无线传感器网络技术与应用（第2版）-教案-教学指南

《无线传感器网络技术与应用（第2版）》教案课程信息课程名称：无线传感器网络技术与应用（第2版）课程代码：XXXXXXX课程性质：专业必修课学分：4学分学时：64学时适用专业：物联网工程、电子信息工程、计算机科学与技术授课教师：XXX课程简介《无线传感器网络技术与应用（第2版）》是一门面向物联网工程、电子信息工程及计算机科学与技术等专业的专业课程。本课程全面、系统地阐述了无线传感器网络（WSN）技术的基本原理、关键设备和技术应用，包括认识无线传感器网络、搭建开发环境、基础射频无线通信、Z-Stack无线通信、蓝牙无线通信、WiFi无线通信、GPRS无线通信等内容。通过本课程的学习，学生将掌握无线传感器网络的基本概念、关键技术和实际应用，具备设计、开发和维护无线传感器网络的能力。课程教学要求理论知识：掌握无线传感器网络的基本概念、原理和技术，了解国内外发展现状和趋势。实践技能：能够搭建无线传感器网络开发环境，设计并实现基于不同无线通信技术的简单应用。创新能力：培养学生的创新思维和实践能力，能够独立完成简单的无线传感器网络项目设计。综合素质：提高学生的综合素质，包括团队合作能力、沟通能力和解决问题的能力。课程教学内容章节主要内容重难点学时项目一认识无线传感器网络1.1无线传感器网络概述

1.2无线传感器网络技术发展历程

1.3无线传感器网络的特点

1.4无线传感器网络关键技术与应用重点：无线传感器网络的基本概念、特点及应用领域

难点：不同无线通信技术的比较6任务1.1无线传感器网络概述了解：无线传感器网络的基本概念

熟悉：无线传感器网络的基本架构2任务1.2无线传感器网络技术发展历程了解：国内外无线传感器网络的发展历程2任务1.3无线传感器网络的特点掌握：无线传感器网络的特点1任务1.4无线传感器网络关键技术与应用掌握：几种典型的短距离无线通信网络技术

熟悉：无线传感器网络的应用领域1项目二搭建无线传感器网络开发环境2.1认识NEWLab实训平台

2.2安装相关软件

2.3建立ZigBee开发环境——以点亮一盏LED灯为例重点：NEWLab实训平台的使用

难点：ZigBee开发环境的建立8任务2.1认识NEWLab实训平台掌握：NEWLab实训平台的各类接口及模块3任务2.2安装相关软件掌握：IAR8.10、SmartRF04EB驱动及SmartRFFlashProgrammer软件的安装3任务2.3建立ZigBee开发环境掌握：建立IAR开发环境，配置工程，编写、调试程序2项目三基础射频无线通信技术应用设计3.1BasicRF无线控制LED灯

3.2BasicRF无线串口通信

3.3开关量传感器采集系统

3.4模拟量传感器采集系统

3.5数字量传感器采集系统

3.6环境智能监测系统设计与应用重点：BasicRF无线通信的基本原理及应用

难点：传感器采集系统的设计与实现14任务3.1BasicRF无线控制LED灯掌握：BasicRF无线通信的基本原理及实现方法2任务3.2BasicRF无线串口通信掌握：串口通信原理及BasicRF无线串口通信的实现2任务3.3开关量传感器采集系统掌握：红外传感器、声音传感器的工作原理及应用2任务3.4模拟量传感器采集系统掌握：气体传感器、光照传感器的工作原理及应用2任务3.5数字量传感器采集系统掌握：温度传感器、湿度传感器的工作原理及应用2任务3.6环境智能监测系统设计与应用掌握：通信网络地址管理及BasicRF驱动文件的应用4项目四Z-Stack无线通信技术应用设计4.1基于Z-Stack的点对点通信

4.2基于Z-Stack的串口通信

4.3基于绑定的无线灯光控制

4.4基于Z-Stack的串口透传

4.5基于Z-Stack的模拟量传感器采集系统

4.6ZigBee无线传感器网络监控系统设计重点：Z-Stack协议栈的基本概念及应用

难点：Z-Stack协议栈的安装、配置及调试14任务4.1基于Z-Stack的点对点通信掌握：Z-Stack协议栈的安装与配置2任务4.2基于Z-Stack的串口通信掌握：OSAL操作系统的概念及运行机制3任务4.3基于绑定的无线灯光控制掌握：绑定过程及LED灯、按键驱动的应用2任务4.4基于Z-Stack的串口透传掌握：单播、组播、广播的实现方法2任务4.5基于Z-Stack的模拟量传感器采集系统掌握：ZigBee无线网络地址管理及网络拓扑结构2任务4.6ZigBee无线传感器网络监控系统设计掌握：ZigBeeSensorMonitor的应用及监控系统设计3项目五蓝牙无线通信技术应用设计5.1基于BLE协议栈的串口通信

5.2基于BLE协议栈的无线点灯重点：蓝牙BLE协议栈的基本概念及应用

难点：BLE协议栈的安装、配置及数据传输过程8任务5.1基于BLE协议栈的串口通信掌握：蓝牙技术概念及BLE协议栈的安装与使用4任务5.2基于BLE协议栈的无线点灯掌握：主、从机数据建立连接流程及数据传输过程4项目六WiFi无线通信技术应用设计6.1搭建WiFi最小系统开发环境

6.2WiFi无线控制风扇系统重点：WiFi技术的基本概念及应用

难点：WiFi最小系统开发环境的搭建及无线控制实现6任务6.1搭建WiFi最小系统开发环境掌握：WiFi技术概述及IP地址介绍3任务6.2WiFi无线控制风扇系统掌握：WiFi无线控制方式及实现方法3项目七GPRS无线通信技术应用设计7.1基于GPRS的接打电话重点：GPRS技术的基本概念及应用

难点：AT指令的使用及接打电话的实现4任务7.1基于GPRS的接打电话掌握：GPRS技术概述及AT指令的使用4项目八（拓展）NB-IoT无线通信技术应用设计8.1认识NB-IoT技术

8.2基于NB-IoT的智能路灯系统

8.3基于NB-IoT的智能路灯云平台的接入重点：NB-IoT技术的基本概念及应用

难点：NB-IoT智能路灯系统的设计与实现8任务8.1认识NB-IoT技术了解：NB-IoT技术概述及发展历程2任务8.2基于NB-IoT的智能路灯系统掌握：利尔达NB86-G模块的特性及应用3任务8.3基于NB-IoT的智能路灯云平台的接入掌握：NB-IoT网络体系架构及部署方式3考核要求及成绩评定考核要求：课堂参与度：包括课堂讨论、提问和回答问题的积极性。实验报告：每个实验项目完成后需提交实验报告，包括实验目的、步骤、结果和心得体会。期末考试：闭卷考试，考察学生对课程内容的掌握程度。项目设计：学生需独立完成一个无线传感器网络项目设计，并提交设计报告和演示。成绩评定：课堂参与度：占总成绩的10%实验报告：占总成绩的30%期末考试：占总成绩的40%项目设计：占总成绩的20%学