车路协同系统装调与测试 教案全套 项目1-6：通信终端的功能验证-TBOX与TSP安全

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》教案一一、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通信终端的功能验证教学场所授课形式理实一体化授课学时14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）知识基础具备智能网联汽车基础知识、网络通信基础知识技能基础能讲解网络通信原理学习特征对网络通信、车联网有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标车联网的基本概念与内涵[K01]；智能网联汽车的网联化分级[K02]；车联网与物联网的关系[K03]；车内通信网络的分类[K04]；车内通信网络的功能特点[K05]；CAN、LIN、MOST总线的特点及应用[K06]；车路协同和C-V2X的概念[K07]；C-V2X的体系架构[K08]；C-V2X的应用场景[K09]；C-V2X的通信技术和通信接口名称[K10]；OBU和RSU在车路协同系统中的作用[K11]；OBU的结构[K12]；RSU的结构及分类[K13]；OBU和RSU的接口定义和功能[K14]；C-V2X模组架构[K15]；车-路直连通信系统架构[K16]；C-V2X测试目的与测试内容[K17]；V2X性能测试的指标[K18];ASN.1的数据类型和语法规则[K19]；应用层交互数据集的组成[K20]；DAY1标准中消息体的类型[K21]；DAY1标准中五大消息体的定义和作用[K22]。能力目标能画出车联网的系统架构和组成[A01]；能画出CAN、LIN、MOST总线的结构[A02]；能阐述智能网联汽车与传统车辆用到的总线之间的联系[A03]；能阐述中国选择C-V2X技术路线的理由[A04]；能测试OBU的定位功能和PC5模组状态[A05]；能测试RSU的定位功能和PC5模组状态[A06];能完成PC5接口互通性测试[A07]；能测试OBU的收发功能[A08]；能测试RSU的收发功能[A09]。素质目标培养学生精益求精，严谨认真的工匠精神；引导学生形成科学的思维方式和积极的求知态度；培养学生的逻辑思维能力；激发学生的探索精神；激发学生的创新精神和实践能力；培养学生严谨认真的工作态度和职业精神；激发学生为国家科技进步贡献力量的责任感；引导学生树立正确的社会主义核心价值观；激发学生对智能化的研究兴趣；通过实操任务，帮助学生树立爱岗敬业的职业素养；培养严谨细致、全面分析问题的能力；引导学生形成科学的思维方式和积极的求知态度。教学重点和难点重点：车联网的基本概念和系统架构、车内通信网络的分类和功能特点、车路协同和C-V2X的概念、C-V2X的通信技术和通信接口、通信单元的接口定义和功能、通信单元的定位功能和PC5模组状态的测试方法、车-路直连通信系统架构、车-路直连通信系统性能测试的指标、PC5模组收发功能测试、ASN.1的数据类型和语法规则、五大消息体的定义和作用难点：车联网的系统架构、C-V2X的通信技术和通信接口、PC5模组收发功能测试、五大消息体的定义和作用二、教学策略设计理念激发学生的学习热情和自主学习能力：教案应结合一些实际的车联网应用，让学生了解车联网的实际应用场景，积极培养学生对通信单元的测试能力，激发学生的学习热情和自主学习能力：学生使用实际的通信设备完成设备的调试过程，激发学生的好奇心。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：详细讲解车联网的发展背景、车联网及车路协同的系统架构、通信单元的功能及接口定义、通信单元之间的通信原理，帮助学生理解消化。案例教学：通过进行实际设备的收发测试，具象化解释通信单元之间的通信过程。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：adb下载安装配置以及环境变量的配置课件：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，以车载单元和路侧单元为载体，让学生在实践中学习和掌握车载单元和路侧单元的功能验证方法、PC5模组收发功能测试方法、V2X应用层消息收发测试方法。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车联网的内涵与发展背景(1学时)讲解车联网发展背景和发展历程、车联网的概念与内涵、车联网与V2X的关系、车联网与车路协同系统的关系问题解答认真听课，学习车联网的概念与内涵提问通过详细讲解，理解车联网与V2X、车路协同系统之间的关系智能网联汽车的网联化分级及系统架构(1学时)讲解智能网联汽车的网联化分级、车联网系统架构问题解答认真听课，了解智能网联汽车的网联化分级、理解不同的视角下，车联网系统架构组成积极思考提问通过讲授通信和应用视角和车路协同视角下的车联网系统架构，总结两种视角的侧重点；通过观察智能分级理解“智能化”和“网联化”分级的具体关系车内通信网络发展背景、分类、功能特点（1学时）讲解车内通信网络发展背景、分类、功能特点问题解答认真听课，积极思考提问通过讲解车内网系统拓扑示例、功能特点，更好地理解车内通信网络在汽车中的作用车内网通信技术(1学时)讲解车内网通信技术问题解答认真听课积极思考提问通过车内网通信技术的讲解，理解各总线的特点及应用车路协同概述和V2X的定义与组成(1学时)讲解车路协同的定义、涉及的基础技术、与自动驾驶的关系、V2X的定义与组成问题解答认真听课积极思考提问通过讲解车路协同相关概念和基础技术、v2X的定义与组成，让学生了解车路协同系统和V2X技术V2X的技术路线、C-V2X综述（1学时）讲解V2X的技术路线、C-V2X的通信接口和通信技术等问题解答认真听课积极思考提问通过讲解V2X的技术路线和特点，让学生理解中国选择使用C-V2X技术的理由；通过C-V2X的通信接口和通信技术，让学生掌握车路协同系统的通信原理及过程车载单元综述、车载OBUGTX70产品介绍（1学时）介绍车载单元的定义、功能、结构、应用场景、产品接口定义问题解答认真听课积极思考提问通过讲解车载单元的定义、结构、应用场景，让学生认识车载单元；掌握车载OBUGTX70的接口定义路侧单元综述、ZLITS7900车联网路侧单元产品介绍（1学时）介绍路侧单元的定义、类型、功能、结构、应用场景、产品接口定义问题解答认真听课积极思考提问通过讲解路侧单元的定义、结构、分类、应用场景，让学生认识路侧单元；掌握ZLITS7900车联网路侧单元的接口定义测试OBU的定位功能和PC5模组状态（1学时）讲解OBU的定位功能和PC5模组状态的测试方法实操演示布置任务问题解答认真听课积极思考完成任务提问通过讲解、实操演示，让学生掌握OBU的定位功能和PC5模组状态的测试方法测试RSU的定位功能和PC5模组状态(1学时)讲解RSU的定位功能和PC5模组状态的测试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，让学生掌握RSU的定位功能和PC5模组状态的测试方法C-V2X模组架构、车-路直连通信系统架构、测试目的与测试内容(1学时)介绍C-V2X模组架构、车-路直连通信系统架构、测试目的与测试内容问题解答认真听课积极思考提问通过讲解C-V2X模组架构、车-路直连通信系统架构、测试目的与测试内容，让学生了解车-路直连通信系统原理及PC5接口互通性测试的内容PC5接口互通性测试（1学时）讲解PC5接口互通性测试的测试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，让学生掌握PC5接口互通性测试的测试方法ASN.1的数据类型和语法规则、应用层交互数据集的组成、五大消息类型的定义和作用（1学时）介绍ASN.1的数据类型和语法规则、应用层交互数据集的组成、五大消息类型的定义和作用问题解答认真听课积极思考提问通过讲解ASN.1的数据类型和语法规则、应用层交互数据集的组成、五大消息类型的定义和作用，让学生了解不同类型的消息体的结构及应用场景V2X功能测试（1学时）讲解V2X功能测试的测试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，让学生掌握V2X功能测试的测试方法四、课后反思不足本次课学生已经了解了通信单元的功能验证方法、PC5接口互通性测试方法、V2X功能测试方法，但知识量较大，深度较深，平时应加强练习。改进设想将通信单元通信原理转换为形象的表达和描述，使得更容易理解。加强通信单元的功能验证、PC5接口互通性测试方法、V2X功能测试实操练习，加深理解。教学效果反馈：收集学生对教学方式和效果的反馈，了解学生对课程内容和教学方法的看法和建议，以便改进教学方法和提高教学效果。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》教案二一、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路侧传感器数据分析与标定教学场所授课形式理实一体授课学时6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）知识基础具备汽车网络通信基础知识、计算机基础知识技能基础掌握计算机基础操作学习特征对车联网有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标激光雷达的主要类型[K23]；激光雷达的主要技术参数[K24]；激光雷达数据包协议[K25]；毫米波雷达的优劣势[K26]；交通毫米波雷达与车载毫米波雷达的异同[K27]；毫米波雷达通信协议[K28]；路侧传感器标定的目的[K29]；雷达和相机的内外参数[K30]；雷达和相机的网络参数[K31]。能力目标能应用RSView软件查看点云图像[A10]；能应用Wireshark软件抓取激光雷达输出的数据包[A11]；能根据通信协议分析激光雷达输出的数据[A12]；能应用MTTD软件调试毫米波雷达[A13]；能应用MTTD软件读取毫米波雷达输出数据[A14]；能根据通信协议分析毫米波雷达输出的数据[A15]；能完成相机内参的配置[A16]；能掌握传感器融合标定的流程和方法[A17]。素质目标提升学生面对困难的勇气和解决问题的能力；激励学生用所学知识为国家做出贡献；让学生了解全球科技发展趋势，培养他们的国际视野和全球竞争力；鼓励学生在专业领域深入钻研，追求卓越；鼓励学生培养创新思维，不断探索新技术的应用可能性；激发学生的爱国情感和为国家科技进步贡献力量的责任感；培养学生的民族自信心和爱国情怀；激发学生的好奇心和探索精神；鼓励学生不断尝试新的方法和技术。教学重点和难点重点：应用RSView软件查看点云图像、应用MTTD软件调试毫米波雷达、路侧传感器标定知识难点：激光雷达数据包协议知识、毫米波雷达通信协议知识、完成传感器融合标定二、教学策略设计理念积极培养学生爱岗敬业、恪尽职守的劳动精神和严谨认真、精益求精的工匠精神，树立安全第一、绿色环保的职业意识和质量至上、降本增效的管理意识，激发学生的学习热情和自主学习能力：教案应结合一些实际的路侧传感器应用场景，让学生熟悉路侧传感器的数据协议，掌握路侧传感器的数据分析和标定，激发学生的好奇心。同时，教案还应包括一些路侧传感器基础知识的介绍，激发学生的学习热情和探索精神。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：详细讲解激光雷达的主要类型、主要技术参数、数据包协议，毫米波雷达的优劣势、路侧毫米波雷达与车载毫米波雷达的异同、毫米波雷达通信协议，路侧传感器标定、雷达和相机的内外参数、网络参数等知识，帮助学生理解消化。案例教学：通过具体路侧传感器应用场景等案例，具象化解释理论概念。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：《Helios32_产品手册_v1.1_CN.pdf》《ST101车路协同系列广域多目标毫米波雷达用户手册V1.1.pdf》《ST101车路协同系列广域多目标毫米波雷达通信协议.pdf》《ST101车路协同系列R200广域多目标毫米波雷达技术规格书.pdf》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，设计具有实际应用价值的实践项目和案例，让学生在实践中学习和掌握路侧传感器数据分析与标定。在线课程：提供超星在线课程资源，包括课件、习题、笔记等，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。实践能力：通过实践项目和案例的完成情况，评价学生的实践能力和解决问题的能力。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和技能。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调试激光雷达(1学时)讲解激光雷达的定义和类型讲解激光雷达的主要技术参数案例举例布置任务：调试激光雷达问题解答认真听课，学习激光雷达的定义和类型、激光雷达的主要技术参数积极思考完成任务提问通过对激光雷达概述的讲解和案例举例，使得同学能够说明激光雷达的主要类型，解释激光雷达的主要技术参数，完成激光雷达的调试激光雷达的数据分析(1学时)讲解激光雷达的通信协议案例解析布置任务：激光雷达的数据分析问题解答认真听课，学习激光雷达的通信协议积极思考完成任务提问通过对激光雷达通信协议的讲解和案例举例，使得同学能够画出激光雷达的通信协议结构，完成激光雷达数据包的抓取和数据分析调试毫米波雷达(1学时)讲解毫米波雷达的定义及其优劣势讲解交通毫米波雷达与车载毫米波雷达的异同案例举例布置任务：调试激光雷达问题解答认真听课，学习毫米波雷达的定义及其优劣势、交通毫米波雷达与车载毫米波雷达的异同积极思考完成任务提问通过对毫米波雷达概述的讲解和案例举例，使得同学能够说明毫米波雷达的优劣势、交通毫米波雷达与车载毫米波雷达的异同，完成毫米波雷达的调试毫米波雷达的数据分析(1学时)讲解毫米波雷达的通信协议案例解析布置任务：激光雷达的数据分析问题解答认真听课，学习毫米波雷达的通信协议积极思考完成任务提问通过对毫米波雷达通信协议的讲解和案例举例，使得同学能够画出毫米波雷达的通信协议结构，完成毫米波雷达数据包的输出、抓取和数据分析传感器融合标定(1学时)讲解传感器融合标定、路侧传感器标定案例举例问题解答认真听课，学习传感器融合标定、路侧传感器标定积极思考提问通过对传感器融合标定、路侧传感器标定的讲解和案例举例，使得同学能够掌握路侧传感器标定，辨别雷达和相机的内外参数、网络参数四、课后反思不足激光雷达和毫米波雷达通信协议部分，少数学生掌握程度不好。改进设想将激光雷达和毫米波雷达通信协议转换为形象的表达和描述，使得更容易理解。加强例题讲解和案例练习，加深理解。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SPAT消息处理项目开发四、课后反思不足本次课学生已经了解了RSI消息处理项目开发方法、SPAT消息处理项目开发方法，但知识量较大，深度较深，应加深学习消息处理涉及的相关语法。改进设想将云平台通信原理转换为形象的表达和描述，使得更容易理解。详细讲解消息处理涉及的相关语法，加深理解。教学效果反馈：收集学生对教学方式和效果的反馈，了解学生对课程内容和教学方法的看法和建议，以便改进教学方法和提高教学效果。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应用场景搭建与测试教学场所授课形式理实一体化授课学时8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）知识基础具备车联网通信原理相关基础知识技能基础能讲解V2X技术相关组成及含义学习特征对V2X应用场景有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标紧急车辆提醒场景的应用定义与预期效果[K50]；紧急车辆提醒场景的基本原理[K51]；BSM消息体的数据结构[K52]；弱势交通参与者碰撞预警场景的应用定义与预期效果[K53]；弱势交通参与者碰撞预警场景的基本原理和触发条件[K54]；RSM消息体的数据结构[K55]；车内标牌场景的应用定义与预期效果[K56]；车内标牌场景的基本原理[K57]；RSI消息体的数据结构[K58];闯红灯预警场景的应用定义与预期效果[K59]；闯红灯预警场景的基本原理[K60]；闯红灯预警场景的触发条件[K61]；闯红灯预警场景涉及的MAP参数[K62]。能力目标能正确搭建紧急车辆提醒场景[A31]；能分析OBU广播的BSM消息[A32]；能完成紧急车辆提醒场景的测试[A33]；能正确搭建弱势交通参与者碰撞预警场景[A34]；能分析RSU广播的RSM消息[A35]；能完成弱势交通参与者碰撞预警场景的测试[A36];能正确搭建车内标牌场景[A37]；能分析RSU广播的RSI消息[A38]；能完成车内标牌场景的测试[A39]；能正确搭建闯红灯预警场景[A40]；能完成闯红灯预警场景的测试[A41]。素质目标激发学生自立自强，不断探索新技术；培训学生的创新精神和实践能力；通过案例讲授，培养学生的逻辑思维能力；激发学生对智能化的研究兴趣；引导学生形成科学的思维方式和积极的求知态度；引导学生对科技力量的认同；培养学生敢于实操，勇于实践的良好品质；培训学生的操作安全意识；通过实操任务，帮助学生树立爱岗敬业的职业素养。教学重点和难点重点：紧急车辆提醒场景介绍、弱势交通参与者碰撞预警场景介绍、车内标牌场景介绍、闯红灯预警场景介绍、消息体结构介绍、紧急车辆提醒场景搭建与测试、弱势交通参与者碰撞预警场景搭建与测试、车内标牌场景搭建与测试、闯红灯预警场景搭建与测试难点：紧急车辆提醒场景搭建与测试、弱势交通参与者碰撞预警场景搭建与测试、车内标牌场景搭建与测试、闯红灯预警场景搭建与测试二、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DAY1标准的车用通信系统基础应用，积极培养学生对基础应用场景的测试能力，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，完成基础应用场景的搭建与测试。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：详细讲解紧急车辆提醒场景、弱势交通参与者碰撞预警场景、车内标牌场景、闯红灯预警场景和消息体结构，帮助学生理解消化。案例教学：通过搭建实际的V2X应用场景，进行场景测试。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：T_CSAE53-2020合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第一阶段）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V2X应用场景的搭建与测试。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紧急车辆提醒场景介绍、BSM消息体介绍(1学时)讲解紧急车辆提醒场景应用定义、预期效果和基本原理、BSM消息体结构问题解答认真听课提问通过详细讲解，理解紧急车辆提醒场景紧急车辆提醒场景的搭建与测试(1学时)讲解紧急车辆提醒场景的搭建与测试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，让学生掌握紧急车辆提醒场景的搭建与测试的方法弱势交通参与者碰撞预警场景介绍、RSM消息体介绍(1学时)讲解弱势交通参与者碰撞预警场景应用定义、预期效果和基本原理、RSM消息体结构问题解答认真听课提问通过详细讲解，理解弱势交通参与者碰撞预警场景弱势交通参与者碰撞预警场景的搭建与测试(1学时)讲解弱势交通参与者碰撞预警场景的搭建与测试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，让学生掌握弱势交通参与者碰撞预警场景的搭建与测试的方法车内标牌场景介绍、RSI消息体介绍(1学时)讲解车内标牌场景应用定义、预期效果和基本原理、RSI消息体结构问题解答认真听课提问通过详细讲解，理解车内标牌场景车内标牌场景的搭建与测试(1学时)讲解车内标牌场景的搭建与测试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，让学生掌握车内标牌场景的搭建与测试的方法闯红灯预警场景介绍、闯红灯预警场景涉及的MAP地图参数(1学时)讲解闯红灯预警场景应用定义、预期效果和基本原理、闯红灯预警场景涉及的MAP地图参数问题解答认真听课提问通过详细讲解，理解闯红灯预警场景闯红灯预警场景的搭建与测试(1学时)讲解闯红灯预警场景的搭建与测试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，让学生掌握闯红灯预警场景的搭建与测试的方法四、课后反思不足本次课学生已经了解了DAY1标准的车用通信系统基础应用，但知识量较大，场景较复杂，应加深学习基础应用场景的基本原理。改进设想将基础应用场景的基本原理转换为形象的表达和描述，使得更容易理解。详细讲解消息结构，加深理解不同消息在场景中的作用。教学效果反馈：收集学生对教学方式和效果的反馈，了解学生对课程内容和教学方法的看法和建议，以便改进教学方法和提高教学效果。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》教案五一、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车内与车外网络通信安全教学场所授课形式理实一体化授课学时14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）知识基础具备智能网联汽车基础知识、网络通信安全基础知识技能基础能讲解网络通信原理学习特征对网络通信安全、车联网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CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式[K63]；CANFD的特点[K64]；TSMaster软件及其实用功能[K65]。CAN总线的网络安全威胁[K66]；CAN总线的入侵类型[K67]；CAN总线的渗透测试方法[K68]。蓝牙系统的组成[K69]；蓝牙协议[K70]；蓝牙抓包的特点[K71]。蓝牙常见攻击方式[K72]；蓝牙拒绝服务攻击类型[K73]；蓝牙拒绝服务攻击脚本[K74]。无线电信号的传输方式[K75]；无线电在车外通讯中的应用[K76]。TPMS重放攻击的原理[K77]；GPS欺骗的原理[K78]；NFC中继攻击的原理[K79]。Wi-Fi网络的基本原理和安全机制[K80]；Wi-Fi网络中的安全漏洞[K81]；Wi-Fi的攻击面分析[K82]。能力目标能使用TSMaster软件发送/接收CAN报文[A42]；能通过DBC文件解析CAN报文[A43]；能利用控件功能修改CAN报文[A44]；能使用TSMaster软件嗅探和重放CAN报文[A45]；能通过C代码编辑器模糊攻击CAN报文[A46]；能通过C代码编辑器篡改攻击CAN报文[A47]；能完成Wireshark蓝牙抓包与抓包数据分析[A48]；能完成嗅探攻击测试[A49]；能完成拒绝服务攻击脚本编写[A50]；能阐述无线电通讯的工作原理[A51]；能应用HackRFOne对TPMS系统进行重放攻击[A52]；能应用HackRFOne对GPS系统进行欺骗[A53]；能应用Proxmark3进行NFC中继攻击[A54]；能借助合适的工具，完成Wi-Fi弱口令的检测[A55]；能完成Wi-Fi弱口令的爆破[A56]。素质目标激发学生的创新意识；提高学生思考问题和解决问题的能力；引导学生树立崇高的职业理想，为未来的职业生涯奠定坚实的基础；提高学生的网络安全意识；激发学生的好奇心和技术探究精神；培养学生识别问题、分析问题并设计解决方案的能力；塑造学生正确的世界观、人生观和价值观；培养具有创新精神和实践能力的人才；鼓励学生在实践中了解社会、服务人民，体验为民造福的实际意义；引导学生树立为社会服务的意识；引导关注社会问题，用实际行动践行社会责任；鼓励积极投身于科技创新和技术进步；培养学生的全球科技责任感；增强学生的团队协作意识和能力；引导学生与不同文化背景的人有效沟通、协作，提升国际竞争力；激励学生在面对困境时保持信念，不断追求真理；培养学生尊重科学和严谨态度的精神；鼓励学生敢于挑战现有理论，勇于尝试新方法和新技术；培养学生批判性思维；强化学生在数字化时代保护个人信息和隐私的意识；培养学生科学探索和研究的精神。教学重点和难点重点：CAN总线的数据类型和传输规则与编码格式、CAN总线的渗透测试方法、蓝牙系统的协议和抓包的特点、Bluetooth的拒绝服务攻击类型及脚本、无线电通讯的应用、TPMS重放攻击原理、Wi-Fi网络的基本原理、Wi-Fi网络中的安全漏洞难点：CAN总线的传输规则与编码格式、Bluetooth的拒绝服务攻击脚本、无线电通讯的工作原理、GPS欺骗原理、Wi-Fi网络的安全机制二、教学策略设计理念积极培养学生的逻辑思维能力，激发学生的学习热情和自主学习能力：教案应结合一些实际的典型测试案例，让学生了解通信安全的实际应用场景，激发学生的学习热情和自主学习能力。同时，学生应用HackRFOne完成无线电渗透测试，激发学生的好奇心。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CAN总线的渗透测试方法、蓝牙系统的协议和抓包的特点、Bluetooth的拒绝服务攻击类型及脚本、TPMS重放攻击原理、Wi-Fi网络的基本原理，帮助学生理解消化。案例教学：通过进行一些典型的测试案例，具象化解释无线电渗透测试过程。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：车联网安全实训平台下载安装配置以及环境部署课件：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，以车联网安全实训平台为载体，让学生在实践中学习和掌握CAN协议数据包识别分析和嗅探与重放、BLE空中抓包与协议分析、无线电渗透测试、Wi-Fi弱口令检测。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CAN协议数据包识别分析(2学时)讲解CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式，CANFD的特点，TSMaster软件及其实用功能问题解答认真听课，学习CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式积极思考完成任务提问通过详细讲解，理解CAN总线的传输规则与编码格式CAN数据包嗅探与重放(2学时)讲解CAN总线的网络安全威胁、入侵类型和渗透测试方法问题解答认真听课，理解CAN总线的网络安全威胁、入侵类型和渗透测试方法积极思考完成任务提问通过讲授CAN总线的渗透测试步骤，理解CAN总线的渗透测试方法Bluetooth协议分析与抓包（2学时）讲解蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点问题解答认真听课，学习蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点积极思考完成任务提问通过讲解Bluetooth基础知识、协议分析和抓包，更好地理解蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点Bluetooth常见攻击分析(2学时)讲解Bluetooth常见攻击类型及原理、拒绝服务攻击类型及脚本问题解答认真听课，理解Bluetooth常见攻击类型及原理、拒绝服务攻击类型及脚本积极思考完成任务提问通过模糊攻击、拒绝服务攻击、嗅探攻击的讲解，理解Bluetooth常见攻击类型及原理无线电车外通讯应用介绍(2学时)讲解无线电通讯的工作原理、传输方式和应用问题解答认真听课，理解无线电通讯的工作原理、传输方式和应用积极思考提问通过讲解胎压监测系统（TPMS）的定义、结构原理，让学生了解无线电通讯技术无线电渗透测试（2学时）讲解TPMS重放攻击、GPS欺骗和NFC中继攻击的原理问题解答认真听课，学习无线电渗透测试方法积极思考完成任务提问通过讲解TPMS重放攻击、GPS欺骗和NFC中继攻击，让学生掌握无线电渗透测试的方法Wi-Fi弱口令检测（2学时）介绍Wi-Fi网络的基本原理和安全机制、Wi-Fi网络中的安全漏洞问题解答认真听课，理解Wi-Fi网络的基本原理、安全机制和安全漏洞积极思考完成任务提问通过讲解Wi-Fi常见攻击方式、WPA2身份认证，让学生掌握Wi-Fi的攻击面分析四、课后反思不足本次课学生已经了解了CAN协议数据包识别分析和嗅探与重放、BLE空中抓包与协议分析、无线电渗透测试、Wi-Fi弱口令检测，但知识量较大，深度较深，平时应加强练习。改进设想将Bluetooth的拒绝服务攻击脚本转换为形象的表达和描述，使得更容易理解。加强CAN报文的模糊攻击和篡改攻击、Wireshark蓝牙抓包与抓包数据分析、Wi-Fi弱口令检测和爆破实操练习，加深理解。教学效果反馈：收集学生对教学方式和效果的反馈，了解学生对课程内容和教学方法的看法和建议，以便改进教学方法和提高教学效果。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》教案六一、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TBOX与TSP安全教学场所授课形式理实一体化授课学时10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）知识基础具备网络安全、数据加密、身份认证等基本原理技能基础能分析网络协议，能讲解信息安全技术基础学习特征对TBOX与TSP安全通信有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标端口扫描的基本原理[K83]；三次握手的基本概念[K84]；Nmap的核心功能和使用方法[K85]；网络流量分析的作用[K86]；网络通信中传输层和应用层涉及的协议[K87]；传输层和应用层相关协议在流量包中的表现[K88]；T-BOX的定义和结构[K89]；T-BOX的功能及典型应用场景[K90]；T-BOX的攻击面[K91]；T-BOX安全测试的内容及其安全测试指标[K92]；re.findall()、re.search()、re.match()3个函数的区别[K93]；云平台渗透的基本概念[K94]；云平台渗透的攻击方法[K95]；云平台典型的安全漏洞[K96]。能力目标能使用Nmap工具进行端口扫描、服务识别[A57]；能对Nmap的结果数据进行解析[A58];能分析网络相关协议[A59]；能检测出敏感信息[A60]；能绘制T-BOX的电子架构图[A61]；能绘制中间人攻击、钓鱼攻击的攻击过程[A62];能完成T-BOX的固件提取与分析[A63]；能完成敏感信息检测代码[A64]；能借助测试工具完成云平台的渗透测试[A65]。素质目标增强学生坚持科技强国的信心；培养学生的逻辑