《设备远程通信与数据传输》课程大纲

课程概述：本课程聚焦工业场景设备远程通信与数据传输，涵盖ZigBee、RS485、WiFi、LoRa、NB-IoT、5G等技术。通过6个项目实践，学生以物联网网关、传感器、模块等为载体，完成车间感知智控、设备安全监测、加工数据回传等系统的设计、部署与调试，掌握不同通信技术在工业场景的应用，提升设备通信系统搭建与数据传输处理能力。课程主要教学内容与要求：课程涉及的主要领域典型工作任务描述主要教学内容与要求无线传输技术①根据项目需求进行设备选型。②搭建开发环境，并完成工程建立、配置、调试与下载。③读取传感器数据并和物联网组网程序进行集成应用。④查阅AT指令手册，进行相关模组的配置和测试。⑤使用数据手册，运用无线通信技术，实现无线组网通信①了解物联网常用无线传输技术、无线自组网的基础知识。②了解典型无线技术的通信原理及常见应用。③掌握无线通信模块的选型、配置与测试方法。④掌握无线网络搭建与故障排查方法。⑤掌握无线通信协议栈的应用开发方法内容源自《物联网应用技术专业教学标准（高等职业教育专科）》《设备远程通信与数据传输》基于ZigBee的车间感知智控系统设计与实现（16课时）载体：（物联网网关、物联网节点、zigbee、温湿度、光照度、风扇、RGB）本项目以ZigBee技术为核心，依托物联网网关、物联网节点、ZigBee模块，搭配温湿度传感器、光照度传感器、风扇、RGB灯等载体。学生需完成系统方案设计、设备部署与网络搭建，通过ZigBee实现车间环境参数的实时感知与设备智能联动，如根据温湿度自动调节风扇运行、依据光照度控制RGB灯亮度，掌握低功耗短距离通信技术在车间智控场景的应用，提升感知系统设计、部署与调试能力。项目导入项目目标探索工业场景的通信技术（4课时）车间感知智控系统需求分析（2课时）车间感知数据采集（2课时）任务工单任务解读任务准备任务实施知识提炼任务扩展车间执行设备控制（2课时）ZigBee通信技术与配置（2课时）ZigBee网络组建与调试（4课时）项目总结习题基于RS485的设备运行区域报警系统设计与实现（12课时）载体：（物联网节点、物联网网关、RS485、RGB报警器、红外测距，红外热释电）本项目以物联网节点、网关为核心，通过RS485总线连接红外热释电传感器、红外测距传感器及RGB报警器，构建设备运行区域安全系统。学生部署传感器检测人员闯入及距离，数据经RS485传输，触发RGB报警器预警，同时设备运行状态（正常/报警）及传感器数据通过网关在屏幕显示。通过总线配置、传感器调试及界面设计，掌握工业总线应用，提升安全监测与可视化系统设计能力。设备运行区域报警系统需求分析（2课时）人员感知数据采集（2课时）RGB报警设备控制（2课时）RS485通信技术与配置（2课时）RS485网络组建与调试（4课时）基于WiFi的数控车床加工数据回传系统设计与实现（10课时）载体：（物联网节点、WIFI、直流编码电机、温度传感器）本项目聚焦数控车床加工过程的参数监控，以物联网节点为核心控制单元，搭配WiFi模块、温度传感器及直流编码电机构建数据回传系统。学生需部署温度传感器监测车床关键部位温度，通过直流编码电机获取主轴转速以反映加工状态，两类数据经物联网节点整合处理后，借助WiFi模块直接传输至监控终端。通过系统设计、传感器与电机装调、WiFi参数配置及联调，实现加工温度、转速的实时回传与异常预警，掌握基于WiFi的工业设备数据无线传输技术，提升数控加工场景下数据采集与远程监控系统的设计实现能力。数控车床加工数据回传系统需求分析（2课时）数控车床加工数据采集（2课时）WIFI通信技术与配置（2课时）加工数据回传系统构建与调试（4课时）基于LoRa的厂区空气质量监测系统设计与实现（12课时）载体：（物联网网关、物联网节点、LoRa、空气质量传感器、PM2.5）以LoRa远距离低功耗通信技术为支撑，依托物联网网关、物联网节点、LoRa模块，搭配空气质量传感器、PM2.5传感器。学生将设计LoRa网络架构，组建网络，实现厂区内各监测点空气质量及PM2.5数据的远距离传输与汇总，完成监测系统的设计、部署与调试，熟悉LoRa技术在广域环境监测场景的应用，培养长距离数据传输系统的设计、搭建与维护能力。厂区空气质量监测系统需求分析（2课时）厂区环境数据检测（2课时）LoRa通信技术与配置（4课时）LoRa网络组建与调试（4课时）红外热释电传感器模块使用KP500BKP500B-P基于NB-IoT的工程机械远程管控系统设计与实现（12课时）载体：（物联网节点、NB-Iot、BDS北斗）基于NB-IoT技术，利用物联网节点、NB-IoT模块及BDS北斗定位模块等载体。学生需设计系统方案，配置NB-IoT通信参数，通过该技术实现工程机械远程控制（启动/停止），并获取器械的位置信息（北斗定位）及运行状态数据回传显示，实现对工程机械的远程监控与管理，掌握窄带物联网技术在远程管理场景的应用要点及系统设计方法。工程机械远程管控系统需求分析（2课时）设备定位与开关控制(2课时)NB-IoT通信技术与配置（4课时）工程机械远程管控系统构建与调试（4课时）基于5G的生产线物料追踪管理系统设计与实现（10课时）载体：（物联网节点、5G模块、高频RFID）聚焦5G技术的高速率、低时延特性，以物联网节点、5G模块、高频RFID等为载体。学生将设计系统架构，部署系统，通过5G模块实现物料运输过程中高频RFID标签信息的快速传输，实时追踪物料位置与状态，完成生产线物料