“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程探討

李艷麗，蔡冬玲，廖曉娟，吳江洲

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院 信息與機(jī)電工程學(xué)院，重慶 402160）

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“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程探討

李艷麗，蔡冬玲，廖曉娟，吳江洲

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院 信息與機(jī)電工程學(xué)院，重慶 402160）

摘 要：文章針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程，探討了課程性質(zhì)、課程設(shè)計(jì)理念，提出了課程開發(fā)思路，設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容和要求，給出課程考核意見。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；課程性質(zhì)；教學(xué)的開發(fā)思路；教學(xué)內(nèi)容和要求；課程考核

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）也得到了相應(yīng)的發(fā)展。WSN綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。與其他無線通信協(xié)議相比，ZigBee以其低功耗、低成本、安全性高、網(wǎng)絡(luò)兼容量大等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了迅速發(fā)展［1］。

1　課程性質(zhì)

“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”涉及通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)等多種技術(shù)領(lǐng)域，因此本課程是一門理論綜合性高，應(yīng)用實(shí)踐性強(qiáng)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，旨在使學(xué)生了解WSN和ZigBee協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)知識(shí)，為進(jìn)行ZigBee項(xiàng)目開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

2　課程設(shè)計(jì)理念

在本課程教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，遵循“項(xiàng)目為載體，模塊遞進(jìn)”的原則，在夯實(shí)學(xué)生WSN和ZigBee協(xié)議理論基礎(chǔ)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)ZigBee技術(shù)的應(yīng)用能力，并引進(jìn)ZigBee項(xiàng)目，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，充分體現(xiàn)WSN的教學(xué)實(shí)踐。將專業(yè)教學(xué)過程，技能訓(xùn)練過程有機(jī)結(jié)合起來，有效地提高課程教學(xué)的實(shí)踐性、開發(fā)性和有效性。

3　課程開發(fā)思路

本課程的教學(xué)過程要實(shí)現(xiàn)課堂案例教學(xué)和實(shí)踐任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)相結(jié)合，將項(xiàng)目式案例引入課堂教學(xué)，以真實(shí)項(xiàng)目為對(duì)象進(jìn)行工作導(dǎo)向組織教學(xué)，從教學(xué)過程和形式上體現(xiàn)“學(xué)”和“做”的緊密結(jié)合。課程模擬完成企業(yè)“項(xiàng)目任務(wù)”貫穿整個(gè)教學(xué)過程。通過問題、項(xiàng)目導(dǎo)入（實(shí)踐）→學(xué)生思考、分析、回答、教師評(píng)議、總結(jié)（理論）→擴(kuò)展應(yīng)用（實(shí)踐）的方式進(jìn)行，使授課內(nèi)容與工作實(shí)際緊密結(jié)合［2］。項(xiàng)目實(shí)施過程中教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，并且進(jìn)行過程性評(píng)價(jià)，教會(huì)學(xué)生怎樣應(yīng)付大量的信息，引導(dǎo)學(xué)生如何在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，掌握新內(nèi)容。教師要成為教學(xué)策劃和導(dǎo)演，在教學(xué)過程中起指導(dǎo)作用［3］。

4　課程目標(biāo)

本課程的項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)從學(xué)生的學(xué)習(xí)和認(rèn)知水平出發(fā)，通過理論、實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，邊講邊學(xué)、邊學(xué)邊做、做中學(xué)、學(xué)中做，把學(xué)生培養(yǎng)成為具有良好職業(yè)道德的、具有嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、程序設(shè)計(jì)的管理理論和實(shí)踐能力的、具有可持續(xù)發(fā)展能力的高素質(zhì)高技能型物聯(lián)網(wǎng)專門人才，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的需求［4］。

5　課程內(nèi)容和要求

本課程的內(nèi)容主要包括以下4大模塊：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線片上系統(tǒng)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、TI Z-Stack協(xié)議棧的使用，具體要求如表1所示。

表1　課程內(nèi)容和要求

6　課程考核

本課程的考核采用過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的方法。過程考核根據(jù)課堂提問、課堂練習(xí)、課后作業(yè)和學(xué)習(xí)態(tài)度而定，是形成性考核；結(jié)果考核根據(jù)學(xué)生的考試成績(jī)而定。本課程對(duì)各學(xué)習(xí)模塊的考核標(biāo)準(zhǔn)如下文所示。

6.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

能夠闡述WSN的特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。

6.2 無線片上系統(tǒng)

（1）會(huì)對(duì)芯片GPIO相關(guān)寄存器進(jìn)行配置。

（2）根據(jù)開關(guān)Led的原理，會(huì)設(shè)置Led驅(qū)動(dòng)。

（3）會(huì)切換時(shí)鐘源來控制時(shí)鐘頻率。

（4）能夠設(shè)置外部中斷相關(guān)寄存器。

（5）會(huì)使用串口通信收發(fā)字符串。

（6）能夠獲取片內(nèi)溫度傳感器的溫度值，并能通過串口發(fā)送到上位機(jī)。

（7）會(huì)根據(jù)定時(shí)器中斷配置步驟來會(huì)配置T1寄存器，完成T1中斷程序。

（8）會(huì)設(shè)置睡眠定時(shí)器的定時(shí)間隔，會(huì)設(shè)置系統(tǒng)功耗模式。

本課程的教學(xué)不是單一機(jī)械地向?qū)W生傳授知識(shí)和技能，也不是一種向?qū)W生灌輸式傳授知識(shí)的過程，而是一種啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)、總結(jié)、體會(huì)知識(shí)和技能的過程。

［參考文獻(xiàn)］

［1］謝金龍，鄧人銘.物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：人民郵電出版社，2016.

［2］桂小林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010（16）：1-3.

［3］李強(qiáng).淺談我國高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)模式創(chuàng)新［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（2）：30-35.

［4］施炯，楊亞萍，梁豐.“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程教學(xué)探索與實(shí)踐［J］.中國電力教育，2013（28）：106-107.

［5］王志良，石志國.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.

The Course Exploration Of Wireless Sensor Network Technology

Li Yanli，Cai Dongling，Liao Xiaojuan，Wu Jiangzhou
（Department of Information & Electromechanical Engineering，Chongqing Creation Vocational College，Chongqing 402160，China）

Abstract:For IOT application technology professional course "wireless sensor network technology"，discusses the nature of the course and the design idea of the course，puts forward the way of course development，designs the teaching contents and requirements，presents course assessment.

Key words:the Internet of things；course nature；the development of teaching；the teaching contents and requirements；course assessment

作者簡(jiǎn)介：李艷麗（1987-），女，山東菏澤，碩士；研究方向：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無線傳感網(wǎng)。