传感器与传感网技术应用 教案 项目三 智能防盗系统

《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3.1红外传感器教学目标知识目标1.学习并了解红外传感器的基本原理和构造2.掌握红外传感器技术手册的查阅方法；3.掌握红外光电传感器的结构和工作原理，能力目标1.会根据需求进行正确合适的红外外光电传感器选用；2.能应用红外传感器模块进行运行状态的测量测试；3.能应用红外传感器模块构建小型应用系统；4.能够熟练查看红外光电传感器的型号并依据型号查找该红外光电传感器的参数及要求；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.通过团队合作完成红外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.光电效应、光敏二极管三极管的结构和工作原理、红外光电传感器等技术指标和概念的理解；2.红外防盗模拟系统搭建的步骤掌握。教学难点1.红外光电原理和红外光电注意事项2.智能防盗系统程序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.教师介绍项目三《智能防盗系统》的学习内容与设计目标；PPT1-22.通过生活中财物防盗、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；PPT33.课前准备教师介绍任务3.1红外防盗模拟系统的结构；PPT4-5演示任务3.1的完成效果；PPT6-7介绍任务3.1的具体的考核技术指标。PPT8-9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）任务一红外光电传感器认知教师结合任务描述与要求，通过问答与学生互动PPT10-111.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：PPT121.你是否知道红外线？2.生活中红外线都有哪些用途？讲解以下知识点：PPT13-271.红外光电传感器PPT13-20（1）对射型红外光电传感器（2）反射型红外光电传感器2.红外传感器认知PPT21-27（1）红外传感模块的认识（2）各端口的功能及定义（3）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。1.红外防控系统结构分析PPT28-30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PPT31-323.智能红外防控系统输出测量测试与软件设计前期分析PPT33-34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。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PPT35-38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PPT39-433.结果验证PPT44-50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，红外传感器模块，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。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。PPT51-532.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》授课教案授课教案《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》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3.3红外传感器与霍尔传感器的综合应用教学目标知识目标1.掌握电信号的形式及相互转换，了解模拟信号和数字信号的联系与区别；2.学习并掌握红外传感模块的结构、功能和技术参数；3.学习并掌握霍尔传感模块的结构、功能和技术参数；4.掌握系统集成时CC2530单片机为基础ZigBee模块的端口分配及设定原则；能力目标1.会根据需求设定合适的单片机端口并对端口功能进行配置；2.能依据传感器类型选择合适的单片机功能来完成数据的采集及应用；3.能依据系统结构画出程序流程图；4.能够依据流程图分析各模块的功能并进行模块化程序设计。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.通过团队合作完成智能防盗模拟系统的搭建及程序的分析编写，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.红外传感器模块的功能分析及设定；2.霍尔传感器模块的功能分析及设定；3.防盗系统的功能设定及单片机各端口功能分析。教学难点1.外部中断、内部中断、输入端口、输入端口的区别、设定和选用原则；2.智能防盗系统构建逻辑梳理及程序编写。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.教师介绍任务三《红外传感器与霍尔传感器的综合应用》的学习内容与设计目标；PPT1-22.课前准备PPT3-7教师介绍任务3.3智能防盗模拟系统的结构；演示任务3.3的完成效果；介绍任务3.3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思考与讨论，引导其融入项目情境中。PPT任务解读（5min）任务一红外传感器与霍尔传感器的综合应用PPT8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：PPT91.你在日常生活中是怎样防盗的？效果怎么样？2.如果防盗的手段单一会产生怎样的效果？如何避免这种情况的出现？讲解以下知识点：PPT10-201.电信号的形式与转换（1）模拟信号（2）数字信号（3）A-D转换（4）CC2530中的ADC模块2.智能防盗系统架构分析PPT21-22智能防盗系统功能3.传感器作用分析及GPIO端口分配PPT23-29（1）传感器作用分析（2）GPIO端口分配及功能定义听讲、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。1智能防盗综合系统的逻辑组成PPT30-32（1）讲解讲解智能防盗系统的功能及实现功能的传感器；（2）讲解智能防盗系统的逻辑功能系统图。2.端口分配及编程