頁(yè)《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用總學(xué)時(shí)：60學(xué)分：4開(kāi)課單位：電氣信息工程學(xué)院課程類別：專業(yè)拓展課授課方式：教、學(xué)、做一體化適用專業(yè)：電子信息工程技術(shù)專業(yè)、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)一、課程性質(zhì)《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》是電子信息工程技術(shù)專業(yè)、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)拓展課。二、課程設(shè)計(jì)思路《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程采用“基礎(chǔ)理論——項(xiàng)目化實(shí)踐”的組織結(jié)構(gòu)組織課程教學(xué)內(nèi)容。首先，通過(guò)基本理論的教學(xué)，使同學(xué)們了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程、特征、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用方向。其次，通過(guò)師生共同完成一系列完整項(xiàng)目的形式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。教師邊示范，邊講解，邊指導(dǎo)，學(xué)生邊學(xué)、邊做、邊實(shí)踐。實(shí)現(xiàn)在“教中學(xué)”，在“學(xué)中做”，在“做中學(xué)”，教、學(xué)、做合一。使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中收獲知識(shí)，提高技能，掌握方法，感受實(shí)際工作過(guò)程。三、課程基本目標(biāo)本課程培養(yǎng)目標(biāo)分為方法能力、專業(yè)能力和社會(huì)能力：1、方法能力（1）掌握搜集、整理、應(yīng)用“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)”相關(guān)學(xué)習(xí)資源的方法；（2）掌握無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)功能需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟硬件聯(lián)合調(diào)試的方法；2、專業(yè)能力（1）了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議、MAC協(xié)議、拓?fù)淇刂?、定位技術(shù)、時(shí)間同步、安全技術(shù)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；（2）掌握IAREmbeddedWorkbench軟件的使用；（3）掌握以TICC2530SoC芯片為CPU的應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)；（4）掌握TICC2530SoC芯片祼機(jī)軟件開(kāi)發(fā)；（5）掌握基于CC2530硬件平臺(tái)和IAR軟件平臺(tái)的ZigbeeZstack協(xié)議棧應(yīng)用開(kāi)發(fā)。3、社會(huì)能力（1）具有良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感、工作責(zé)任心，能主動(dòng)參與到工作中；（2）具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，能主動(dòng)與人合作、交流和協(xié)商；（3）具有群體意識(shí)和勞動(dòng)組織能力。（4）具有誠(chéng)實(shí)守信的品質(zhì)，樹(shù)立環(huán)保、節(jié)能和安全意識(shí)。四、先修課程《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程的先修課程有《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《傳感器的選擇與應(yīng)用》、《單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與制作》。五、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)本課程遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，根據(jù)《電子信息工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，結(jié)合基本理論、真實(shí)工作任務(wù)及其實(shí)施過(guò)程為依據(jù)整合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了4篇。4篇教學(xué)內(nèi)容以“理實(shí)一體”的教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)際教學(xué)，教學(xué)過(guò)程中靈活采用演示教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法等教學(xué)方法，將“教、學(xué)、做”有機(jī)融合，把理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練貫穿其中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，逐步提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。第1篇無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述[教學(xué)目標(biāo)]通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程、特征、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用等方面的介紹，使學(xué)生了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀。[教學(xué)內(nèi)容]第1章無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀。[重點(diǎn)難點(diǎn)]重點(diǎn)：了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷程、特征、關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：概念繁多，技術(shù)文獻(xiàn)多為英文文獻(xiàn)。[學(xué)時(shí)分配]4學(xué)時(shí)第2篇無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理[教學(xué)目標(biāo)]通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及關(guān)鍵技術(shù)的介紹，使學(xué)生了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及改進(jìn)方向。[教學(xué)內(nèi)容]第2章無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理體系結(jié)構(gòu)（2）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件體系結(jié)構(gòu)（3）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（4）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)第3章路由協(xié)議（1）路由協(xié)議分類（2）典型路由協(xié)議分析第4章MAC協(xié)議（1）WSN的MAC協(xié)議分類（2）MAC協(xié)議分析比較第5章拓?fù)淇刂疲?）拓?fù)淇刂圃O(shè)計(jì)目標(biāo)與研究現(xiàn)狀（2）拓?fù)淠Ｐ团c拓?fù)淇刂扑惴ǖ?章WSN定位技術(shù)（1）測(cè)距方法（2）常用的定位計(jì)算方法（3）典型WSN定位系統(tǒng)和算法（4）定位算法設(shè)計(jì)的注意問(wèn)題第7章時(shí)間同步（1）時(shí)間同步算法（2）算法比較分析第8章安全技術(shù)（1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議（2）操作系統(tǒng)安全技術(shù)（3）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的研究進(jìn)展第9章協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（1）IEEE802.15.4協(xié)議（2）ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)[重點(diǎn)難點(diǎn)]重點(diǎn)：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各關(guān)鍵技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中解決的問(wèn)題，目前各關(guān)鍵技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，各關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的方向。難點(diǎn)：概念繁多，各關(guān)鍵技術(shù)涉及的算法對(duì)數(shù)學(xué)的要求很高，技術(shù)文獻(xiàn)多為英文文獻(xiàn)。[學(xué)時(shí)分配]18學(xué)時(shí)第3篇CC2530片上系統(tǒng)祼機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)踐[教學(xué)目標(biāo)]通過(guò)項(xiàng)目化案例教學(xué)，使學(xué)生掌握基于2.4GHzIEEE802.15.4和ZigBee?應(yīng)用的CC2530片上系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)環(huán)境配置、裸機(jī)開(kāi)發(fā)基本流程以及基于IAR平臺(tái)進(jìn)行CC2530裸機(jī)開(kāi)發(fā)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。[教學(xué)內(nèi)容]第10章Zigbee硬件平臺(tái)介紹（1）CC2530片上系統(tǒng)硬件組成（2）CC2530片上系統(tǒng)內(nèi)部資源（3）外部引腳功能（4）最小系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)第11章CC2530開(kāi)發(fā)環(huán)境配置（1）IAREmbeddedWorkbenchfor8051軟件安裝與設(shè)置（2）仿真器轉(zhuǎn)換接口芯片PL2303驅(qū)動(dòng)程序的安裝（3）SmartRFFlashProgrammer安裝與配置（4）基于IAR的工作區(qū)、項(xiàng)目的建立。第12章祼機(jī)開(kāi)發(fā)1按鍵控制流水燈（1）CC2530GPIO配置（2）CC2530控制程序的編寫(xiě)第13章祼機(jī)開(kāi)發(fā)2查詢方式使用定時(shí)器（1）CC2530系統(tǒng)定時(shí)器的配置（2）CC2530定時(shí)器查詢方式控制程序編寫(xiě)第14章祼機(jī)開(kāi)發(fā)3外部中斷控制流水燈（1）CC2530外部中斷的配置（2）CC2530外部中斷服務(wù)函數(shù)的編寫(xiě)第15章祼機(jī)開(kāi)發(fā)4定時(shí)器T3的使用（1）CC2530系統(tǒng)定時(shí)器T3的配置（2）CC2530定時(shí)器T3中斷服務(wù)函數(shù)的編寫(xiě)第16章祼機(jī)開(kāi)發(fā)5串口UART0收發(fā)字符串（1）CC2530系統(tǒng)串行口UART0的配置（2）CC2530系統(tǒng)串行口UART0中斷服務(wù)函數(shù)的編寫(xiě)第17章祼機(jī)開(kāi)發(fā)6串口發(fā)送指令控制LED燈CC2530串行口中斷服務(wù)函數(shù)中接收數(shù)據(jù)的識(shí)別與處理第18章祼機(jī)開(kāi)發(fā)7中斷喚醒系統(tǒng)（1）CC2530低功耗工作方式（2）CC2530休眠喚醒控制程序的編寫(xiě)第19章祼機(jī)開(kāi)發(fā)8OLED顯示（1）OLED顯示模塊的介紹（2）CC2530驅(qū)動(dòng)128*64點(diǎn)陣OLED顯示模塊控制程序的編寫(xiě)[重點(diǎn)難點(diǎn)]重點(diǎn)：CC2530系統(tǒng)集成資源應(yīng)用方法，控制程序的編寫(xiě)；難點(diǎn)：CC2530控制寄存器數(shù)量龐大，IAR配置項(xiàng)繁雜。[學(xué)時(shí)分配]24學(xué)時(shí)第4篇Zigbee協(xié)議棧應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)踐[教學(xué)目標(biāo)]通過(guò)項(xiàng)目化案例教學(xué)，使學(xué)生掌握基于TI公司ZigBee協(xié)議棧Zstack的應(yīng)用開(kāi)發(fā)流程，應(yīng)用APP的編寫(xiě)方法以及協(xié)議器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)控制配置方法。[教學(xué)內(nèi)容]第20章協(xié)議棧應(yīng)用1協(xié)議棧工作流程（1）ITZigBee協(xié)議棧ZStack系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析（2）ITZigBee協(xié)議棧Zstack工作流程解讀第21章協(xié)議棧應(yīng)用2無(wú)線收發(fā)控制LED（1）ITZigBee協(xié)議棧Zstack應(yīng)用APP編寫(xiě)方法（2）LED控制程序的編寫(xiě)第22章協(xié)議棧應(yīng)用3Zstack協(xié)議棧串口基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（1）ITZigBee協(xié)議棧Zstack串行口工作流程分析（2）協(xié)議棧串行口控制程序的編寫(xiě)第23章協(xié)議棧應(yīng)用4廣播組網(wǎng)-無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸（1）ITZigBee協(xié)議棧Zstack廣播組網(wǎng)配置（2）協(xié)議棧無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制程序的編寫(xiě)第24章協(xié)議棧應(yīng)用5組播-多終端控制協(xié)調(diào)器LED（1）ITZigBee協(xié)議棧Zstack多終端組網(wǎng)配置（2）協(xié)議棧無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制LED的控制程序的編寫(xiě)第25章協(xié)議棧應(yīng)用6溫度傳感器DS18B20（1）DS18B20工作流程、底層驅(qū)動(dòng)程序解讀、溫度讀取函數(shù)的編寫(xiě)（2）基于協(xié)議棧的無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)控制程序的編寫(xiě)[重點(diǎn)難點(diǎn)]重點(diǎn)：ITZigBee協(xié)議棧Zstack系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，協(xié)議棧工作流程，應(yīng)用層APP編寫(xiě)。難點(diǎn)：ITZigBee協(xié)議棧Zstack系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配置選項(xiàng)繁雜。[學(xué)時(shí)分配]14學(xué)時(shí)表5-1建議學(xué)時(shí)分配表學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)總學(xué)時(shí)教學(xué)做理論實(shí)踐測(cè)驗(yàn)討論第1篇無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述44第2篇無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理18162第3篇CC2530片上系統(tǒng)祼機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)踐24204第4篇Zigbee協(xié)議棧應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)踐14122總計(jì)60六、實(shí)施建議1、課程組織安排說(shuō)明在教學(xué)過(guò)程中采用理實(shí)結(jié)合、“教、學(xué)、做”于一體；多媒體教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相結(jié)合方式，運(yùn)用啟發(fā)式的教學(xué)方法完成教學(xué)任務(wù)。2、教學(xué)方法建議采用項(xiàng)目教學(xué)法，重在培養(yǎng)和提高學(xué)生理實(shí)結(jié)合能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是工作作風(fēng)、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)務(wù)實(shí)等職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力。3、教學(xué)資源的利用教材：《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程》余成波李洪兵陶紅艷編著2012年清華大學(xué)出版社；參考資料：（1）2.4GHzIEEE802.15.4和ZigBee?應(yīng)用的CC253X片上系統(tǒng)解決方案用戶指南（2）ZigBee2007協(xié)議規(guī)范多媒體資源：PC機(jī)、“極域”多媒體教學(xué)軟件、IAR軟件、投影儀實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）