物联网应用技术(智能家居)-配套教案全套 第1-8章 智能家居概述--智能家居系统开发样例

学习的方式 。
第 2 章感知与控制技术
课程名称 任务名称
智能家居
微控制器
项目名称 课时
感知与控制技术 2
项目性质
□演示性 □验证性 □设计性 V 综合性
授课班级
授课日期
授课地点
教学目标
教学内容 教学重点 教学难点
知识目标
1. 掌握微控制器的概念和特征
- 2. 熟悉 ARM Cortex MO 微控制器的结构和特点
■ 系统组成、无线电波的传播特性等，使学生加深对无线通信技术的理解，通过对比介绍多种短距离
无线通信技术，引导学生自主分析各种技术的特点和适用场景。
二、蓝牙技术的概述
从蓝牙名称的来源来吸引学生，进一步通过对蓝牙版本的演进、蓝牙技术特点和性能指标的详
细介绍，帮助学生了解和掌握蓝牙技术。
三、传统蓝牙与低功耗蓝牙
教学评价方式以个人为单位，以完成课后练习作业的质量为评价标准，促进学生的自主、创新
学习的方式 。
第3 章短距离无线通信技术
课程名称 任务名称 项目性质 授课班级
教学目标
教学内容 教学重点 教学难点
智能家居
项目名称
短距离无线通信技术
无线通信技术与蓝牙技术
课时
2
□演示性 □验证性 □设计性 V 综合性
授课日期
织 打开课件、打开软件、打开 U 盘中的素材位置、打开授课计划、教案等)，吸引学生注意力。
m 【课前说明】
m
单片机是集成电路技术和微型计算机技术高速发展的产物，目前，单片机己广泛称作微控制器。
相比于单片机，微控制器这个名称的应用指向性更强一些。ARM 公司出品的系列微处理器市场覆
- 盖率最高、发展趋势广阔，己经占据 32 位 RISC 微处理器 80%以上的市场份额，Cortex MO 是 ARM
【目的】
使学生从了解本单元的学习目标、学习重点、考评方式等方面明确学习本单元知识的要求和目
标。
m
一、传感器
内容
传感器作为多学科融合产生的一种新技术，可被用于在更深更广的领域采集客观世界的各种信
撇 息数据，可看作是人体感知能力在信息系统中的延伸。从传感器的定义、传感器的组成、传感器的
分类以及传感器的性能指标等方面详细介绍，帮助学生理解和掌握传感器的各个性质。
项目名称 课时
短距离无线通信技术 2
项目性质 授课班级 教学目标
教学内容 教学重点 教学难点
□演示性 □验证性 □设计性 V 综合性
授课日期
授课地点
知识目标
1. 掌握 Zigbee 的技术特点、协议体系、组网过程
2、掌握 WLAN 的技术特点、关键技术、组网过程
素质目标：
1. 培养学生认识、分析和解决物联网系统中复杂问题的能力
4. 任务小结
(1) 短距离无线通信技术特性 (2) 传统蓝牙和低功耗蓝牙的技术特点、适用场景和体系结构 (1) 多种无线通信技术的特点分析与对比 (2) 蓝牙的体系结构
教学准备
1. 教学课件 PPT
2. 教材：《物联网应用技术（智能家居 )》方娟陈锬张佳玥易涛人民邮电出版社
作业设计
1 . 第5章的思考与练习题。
授课地点
知识目标
1. 了解无线通信技术的特点和系统模型
2. 熟悉智能家居系统常用的短距离无线通信技术
3. 掌握蓝牙的技术特点、协议体系
素质目标
1. 培养学生认识、分析和解决物联网系统中复杂问题的能力
2. 培养学生对复杂系统的功能划分和多模块协调的设计和实现能力 1. 任务描述 2. 任务展示与实现
3. 教师讲解本任务涉及的知识点
素质目标
1. 培养学生认识、分析和解决物联网系统中复杂问题的能力 2. 培养学生对复杂系统的功能划分和多模块协调的设计和实现能力
1. 任务描述
2. 任务展示与实现 3. 教师讲解本任务涉及的知识点 4. 任务小结
(1) 传感器的定义和分类 (2) 传感器的性能指标 (3) 嵌入式系统的定义和特点 (1) 传感器的定义和分类 (2) 嵌入式系统的定义和特点
2. 培养学生对复杂系统的功能划分和多模块协调的设计和实现能力 1. 任务描述
2. 任务展示与实现
3. 教师讲解本任务涉及的知识点
4. 任务小结
(1) Zigbee 协议栈体系结构 (2) Zigbee 网络结构 (3) WLAN 网络结构 (4) WLAN MAC 层 (1) Zigbee 协议栈体系结构 (2) WLAN MAC 层
学习的方式 。
第 2 章感知与控制技术
课程名称 任务名称
智能家居
传感器与嵌入式系统
项目名称 课时
感知与控制技术 2
项目性质
□演示性 □验证性 □设计性 V 综合性
授课班级
授课日期
授课地点
教学目标
教学内容 教学重点 教学难点
知识目标
1. 了解传感器的定义、分类、性能指标和发展趋势 2. 掌握嵌入式系统的定义和特点
m 通过对微控制器的分类、特点的介绍，提升学生对单片机及微控制器的了解。
二、ARM 体系结构
ARM 公司的微控制器和微处理器，被广泛应用在移动设备等嵌入式领域中。通过对 ARM 知识
产权核，以及 ARM 产品系列对比介绍，使学生更进一步认识和熟悉 ARM 微处理器，并引导学生
介绍手机、IPAD 等自己接触和使用过的系统微处理器。
m
本节课主要运用讲授教学法和案例教学法，重点讲解智能家居的基本概念，然后介绍了智能家
珊 居与物联网、大数据、人工智能、云计算和边缘计算等信息化技术的关系，接下来详细地说明了智 能家居系统由传感器、嵌入式系统、通信网络系统、控制系统和人机交互系统组成。
教学评价方式以个人为单位，以完成课后练习作业的质量为评价标准，促进学生的自主、创新
首先展示传统蓝牙和低功耗的协议栈体系结构图，整体介绍蓝牙协议桟的结构，然后详细介绍
每一个层次的基本功能，以及层次之间的联系，使学生进一步加强对蓝牙技术的理解。
m
通过学习，学生能够掌握短距离无线通信技术的基本特点，蓝牙的技术特征、适用场景，以及
珊 传统蓝牙和低功耗蓝牙的协议栈体系结构。 本节课主要运用讲授教学法，首先通过分析智能家居系统对底层网络的需求，引出短距离无线
二、嵌入式系统
从嵌入式系统与通用计算机系统的不同开始介绍，详细讲解嵌入式系统发展过程和嵌入式系统
的定义，引导学生介绍手机、IPAD 等自己接触和使用过的嵌入式系统，分析其特点和作用。
m
本节课主要运用讲授教学法。通过学习，使学生能够掌握传感器的定义、特点、功能、分类，
珊 了解和熟悉嵌入式系统的定义、特征和发展过程。 教学评价方式以个人为单位，以完成课后练习作业的质量为评价标准，促进学生的自主、创新
织 打开课件、打开软件、打开 U 盘中的素材位置、打开授课计划、教案等），吸引学生注意力。
m 【课前说明】
翻
本节课主要对智能家居的概念 、 系统组成 、 主要特征 、 技术原理及发展状况进行详细讲
解。智能家居是以住宅为平台，通过物联网技术将家居生活有关的设施连接到一起，实现智能化的
生态系统，是当前包括云计算、大数据、物联网和人工智能在内的多种 IT 技术综合实现的一个典型
教学准备
1. 教学课件 PPT
2. 教材：《物联网应用技术（智能家居)》方娟陈锬张佳玥易涛人民邮电出版社
作业设计
1. 第二章的思考与练习题。
教学过程
m
教学内容与过程
m
( 教学内容、教学方法、组织形式、教学手段 )
mm.
做好课前“5 分钟”教学管理（多媒体、实训室 )，做好上课前的各项准备工作（打开电脑、
教学准备
1. 教学课件 PPT
2. 教材：《物联网应用技术（智能家居 )》方娟陈锬张佳玥易涛人民邮电出版社
作业设计
1. 第二章的思考与练习题。
教学过程
m
教学内容与过程
m
( 教学内容、教学方法、组织形式、教学手段 )
讎且
做好课前“5Байду номын сангаас分钟”教学管理（多媒体、实训室 )，做好上课前的各项准备工作（打开电脑、
教学准备
1. 教学课件 PPT
2. 教材：《物联网应用技术（智能家居 )》方娟陈锬张佳玥易涛人民邮电出版社
作业设计
1. 第一章的思考与练习题。
教学过程
m
教学内容与过程
m
( 教学内容、教学方法、组织形式、教学手段 )
mm
做好课前“5 分钟”教学管理（多媒体、实训室），做好上课前的各项准备工作（打开电脑、
应用。
【目的】
使学生从了解本单元的学习目标、学习重点、考评方式等方面明确学习本单元知识的要求和目
标。
m
一、智能家居的概念
嘛
通过对当前的智能家居系统的介绍，吸引学生思考并讨论对智能家居的认识。给出智能家居的
撇 基本概念，并扩展学生的思维，讨论智能家居与云计算、大数据、物联网和人工智能等新技术的关 系。
打开课件、打开软件、打开 U 盘中的素材位置、打开授课计划、教案等 )，吸引学生注意力。
织
【课前说明】
翻
智能家居系统包含了各式各样的传感器和嵌入式设备 ，用于对家居环境的各种信息进行
获取和处理。本节课将向学详细讲解智能家居中用于感知外部信息的传感器技术和用于控制
的嵌入式技术的定义、特点、分类以及发展趋势。
当前常用的短距离无线技术的概述和比较、蓝牙技术的起源和特点、传统蓝牙和低功耗蓝牙的协议
栈结构等知识点进行初步的了解。
【目的】
使学生从了解本单元的学习目标、学习重点、考评方式等方面明确学习本单元知识的要求和目
标。
離
一、短距离无线通信技术的特点和应用
从智能家居对底层网络的需求引出短距离无线通信技术，然后详细介绍无线通信技术的起源和
通信技术的特点和发展现状，使学生掌握无线通信的特点，并从起源、特征、使用定位、以及两种
版本的协议栈体系结构等方面入手，深入探讨蓝牙技术。教学评价方式以个人为单位，以完成课后
练习作业的质量为评价标准，促进学生的自主、创新学习的方式 。
第3 章短距离无线通信技术
课程名称 任务名称
智能家居 Zigbee 与 WLAN
素质目标
1. 培养学生认识、分析和解决物联网系统中复杂问题的能力 2. 培养学生对复杂系统的功能划分和多模块协调的设计和实现能力 1. 任务描述 2. 任务展示与实现 3. 教师讲解本任务涉及的知识点
4. 任务小结
(1) 微控制器概述 (2) ARM 体系结构 (3) ARM Cortex MO
(1) ARM 体系结构 (2) ARM Cortex MO
教学过程
m
教学内容与过程
m
( 教学内容、教学方法、组织形式、教学手段 )
讎且
做好课前“5 分钟”教学管理（多媒体、实训室 )，做好上课前的各项准备工作（打开电脑、
织 打开课件、打开软件、打开 U 盘中的素材位置、打开授课计划、教案等)，吸引学生注意力。
m 【课前说明】
m
分别从智能家居系统对无线网络的要求，无线通信技术的起源和组成、无线电波的传播特性、
二、系统组成和主要特征
从分析一个实际智能家居系统入手，组织学生讨论智能家居的系统由哪些部分组成，并进一步
讨论智能家居系统的特征。
二、发展现状
从运营商、终端企业、互联网企业、传统家具业等不同角度，引导学生讨论目前各个领域企业
在智能家居系统方面的布局和进展。
四、当前标准
首先讲解标准的重要作用，然后介绍智能家居领域当前的三项系列国家标准。
公司于 2009 年推出的面向嵌入式应用的 32 位微控制器的 IP 核，被广泛应用在智能家居、智能仪
表、人机接口设备、汽车和工业控制系统中
【目的】
使学生从了解本单元的学习目标、学习重点、考评方式等方面明确学习本单元知识的要求和目
标。
m
一、微控制器概述
嘛
通过对微控制器结构的讲解，帮助学生理解微控制器属于经典的冯 • 诺依曼计算机体系结构。
- 物联网应用技术（智能家居） 配套教案 第 1 章智能家居概述
课程名称 任务名称 项目性质 授课班级
教学目标
教学内容 教学重点 教学难点
智能家居
项目名称
智能家居概述
智能家居概述
课时
2
□演示性 □验证性 □设计性 V 综合性
授课日期
授课地点
知识目标
1. 掌握智能家居的基本概念 2. 掌握智能家居的系统组成与主要特征 3. 了解智能家居的发展现状 4. 了解智能家居的当前标准
三、ARM Cortex MO
详细介绍 ARM Cortex M0 的特点、结构、工作模式、指令集、寄存器、内存映射和异常模型，
帮助学生深入了解 ARM Cortex MO。
m
本节课主要运用讲授教学法。重点讲解了微控制器的特点、历史和分类，并详细讲解了 ARM
- 珊 Cortex MO 微控制器的内部结构。
素质目标
1. 培养学生认识、分析和解决物联网系统中复杂问题的能力
2. 培养学生对复杂系统的功能划分和多模块协调的设计和实现能力
1. 任务描述 2. 任务展示与实现 3. 教师讲解本任务涉及的知识点 4. 任务小结
(1) 智能家居的基本概念 (2) 智能家居的系统组成 (3) 智能家居的主要特征 (1) 智能家居的系统组成 (2) 智能家居与大数据、云计算、人工智能等信息化技术的关系