计算基础技术 10

边缘计算技术及应用教案课题任务1.1认识边缘计算课时1课时授课班级工业互联网应用/物联网技术专业教学目标知识目标：1.掌握边缘计算定义、诞生背景；2.分清边缘计算与云计算区别；3.掌握工业边缘计算五大特点。技能目标：能结合风电、智能制造案例区分云、边适用场景。素养目标：树立智能制造数字化思维，养成案例分析、资料查阅习惯。教学重难点重点：边缘计算概念、边/云对比、工业边缘五大特点难点：结合实例理解边缘本地化处理逻辑教学方法案例教学法、对比分析法、图片演示、小组研讨教学过程主要教学内容及步骤新课导入：海尔洗衣机智能工厂、风电场海量数据传输痛点引入，全部上云带宽高、延迟大，引出边缘计算新知讲授.边缘计算起源：海量终端、高实时需求催生；定义：数据在网络边缘就近处理（章鱼类比）。边缘VS云计算：从延迟、带宽、安全、扩展性四维度表格对比，结合风电案例。工业边缘计算定义+五大特点：分布式、本地处理、高实时、带宽优化、数据安全。小组研讨：研讨问题：1.工业场景为何不能全部使用云计算？师生答疑。课堂小结边缘=就近分布式处理，补充云计算；2.五大核心特点；3.风电、工厂典型落地应用；作业布置1.简答题：简述边缘计算在风电场的应用优势；2.搜集一处本地智能制造工厂边缘应用案例教学反思本节课案例学生接受度高，可补充工厂实拍图片；边云对比易混淆，下次增加表格填空练习课题任务1.2工业边缘计算系统课时1课时授课班级工业互联网应用/物联网技术专业教学目标知识目标：掌握边缘网络4大类组成（ECA/ECN/ECI/ECC）；熟知云-边端等4种工业架构；四类边缘硬件设备概念。技能目标：能够根据工业场景选型边缘硬件。素养目标：建立系统组网思维，培养设备选型工程意识。教学重难点重点：四层边缘网络、云边端三层架构、四类边缘硬件难点：云边端数据流转逻辑、设备选型各项参数判断教学方法拓扑图演示、实物图片展示、任务驱动教学教学过程主要教学内容及步骤一、复习导入：回顾上节课边缘特点，提问：边缘落地靠什么网络与硬件？引出系统架构。二、新知讲授：边缘网络四大组成：接入/计算/互联/边云网络，结合拓扑图讲解。四种工业架构：云边端（主流）、边端、MEC、D2D架构分层与适用场景。四类硬件：PLC、智能传感器、ICT网关、边缘服务器结构与功能。4.设备选型8项考量：性能、接口、功耗、成本等。三、课堂讨论：云边端架构对比纯云计算部署差异四、答疑。课堂小结1.四层边缘网络构成；2.主流云-边端三层架构；3.PLC/传感器/网关/服务器四类硬件及选型要点作业布置画出云边端简易拓扑图；列举三种工业场景并匹配对应边缘硬件教学反思架构内容偏抽象，下次多用工厂拓扑实景；设备选型结合车间实物对照讲解课题任务1.3边缘控制器的数据采集与计算（S7-1500+V90伺服实操课时2课时授课班级工业互联网应用/物联网技术专业教学目标知识目标：S7-1500作为边缘控制器软硬件架构；2.PTO脉冲控制原理；3.边缘数据采集、预处理、云端分级上传逻辑。技能目标：硬件接线、博途轴参数配置；编写MC系列控制指令（使能/回原点/绝对定位/点动）；3.IP配置、程序下载调试。素养目标：规范接线、安全实操，养成分步调试、故障排查职业习惯。教学重难点重点：硬件接线、博途轴组态、MC运动指令编程、IP组网设置。难点：电子齿轮比、软硬限位参数设置、边缘数据滤波运算。教学方法实操演示、分步任务法、理实一体化教教学过程主要教学内容及步骤课前回顾+任务导入：PLC是工业主流边缘控制器，以焊接机械臂控制为项目目标理论讲解：1.S7-1500硬件、软件、边缘三大功能：采集、预处理、分级上传云端。2.PTO脉冲+方向控制原理、IO点位分配（I限位/Q脉冲方向）分步实操任务：1硬件接线：PLC→伺服→限位传感器接线；2博途轴配置：新建TO轴、PTO模式、齿轮比、软硬限位、动态/原点参数；3编程：4组网：同网段IP（PLC192.168.0.1、伺服0.2、PC0.33）、5.下载监控四、故障排查+研讨研讨：博途轴配置常见注意事项课堂小结1.S7-1500实现控制+边缘数据处理；2.三大实操步骤：接线→轴组态→编程下载