传感器与传感网技术应用 教案 项目二 楼道灯光系统

北京新大陆时代教育科技有限公司《传感器与传感网技术应用》课程教案《《传感器与传感网技术应用》授课教案授课教案北京新大陆时代教育科技有限公司《传感器与传感网技术应用》课程教案《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2.1使用声音传感器控制楼道灯亮教学目标知识目标学习并掌握开关量、数字量、模拟量传感器的应用、选型及使用方法；能力目标1.能够识别声音传感器，能够查阅声音传感器手册；2.能够熟练使用设备，正确采集声音传感器数据；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.通过团队合作完成声音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.开关量、数字量、模拟量传感器的概念理解；2.声控楼道开关项目系统搭建的步骤掌握。教学难点声控楼道开关项目系统程序逻辑梳理教法学法讲授法、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。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案例引导（5min）1.教师介绍项目二《楼道开灯》的学习内容与设计目标；（PPT1-4）2.通过生活中城市基础设施建设全面改善，老旧小区改造的实际案例介绍，引导学生进入项目设计的情境中；（PPT6）3.课前准备（PPT5）教师介绍任务2.1模拟声控楼道开灯系统的结构；演示任务2.1的完成效果；介绍任务2.1的具体的考核技术指标。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生活中城市基础设施建设全面改善，老旧小区改造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）任务一使用声音传感器控制楼道灯亮教师结合任务描述与要求，通过问答与学生互动（PPT5-6）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：（PPT7）1.你是否有过自己更换灯泡的经历？2.你认为楼道灯光系统该如何改造才能实现节能和智能化管理？讲解以下知识点：（PPT8-35）1.传感器及数据采集（1）传感器的定义（2）传感器的分类（3）传感器的选择2.声音传感器（1）工作原理（2）工作参数（3）应用电路3.NEWLab声音传感模块认识（1）声音传感模块电路板认识（2）声音传感模块的工作原理听讲、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。（PPT36-42）1.声控楼道灯控制系统结构分析讲解NEWLab实验平台的接口功能；讲解ZIGBEE模块的对应接口。2.声控楼道灯光系统硬件连接3.声控楼道灯光系统代码设计与分析根据场景需求，列出声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。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，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）教师按照教材和任务单，组织学生分组开展任务（PPT43-52）1.硬件环境搭建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.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，观察声音的有无对LED灯亮灭的控制情况。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，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）1.总结本任务所学的知识点与技能点。（PPT53-54）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》授课教案授课教案北京新大陆时代教育科技有限公司《传感器与传感网技术应用》课程教案《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2.2使用光照传感器控制楼道灯亮教学目标知识目标学习并掌握光照传感器的工作原理、工作参数及使用方法；能力目标1.能够识别光照传感器，能够查阅光照传感器手册；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.光照传感器的概念理解；2.光控楼道开关项目系统搭建的步骤掌握。教学难点1.光控楼道开关项目系统程序逻辑梳理2.CC2530串口通讯及寄存器相关知识应用教法学法讲授法、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。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）（PPT1-3）1.教师总结回顾任务一的目标，及实现方法。介绍基于任务一声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.教师结合任务描述与要求，通过问答与学生互动简要说明本任务的内容和学习思路；解读职业能力目标：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。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视频资源Newlab实训平台任务资讯（35min）引导问题：（PPT4）1.你是否了解生活中各类光照概念以及应用？2.你认为声控楼道灯光系统该如何改造才能实现节能和智能化管理？教师通过提出问题，引导学生自主学习相关知识点。（PPT5-34）1.光照度概念（1）光照度的定义（2）光照度的单位（3）光照度的应用场景2.光敏传感器（1）工作原理（2）常见结构（3）应用参数（4）应用情况3.数据采集（1）模拟信号与数字信号（2）数据采集系统的构成（3）模数转换4.温度/光照传感模块认识（1）光照传感模块电路板认识（2）光照传感电路工作原理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视频资源任务计划与决策（45min）教师结合教材与任务单，分析任务系统设计及实现任务的程序逻辑。指导学生按小组完成计划与决策。（PPT35-41）1.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；以及信号传输的通道。2.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，讲解光控楼道系统的接口与功能实现3.光控楼道灯光系统代码设计与分析根据场景需求，列出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。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。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）教师指导学生分组开展任务实施，（PPT43-54）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，观察光照的强弱对LED灯亮灭的控制情况。遇到问题及时请教老师或者同学开展讨论1.进一步明确任务实施的步骤2.复习巩固环境搭建、IAR开发、编译、下载程序烧写等工作流程PPT,任务单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）（PPT55-56）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》授课教案授课教案《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