车路协同系统装调与测试 教案 项目三：云平台测试与数据处理

广州职业技术大学课程教案（2024—2025学年第1学期）课程名称车联网技术与应用使用班级使用教师编制教师教研室物联网技术与应用学院智慧汽车学院编制日期2024年6月广州职业技术大学教务处制《车联网技术与应用》教案三一、授课信息课程名称车联网技术与应用授课对象教学单元名称云平台测试与数据处理教学场所授课形式理实一体化授课学时12教材课程标准车联网技术与应用课程标准单元及内容分析学情分析（知识与技能基础、认知与实践能力、学习特点）知识基础具备云计算、云平台相关基础知识技能基础能讲解云平台与车端、路端之间的通信原理学习特征对云平台、车路协同有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标移动边缘计算的定义[K32]；移动边缘计算与云计算的异同[K33]；MEC系统的基本框架[K34]；云平台交互协议的类型[K35]；HTTP和HTTPS的区别[K36]；MQTT协议通信模型和应用优势[K37]；HTTP/HTTPS与MQTT协议的区别[K38]；云平台测试内容[K39]；信号机的作用[K40]；信号灯消息的作用[K41]；车载单元与信号机的通信方式[K42]；车路协同系统的信号灯交互流程[K43]；Python基础语法的使用方法[K44]；使用Python和paho-mqtt库进行MQTT通信的流程[K45]；Tkinter的使用方法[K46]；通行允许相位与通行保护相位的区别[K47]；Python基础语法的使用方法[K48]；Canvas组件的使用方法[K49]。能力目标能完成MEC应用程序的安装[A18]；能应用MEC管理系统配置感知设备[A19]；能应用WinSCP传输软件替换算法包和配置文件[A20]；能完成云平台监控管理功能与数据管理功测试[A21]；能完成云平台信息发布功能测试[A22]；能完成信号机的调试[A23]；能在OBU上测试SPAT消息的一致性[A24]；能测试RSU上报SPAT消息的一致性[A25]；能完成RSI消息的接收功能开发[A26]；能完成RSI消息的处理功能开发[A27]；能完成RSI消息的实时监控功能开发[A28]；能完成SPAT消息的处理功能开发[A29]；能完成SPAT消息的实时监控功能开发[A30]。素质目标增强学生在专业领域的自信心和荣誉感；引导学生清晰表达自己的想法，增强沟通能力；培养学生团队合作精神；激发学生面对挑战时的坚持精神；培养学生的意志力和精益求精的品质；引导学生了解科学探索的价值；引导学生思考科技的价值导向；让学生明白打造高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系的重要性；让学生明白5G+云网技术的科技创新在社会发展中的重要作用；引导学生学习医护人员和建筑工人的奉献精神；培养学生以人民为中心的服务理念；引导学生树立正确的社会主义核心价值观；培养学生的创新精神和探索精神。教学重点和难点重点：MQTT协议通信模型和应用优势、信号灯消息和侧测消息的结构、信号灯数据应用架构、paho-mqtt库和Tkinter库的使用方法、Canvas组件的使用方法、允许相位与通行保护相位的区别、应用MEC管理系统配置感知设备、云平台的功能测试、调试交通信号控制机、测试信号灯消息一致性、五大消息类型的定义和作用、RSI消息处理项目开发、SPAT消息处理项目开发难点：应用MEC管理系统配置感知设备、RSI消息处理项目开发、SPAT消息处理项目开发二、教学策略设计理念激发学生的学习热情和自主学习能力：教案应结合实际设备的解决方案，让学生了解车联网的应用架构，积极培养学生对云平台的测试能力，激发学生的学习热情和自主学习能力：学生以实际设备为载体，完成V2X消息的处理开发项目。培养学生的团队协作和沟通能力：教案应设计团队合作的项目，让学生在实践中学会团队协作，掌握沟通技巧。教学方法与手段（根据教学内容和学生学习特点科学选择教学方法和手段）理论教学：详细讲解移动边缘计算与云计算的异同、MQTT协议通信模型、信号灯数据应用架构、Python基础语法、相关Python库的使用，帮助学生理解消化。案例教学：通过进行实际云平台的功能测试，具象化解释通信单元与云平台之间的通信过程。互动教学：通过课堂讨论、小组合作等方式，鼓励学生积极参与，提高学生的课堂参与度和学习效果。多媒体教学：利用多媒体技术，如视频、PPT等，提供丰富的教学资源和多样化的学习方式。网络教学：利用网络平台，如在线课程、学习社区等，提供灵活的学习方式和及时的学习支持。教学资源（能合理运用信息技术、数字资源、信息化教学设施设备提高教学与管理成效）教材：参考资料：云服务器环境部署课件：制作精美的课件，包括PPT、视频、动画等形式，帮助学生更好地理解和掌握课程内容。课程设计和案例：结合课程内容，以路杆设备、OBU和云平台为载体，让学生在实践中学习和掌握云平台的测试方法、信号灯调试方法、信号灯消息一致性测试方法、RSI消息处理项目开发方法、SPAT消息处理项目开发方法。在线课程：提供超星在线课程资源，包括课件、学生手册、学生工作页、题库等，让学生可以随时随地学习。学习社区：建立学习社区，提供学习交流和讨论的平台，鼓励学生互相学习和分享经验。教学评价（改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价）知识掌握程度：通过作业、课堂问答等方式，了解学生对课堂内容的掌握程度。学习态度和积极性：通过课堂表现、小组合作、学习态度等方面，评价学生的学习态度和积极性。在评价过程中，可以采用多种评价方式，如教师评价、学生自评、互评等，以全面、客观地评价学生的学习成果和表现。同时，应注重评价的及时性和反馈性，及时给予学生反馈和指导，帮助学生更好地掌握知识。三、教学活动安排课中内化教学环节与内容（标注时长）教师活动学生活动设计意图移动边缘计算概述、C-V2X与移动边缘计算融合应用场景、远程连接服务器(1学时)讲解移动边缘计算的定义、边缘计算与云计算的区别、MEC基本框架、C-V2X与移动边缘计算融合应用场景、远程连接服务器问题解答认真听课，学习移动边缘计算提问通过详细讲解，理解移动边缘计算MEC应用程序安装、感知设备配置(1学时)讲解MEC应用程序安装、感知设备配置的方法与步骤实操演示布置任务问题解答认真听课积极主动思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生掌握MEC应用程序安装、感知设备配置的方法云平台交互协议及消息结构（1学时）讲解云平台交互协议、MQTT协议的特点、云平台的测试目的与测试内容、BSM消息与RSI消息结构问题解答认真听课，积极思考提问通过讲解云平台交互协议、MQTT协议，让学生更好地理解云平台与设备之间的通信原理云平台通信功能测试(1学时)讲解云平台通信功能测试方法与步骤实操演示布置任务问题解答认真听课积极主动思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生掌握云平台通信功能测试方法信号灯消息、信号灯数据应用架构(1学时)讲解信号灯消息的结构和作用、信号灯数据应用架构问题解答认真听课积极思考提问通过讲解信号灯消息的结构和作用、信号灯数据应用架构，让学生了解信号灯在车路协同系统中的作用交通信号控制机的调试、测试信号灯消息一致性（1学时）讲解交通信号控制机的调试、测试信号灯消息一致性的方法与步骤实操演示布置任务问题解答认真听课积极主动思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生掌握交通信号控制机的调试、测试信号灯消息一致性的方法Python基础语法、paho-mqtt库、Tkinter库（1学时）介绍Python基础语法、paho-mqtt库、Tkinter库问题解答认真听课积极思考提问通过讲解Python基础语法、paho-mqtt库、Tkinter库，为学生做RSI消息处理开发做知识铺垫RSI消息处理项目开发（1学时）介绍云服务器通过MQTT通信接收RSI消息、云服务器处理RSI消息、通过Tkinter窗口实时显示处理后的数据的开发内容讲解功能验证的方法实操演示布置任务问题解答认真听课积极主动思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生更好地完成RSI消息处理项目开发Python基础语法和Canvas组件（1学时）讲解通行允许相位与通行保护相位的区别、Python基础语法的使用方法和Canvas组件的使用方法问题解答认真听课积极思考提问通过讲解Python基础语法和Canvas组件，为学生做SPAT消息处理开发做知识铺垫信号灯消息处理项目开发(1学时)讲解云服务器通过MQTT通信接收SPAT消息、云服务器处理SPAT消息和通过Tkinter窗口实时显示交通信号灯相位状态实操演示布置任务问题解答认真听课积极主动思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生更好地完成S