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1、无线传感器网络课程标准修订时间:2019年6月所属系部：计算机系学 分：3批准人：李瑞兴一、基本信息学习领域：无线传感器网络适用专业：物联网应用技术专业参考学时：54学时制定人：叶宁二、课程性质无线传感器网络是物联网、通信工程专业的职业核心课程。随着短距离嵌 入式无线数据通信和网络技术的不断开展，无线传感器网络作为一种新的信息获取和 处理技术，有着传统技术不可比较的优势，所有行业几乎无所不在其应用领域中。作为物联网、通信工程专业人才培养计划中的一个重要组成局部，开设无线传 感器网络课程的主要目的是培养学生能够学习和掌握传感器网络的基本原理和思 想、开展历程、开展趋势、核心内容、典型应用和应用热
2、点。同时，通过本课程的 教学，培养学生基本的工程、科研思路、综合运用理论知识的能力与实践动手的能 力，培养学生对无线网络领域的进一步学习、研究的兴趣，培养学生严谨的治学、 研究、工作作风，为今后的再学习、研究或工作打下良好的基础。本课程需要以电 子电路基础、C语言程序设计等课程的学习为基础。本学习领域（课程）以高职计算机类专业的学生就业为导向，基于工作过程确 立课程标准，按工程组织整合课程内容；通过人才市场调研，根据技术领域和职业 岗位的要求，参照相关的职业资格标准，紧紧围绕职业能力和职业素质培养，树立基于职业 岗位工作内容和工作过程为导向的课程建设思想。实训指导以学生为中心，以能力为 本位，
3、夯实基础，练出技能，培育创意，培养职业素养和以完成工程任务为学习目 标，到达个人创意、设计与实现与一体的综合职业能力为最终目标。以岗位职业能 力为依据，根据学生的认知特点，在已有的知识能力基础上，训练和提高学生的职 业综合能力，将职业素质的培养和提高作为最终目标。学习领域无线传感器网络总学时54学习情境7CC2530功耗模式选择参考学时4学习目标婚CC2530芯片的各种功耗模式；婚CC2530各种功耗模式间的切换原理和方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容系统初始化后处于主动模式，LED1小灯
4、闪5次后进入 空闲状态，2s后被睡眠定时器唤醒为主动模式；LED2 闪5次后进入PM1, 3S后被睡眠定时器唤醒为主动模 式；LED3灯闪5次后进入PM2, 4S后被睡眠定时器唤 醒为主动模式；LED4闪5次后进入PM3,等待按键SW1 按下，触发外部中断，被唤醒为主动模式；这样周而 复始的唤醒工作然后睡眠。工具 与媒体硬件：(1) CC2530板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC廿算机1台(WIN7或JYINXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(1AR EmbeddedWordbench) IAR for 8051 7.6。学生知识 与
5、能力要求 CC2530各种功耗模式间的切换原理和方法。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 犍CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。10学习领域无线传感器网络总学时54学习情境8BasicRF无线通讯参考学时8学习目标 掌握CC2530芯片RF的配置方法； 氧1CC2530芯片建立无线通信的方法； OCC2530芯片实现无线串口通讯的方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 CC2530RF配置及无线通讯的建立； CC2530利用点对点通讯实现无线串口通信。工
6、具 与媒体硬件：(1) CC2530 板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC计算机1台(WIN7或YINXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(IAR EmbeddedWordbench) 一IAR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求 CC2530芯片RF的配置方法； CC2530芯片建立无线通信的方法； CC2530芯片实现无线串口通讯的方法。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 播CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。11学习领域无线传感器网络总学时54学习情境9BasicRF数据采集及继电
7、器控制参考学时8学习目标 掌握CC2530芯片A/D型传感器数据采集方法； 驰CC2530芯片开关量传感器数据采集的方法； OCC2530芯片继电器控制的原理和方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 CC2530模拟量传感器采集； CC2530开关量传感器采集； CC2530继电器控制。工具 与媒体硬件：(1) CC2530 板、Zigbee 板；(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC t磔机1台(WIN7或YINXP操作系 统)。(4)开关量、A/D
8、型传感器。开发环境：C语言集成开发环境(IAR Embedded Wordbench) IAR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求 CC2530芯片A/D型传感器数据采集方法； CC2530芯片开关量传感器数据采集的方法； CC2530芯片继电器控制的原理和方法。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 掌握CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。12五、考核标准.更新考试观念。学习教育心理学、高等学校管理学、教育学等学科基本原理和技术方法，构建秘传感器网络考核评价方法，加强理论对实践的指导作用。1 .建立健全考试制度与教师课堂教学考核考评机制。在考核
9、方式选择上，向多 样化方向开展，着重考核传统“考不出”的能力（如毅力、合作能力、创造能力、 方法能力、组织管理能力、获取信息能力、口头表达能力等），提倡多元化的无线 传感器网络考核评价方法，重视实践考核。如现场实际操作、作品、课业报告、教 与学讨论、网上答疑、网上自狈降方式或用防态始运用的考核方法，同时考核评价提供多 次考试机会，可分类分项进行考试。不管运用哪些考核方式，本课程应以就业为导向， 重视实践考试，重视能力考核。2 .普通学生成绩方面：每个学生均以指定工作任务为对象，完成相应的课业，并要求提 交相应作品与课业报告，作为评价依据。将班级划分成数个小组，通过学生在小组 中的表现，能够评价
10、学生对工作过程知识与技能的掌握程度，同时也能考评学生的 协作、参与、团队意识等隐性经验获得情况。综合测试考核学生对知识的掌握程度。 具体如下：考核内容考核方式分值权重%到课率过程评价5%实际操作过程考核10%课业总结报告完成质量5%作品作品质量与原创性30%小组评价小组评价结论10%综合测试上机操作40%六、实施建议（一）教材编写必须依据本课程标准选用或编写教材。教材编写或选用要反映新知识、新技术,要充分表达工程课程设计思想，以工作任务为载体实施教学，任务选取要科学、符 合课程的工作逻辑，让学生在完成工作任务的过程中逐步提高职业能力。（二）教学建议13在教学中，应重视现代信息技术的应用，注重教
11、学课件、视频等网络课程资源 开发与利用，提高课程教学的趣味性、实效性，注重实训指导书的开发和应用。在教学中，应以学生为中心，加强对学生职业能力的培养，充分调动学生学习 的主动性与积极性。在教学中，要为学生提供良好的上机操作的机会与平台，引导学生提升职业素 养。（三）教学条件教师要求：热爱教育事业，具有先进的教学理念和2年以上无线传感器网络教 学经验，具备较强的沟通能力和爱岗敬业、为人师表、锐意进取的职业道德；具备 宽广厚实的专业知识以及实践技能；具备健康的体质、充分的精力和良好的身心素 质。实训条件：多媒体实训室，具备50个工位。硬件：CC2530板ZigBee Debugger仿真下载器：下
12、载和调试程序PC计算机1台（WIN7或WINXP操作系统）A/D型传感器：光照、一氧化碳、可燃气、火焰传感器开关量传感器：人体传感器Zigbee 板开发环境：C 语言集成开发环境（IAR Embedded Wordbench） IAR for 8051 7.6。（四）课程资源1 .将教师所制作的课件、课程标准、课程电子讲义、实训指导、学生所做的 优质作业上传至课程网站，建立素材库供学生学习时绘制或参考，建立无线传感器 网络实训室，收集教师和专家讲课视频、建立网上师生互动平台，构建答疑系统和 课程论坛系统。142 .推荐教学参考书新大陆：无线传感器网络，工学结合校本教材，2014年10月。参考资
13、料：Zigbee无线传感器网络,钟永峰、刘永俊，北京邮电大学出版社，2011年3月 第1版（五）其他说明本课程标准适用于三年制的高职学院。151617三、课程目标（一）专业能力目标 熟悉无线传感器网络的概念、体系结构、特点、原理、开展面临的挑战及对 策、应用领域； 掌握CC2530上简单程序和中断控制程序开发方法； 掌握使用CC2530获取传感器数据的方法； 更愿CC2530内部信息获取的方法； 掌握CC2530看门狗工作原理及工作模式的设定方法； 熟悉CC2530不同功耗模式的选择方法； BasicRF无线通讯原理及技术； 掌握BasicRF数据采集及继电器控制的方法。（二）方法能力目标 能
14、够将理论与实践相结合，并且具备强烈的自主学习意识，能够实现良好的 自我开展。 具备制定工作计划并按计划顺利完成任务的能力。 具备较强的无线传感器网络智能应用的设计能力。 具备一定的无线传感器网络程序开发能力。（三）社会能力目标 具有较强的口头与书面表达能力、沟通协调能力； 具有团队精神和协作精神； 具有良好的心理素质和克服困难的能力； 具备工作中处理与各方关系的能力。 具备严谨务实的工作作风。四、学习情境设计（一）设计思路本课程坚持教学做合一的设计理念，以重点培养学生的无线传感器网络智能应用 的实际运作能力为目标，并为进一步研究和从事无线传感器网络应用开发和工程实践 提供良好的基础和参考。以具
15、体工作任务的学习为切入点，按照由浅及深的原那么设 置9个学习情景，保证课程内容的合理性与连续性。应用任务驱动的教学模式，以 示范操作、技法讲解、实践操作的教学方式展开教学过程。使学生在实训中掌握基 于无线传感器网络的智能应用的基本设计方法，掌握其软硬件开发平台和仿真环境 的使用技术。学习情境的设计主要考虑以下因素：1 .学习情境的设计要符合工作过程系统化的教学设计思想的要求。学习情境 是在学校实训场地对真实工作过程的教学化加工，以完成某个完整的工作任务为目 标。2 .按照工程驱动的教学模式编排课程内容，在教学过程中，采用工程例如，体 现工学结合，培养学生职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、
16、素质，为学生 可持续的专业开展奠定良好基础。（二）情境划分序号学习情境名称学时情境1无线传感器网络简介2情境2CC2530上简单程序开发6情境3CC2530中断控制程序开发8情境4使用CC2530获取传感器数据8情境5CC2530内部信息获取4情境6CC2530看门狗实验6龌7CC2530功耗模式选择4情境8BasicRF无线通讯8情境9BasicRF数据采集及继电器控制8合计54（三）情境描述学习领域无线传感器网络总学时54学习情境1无线传感器网络简介参考学时2学习目标 了解无线传感器网络的概念和体系结构； 了解无线传感器网络的特点和工作原理； 了解无线传感器网络的开展面临的挑战及对策； 了
17、解无线传感器网络的应用前景。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 无线传感器网络的概念和体系结构； 无线传感器网络的特点和工作原理； 无线传感器网络的开展面临的挑战及对策； 无线传感器网络的应用前景。工具 与媒体多媒体教学软件与教学课件；视频教学资料。学生知识与 能力准备无线传感器网络的概念、体系结构、特点、工作原 理；无线传感器网络的应用前景。教师知识 与能力要求 熟练掌握无线传感器网络的体系架构、工作 原理和开展趋势； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学； 能够正确引导学生完成工作任务。学习
18、领域无线传感器网络总学时54学习情境2CC2530上简单程序开发参考学时6学习目标熟悉以CC2530来实现设备控制的基本方法；掌握用嵌入式C语言谢BT发MCU代码的方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 1AR的使用。用嵌入式C语言来设计开发控制LED灯的简单程序。工具与媒体硬件：(1) CC2530 板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC计算机1台(WIN7或町NXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(IAR Embedded Wordbe
19、nch) IAR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求 TAR嵌EC语言； CC2530工作原理和设计开发控制LED灯的简单程序技 巧。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 掌握CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。学习领域无线传感器网络总学时54学习情境3CC2530中断控制程序开发参考学时8学习目标熟悉以CC2530来实现设备控制的基本方法；掌握嵌入式C语言开发10中断控制程序的方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 按键控制LED灯开关程序开
20、发。 10中断招沸J LED灯程序开发。 主时钟振荡器、定时器、时钟速率选择程序开发。 定时器口使用程序开发。 10中断惭UT1定时器程序开发。工具 与媒体硬件：(1) CC2530 板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC计算机1台(WIN7或YINXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(TAR EmbeddedWordbench) 一IAR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求 中断的概念和工作原理.； CC2530时钟、定时器的工作原理； 10中断控制程序开发的方法。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； W CC253
21、0的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。学习领域无线传感器网络总学时54学习情境4使用CC2530获取传感器数据参考学时8学习目标熟悉以CC2530来实现串口发送数据的基本原理；掌握嵌入式C语言开发串口发送数据程序的方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 CC2530通过串口向外发送数据。 PC通过串口控制CC2530上的LED灯。 CC2530通过串口向外发送人体传感器数据。 CC2530通过串口向外发送光电传感器数据。工具 与媒体硬件：(1) CC2530板、人体传感器、光电
22、传感器。(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC i-WL 1台(WIN7或叮NXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(IAR Embedded Wordbench) IAR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求串口数据通信的工作原理； CC2530通过串口向外发送传感器数据的方法。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 掌握CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。学习领域无线传感器网络总学时54学习情境5CC2530内部信息获取参考学时4学习目标 熟悉CC2530 ADC模拟数字转换的配置和使用； 掌握
23、如何读取片内温度传感器值作为AD源 婚CC2530芯片的供电电压检测原理； 掌握获取CC2530内部信息程序的设计方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 CC2530片内温度监测程序开发； CC2530内部电压监测程序开发。工具 与媒体硬件：(1) CC2530 板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC计算机1台(WIN7或JVINXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(TAR EmbeddedWordbench) 1AR for 8051 7
24、.6。学生知识 与能力要求 CC2530 ADC模拟数字转换的配置和使用； 如何读取片内温度传感器值作为AD源 婚CC2530芯片的供电电压检测原理。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； W CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。学习领域无线传感器网络总学时54学习情境6CC2530看门狗实验参考学时6学习目标 熟悉CC2530芯片相关寄存器的配置和使用方法； 熟悉看门狗的看门狗模式； 熟悉看门狗定时器模式； 掌握看门狗和定时器模式设定程序的设计方法。教学方法和建 议 示范操作； 技法讲解； 实践操作； 教师应提前熟悉实训工作任务及时间要求， 准备好教学资料、教学场地和设备。主要内容 CC2530看门狗模式程序开发； CC2530看门狗定时器程序开发。工具 与媒体硬件：(1) CC2530 板(2) ZigBee Debugger仿真下载器：下载 和调试程序。(3) PC计算机1台(WIN7或JVINXP操作系 统)。开发环境：C语言集成开发环境(TAR EmbeddedWordbench) 1AR for 8051 7.6。学生知识 与能力要求看门狗的看门狗模式设定；看门狗定时器模式设定；看门狗相关程序设计。教师知识 与能力要求 熟练操作IAR开发环境； 地CC2530的工作原理； 能设计教学情境和根据教学情境实施教学。