AT指令进行NB-IoT模组初始化的方法；2.掌握超声波模块与M3模块的连接方法和程序的烧写方法；素质目标1.培养开阔灵活的思维能力、积极主动的探索精神；2.培养善于沟通、自我表达、互相协作的团队意识；3.使同学们具备严谨细致的工作态度；教学重点1.指导学生完成应用AT指令实现模组初始化；2.掌握超声波传感器的结构、工作原理、应用电路和信号收发过程；教学难点1.指导学生完成应用AT指令实现模组初始化；2.超声波传感器的原理分析；教法学法问题讨论法、讲授法、任务驱动法等。教学手段资源PPT、图片。学情分析使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段任务解读与回顾（5min）任务一NB-IoT模块初始化1.任务描述再次解读任务描述构建分布式水位测试系统，接入公网。听讲，把握任务的目标使学生清晰认知本任务目标PPT1-22.任务要求结构任务要求对知识及技能，采用提问方式引导学生回顾上次课内容的大概；强调本次课任务实现部分即应用AT指令完成NB模组的初始化；听讲，回答提问，与老师同步完成知识梳理；关注任务实现目标；回顾加强对LoRa,NB-IoT基础知识的掌握，明确重视应用AT指令初始化模组的任务；新课部分知识积累5.应用AT指令初始化NB-IoT模块（30min）**简要说明NB模组初始化的方法和思路：用AT指令五段操作；**关于WIFI配置中的AT指令示例的回顾；**AT指令的分类和格式；听讲，同步回顾AT指令的实例与常识；大体建立应用AT指令的思路；建立应用AT指令NB模组初始化的认知；PPT5(1)检测NB模组基本信息。AT：检测NB模组可用状态。AT+CGMI、AT+CGMM，AT+CGMR。**演示操作、说明思路，引导学生观察分析模组参数，判定模组入网情况；听记初始化思路；看演示，听分析，记命令的用法；掌握检测NB模组基本信息的AT指令和用法；建立处理思路；PPT5-7(2)检测通信参数。AT+CIMI，AT+CSQ?。**演示操作、说明指令功能，引导学生观察分析结果，判定模组参数情况；**强调通过本部分结果判定入网情况；听记初始化思路；看演示，听分析，记命令的用法，会分析结果；掌握检测NB模组基本信息的AT指令和用法；建立处理思路；(3)设置连接通知，支持通信状态跟踪。AT+CSCON=1，AT+CEREG=2，AT+NNMI=1。**演示操作，强调按步骤有序设置连接参数，引导学生观察分析结果，判定设置完成情况；听记初始化思路；看演示，听分析，记命令的用法，掌握配置模组入网参数的方法和结果分析的方法掌握检测NB模组基本信息的AT指令和用法；建立处理思路；(4)建立入网连接。AT+CFUN=1，AT+CGATT=1，AT+NCDP=IP,Port。**演示操作，强调按步骤有序进行初始化，引导学生观察分析结果，判定模组入网情况；听记初始化思路；看演示，听分析，记命令的用法，会分析结果；掌握配置模组入网的步骤和各步指令，会明确分析入网状态。(5)检测模块工作状态。AT+CFUN?，AT+CSQ?，AT+CGATT?，AT+CEREG?，AT+CSCON?，**演示操作，完成模组的工作状态、信号强度、附着成功否、网络注册状态、连接状态等关键入网信息的查看；听记初始化思路；看演示，听分析，记命令的用法，会分析结果；掌握配置模组入网状态的关键信息的查看和分析方法；检测与提升（10min）测一测想一想指导学生按要求应用AT指令，巩固指令用法。组织分组讨论指令的结果；完成指定任务，记忆理解指令的功能和用法，并讨论分析结果；加深对关键初始化指令的掌握，强化初始化的思路；PPT8任务规划与设计（10min）1.NB-IoT模组与主芯片间的通信结构A.扣图说明NB-IoT模组与M3芯片间基于串口建立的通信；B.详细分析MCU上两个串口功能的区分、入网通信的波特率等指示及应用AT初始化入网；C.扣图引导学生认知模块的各部分结构，重点关注拨码开关、预留按键的功能；听讲，观察，理解通信体系的结构，梳理通信的建立思路；观察模块实物，识记对各部分的功能理解模块建立NB-IoT通信的结构、原理和建立思路；对NB-IoT模块及各部分的功能建立清晰的认识；PPT9-122.NB-IoT模块与应用AT指令初始化重申强调模块入NB-IoT的通信建立和在上位机实现配置的思路；按指导强化对操作流程和重点环节的理解记忆；明确配置过程；设备与资源准备指导学生按清单核对和检测设备完成设备核对和检测；使学生认识设备，建立对体系的认知；PPT13任务实施（40min）

1.建立硬件连接A.操作演示：硬件安装与连接；B.指导学生分组完成操作；C.进行操作情况检查，确保同学们完成；观察演示，识记操作过程；分组完成操作；掌握NB-IoT模块安装和通信体系建立的方法；PPT14-212.实现主芯片与NB模组间的连接设置A.引导学生认知区分模块上NB-IoT通信相关拨码开关及信号的功能、位置，说明建立通信的过程及各开关配合的方式；B.操作演示：分步演示过程，强调各部件配合情况、最终模块状态的观察；C.组织学生分组完成；观察演示，识记操作过程；分组完成操作；模块建立通信的开关及信号处理方式；3.设置串口通信参数与NB通信匹配A.简要说明上位机端口参数设置，强调应用串口助手下发AT指令；B.演示简单演示AT指令下发执行；观察演示，识记操作过程；分组完成操作；上位机端通信的配置和AT指令下发的方式；4.应用AT指令进行模块参数检测A.指令简单说明B.指导学生完成本部件初始化，并进行结果交流讨论。C.指导校正操作中的问题，解读分析指令结果；根据指导应用AT指令进行模组通信建立配置，讨论分析结果、深入对初始化过程中反馈信息的理解和处理方法；AT指令的应用方法和模组入网信息分析与调整的方法；5.应用AT指令配置NB模组入网连接A.指令简单说明B.指导学生完成本部件初始化，并进行结果交流讨论。C.指导校正操