《物联网设备调试》课程项目式教学设计探讨

一、课程简介

《物联网设备调试》是教会学生熟练使用物联网相关设备，在了解物联网基础知识的基础上，通过微型传感器节点实时监测、感知、采集网络覆盖区域各种环境和监测对象的信息，并对其进行处理后再以无线网络的方式传送给观察者，掌握传感器技术、物联网开发技术、无线通信技术等。主要的知识和技能点包括：LED自动闪烁，按键控制开关，按键控制闪烁，单片机串口发数，在 PC 用串口控制 LED，PC 串口收数并发数，串口时钟 PC 显示，片内温度，蜂鸣器、可燃气体CO检测，红外人体感应，MQ-2烟雾传感器，3轴磁场传感器，光照采集，大气压强检测，高精度温湿度检测，3D加速度传感器采集，超声波测距，GPS定位等。

教学中对于实验项目的设计尽可能独立、完整，即包含对基本原理和概念的理解，又加强对每个知识点的掌握，全面提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

在教学过程中采用项目式教学方法，每个项目或任务考核标准都要注重考核学生的综合实践能力。能有效的激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性，有效提升教学质量和效果。

二、典型项目设计

（一）按键控制灯的亮灭

在进行该课程的项目开发过程中，对于按键控制开关的实验项目，做了大量分析设计，该项目的实验设备包括仿真器 1 台，液晶板1 块，ZigBee 模块1 块，USB 连接线1 根。 让学生掌握按键应用这一常用人机交互方法，本次使用两个按键开关分别控制两个LED 灯。该实验采用的CC2530开发板，后台应用程序使用C语言编程。要求学生掌握一定的C开发基础并熟练使用循环及选择结构进行程序设计。本项目的函数是键盘扫描按键函数扫描时ok键还是cancel键被按下，从而决定了Keyscan的返回值是1还是2。当返回值是1时，说明是OK键按下，从而通过程序控制黄灯的亮灭。当返回值是2时，说明是OK键按下，从而通过程序控制红灯的亮灭。

通过编写程序实现上电后：

1.按下“OK”键（S6）切换ZigBee模块黄色LED灯亮灭，按下“CANCEL”键（S7）切换ZigBee模块红色LED灯亮灭。

2.修改程序，使按下“OK”键（S6）切换红色LED灯亮灭，按下“CANCEL”键（S7）切换黄色LED灯亮灭。

3.修改程序，使按下“OK”键（S6）切换两个LED灯亮 ，按下“CANCEL”键（S7）切换两LED灯灭。

在该项目中设计了以上三个步骤的操作，在实验中off和1都可以控制灯灭，on和0都可以控制灯亮，所以该程序的修改有很多种方法，学生可以举一反三，让学生在实验中学会修改程序来实现对两个灯的控制，从而达到对该实验的掌握。

（二）光照度的检测

光照度表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。晴天室内的光照度在100～1000Lux，阴天室内的光照度只有5～50Lux。那么检测光照度最常用的方法是使用光电式传感器。光电式传感器是采用光电元件作为检测元件、将光通量转换为电量的一种传感器。而最常见的是光敏传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。

光敏传感器中最主要的器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。

在该实验过程中，对实验场景进行设计，分别在不同的环境中进行检测。实验设备包括：CC2530无线传感器模块，液晶网关一个，光敏电阻一个，发光光源一个。

1.室内关灯关窗帘

将程序中发送或接收标志设为0，将程序下载到无线传感器模块中，并运行。将标志设为1，下载程序到液晶网关中，并运行。进行检测测得该状态下光照度的值为26Lux。

2.打开窗帘关灯

重复1中的检测步骤，测得该状态下光照度的值为98Lux。

3.开灯开窗帘状态

重复检测过程，测得该状态下光照度的值为153lux。

4.手机照射光敏传感器

重复检测过程，测得该状态下光照度的值为288Lux。

5.上午11点室外阳光下

重复检测过程，测得该状态下光照度的值为6010Lux。

通过不同环境下测得的光照度的值，既能让学生了解光照度的含义，又能掌握检测方法。从而向更深的方向延伸去了解光敏传感器的应用领域。光敏传感器不仅用于检测光照度的大小，还应用于太阳能路灯、光控小夜灯、光控玩具、声光控开关等电子产品光自动控制领域。太阳能路灯是利用太阳光发电的，不需要电网供电，也就不依赖与输电线路，因此使用光敏传感器可以实现极低成本、自动开启关闭的节能管理。

三、项目式教学设计的优势

在教学过程中采用项目式教学设计，每个项目注重考核学生的综合实践能力，从多方面考核的角度来设计整个项目。让学生在灵活多样的项目设计中边学边用，能有效的激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性，有效提升教学质量和学生的应用能力。

在《物联网设备调试》课程中的每个项目都是独立、完整的，即包含对基本原理和概念的理解，加强对每个知识点的掌握，又结合实际应用，将学到的知识随时应用到实际生活中，全面提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。在课程中进行项目式教学设计，取得了良好的教学效果。

推荐访问： 联网 调试 探讨 式教学 课程

---