无线传感器网络课程设计
大学无线传感器网络教案
大学无线传感器网络教案一、教学目标通过本课程，学生将了解到无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）的原理、网络结构、应用场景以及其在物联网中的重要性，同时掌握WSN的网络拓扑结构设计方法和WSN中的包括传输协议、路由协议、网络安全等相关技术。
二、教学内容1. 无线传感器网络概述1.1 什么是无线传感器网络1.2 无线传感器网络的优缺点1.3 无线传感器网络的应用场景2. 无线传感器网络结构2.1 网络拓扑结构设计2.2 网络节点分类2.3 无线传感器节点的构成2.4 无线传感器网络的通信协议3. 无线传感器网络技术3.1 传输协议3.2 路由协议3.3 网络安全三、教学方法本课程采用讲授结合实验的教学方法，通过讲解概念与原理，引导学生进行实验操作，提高学生的自主探究能力。
四、教学过程1. 无线传感器网络概述1.1 无线传感器网络的定义无线传感器网络是一种由分布在空间中的大量微小的传感器节点组成的无线网络，通过传感器节点进行数据采集、处理、传输和网络通信等功能，实现对监测环境的实时感知、辅助决策等目的。
1.2 无线传感器网络的优缺点优点：1）节点数量可灵活扩展；2）维护成本低廉；3）无线通信便利；4）实时感知能力强；5）他适老面多种应用场景。
缺点：1）网络安全容易受到攻击；2）传输距离有限制；3）数据通信存储的能力有限。
1.3 无线传感器网络的应用场景无线传感器网络可用于环境监测、智能交通、智能家居、工业监测等多个领域，随着物联网的发展和普及，其应用场景将不断拓展。
2. 无线传感器网络结构2.1 网络拓扑结构设计无线传感器网络节点之间的拓扑结构分为两种：平面型结构和三维结构。
平面型结构具有灵活性，安装与维护较为方便；三维结构则能够应对更高水平的感知任务。
但这两种结构都需要合理设计。
2.2 网络节点分类无线传感器网络中的节点可以按照不同维度进行分类：硬件节点、软件节点、通信节点等。
zigbee无线传感网络课程设计
zigbee无线传感网络课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握zigbee无线传感网络的基本概念、原理和应用场景。
2. 了解zigbee协议栈的结构、功能及其工作流程。
3. 掌握zigbee网络拓扑结构、节点类型及其配置方法。
技能目标：1. 学会使用zigbee开发工具进行网络编程和调试。
2. 能够搭建简单的zigbee无线传感网络，并进行数据采集、处理和传输。
3. 培养学生运用zigbee技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，激发学习热情。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注社会热点问题，了解zigbee技术在现实生活中的应用，提高社会责任感。
课程性质：本课程属于信息技术领域，旨在让学生了解和掌握zigbee无线传感网络的基本知识，培养实际操作能力和创新思维。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们在前期课程中已具备一定的编程基础和网络知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握zigbee 技术，鼓励学生开展团队合作，提高解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使其在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. zigbee基本概念与原理- 无线传感网络概述- zigbee技术特点与应用场景- zigbee协议栈结构与工作原理2. zigbee网络结构与配置- zigbee网络拓扑结构- 节点类型及其功能- 网络配置与优化方法3. zigbee编程与调试- 开发工具与环境介绍- zigbee协议栈编程- 程序调试与故障排除4. 数据采集、处理与传输- 传感器节点数据采集- 数据处理与融合- 无线数据传输技术5. zigbee应用案例与实战- 现实生活中的zigbee应用案例- 实战项目：搭建简单的zigbee无线传感网络- 数据分析与优化教学内容安排与进度：第一周：介绍无线传感网络与zigbee基本概念、原理第二周：学习zigbee网络结构与配置方法第三周：掌握zigbee编程与调试技巧第四周：学习数据采集、处理与传输技术第五周：分析zigbee应用案例，进行实战项目设计与实施第六周：项目总结与成果展示，数据分析与优化教材章节关联：《信息技术》第四章：无线传感网络《信息技术》第五章：zigbee技术及应用《信息技术》实践教程：zigbee编程与实战案例三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：通过系统讲解zigbee无线传感网络的基本概念、原理、协议栈结构等内容，为学生奠定扎实的理论基础。
无线传感器网络原理及方法课程设计
无线传感器网络原理及方法课程设计一、前言无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是指由大量分布式的、自组织的、无线通信的、具有感知和处理能力的微型传感器节点（Sensor Node）组成的网络架构。
每个传感器节点都具有感测、通信、计算和存储等功能，可以实现节点之间的无线通信和数据传输，从而实现对所监测区域的实时感知、数据采集、处理和传输等任务。
由于无线传感器网络在实际应用中具有广阔的前景和应用价值，因此近年来得到了极大的关注和重视。
本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的研究和学习，深入了解传感器节点的构成、通信原理、能量管理及传感器网络协议等方面的知识，培养学生的创新意识和实践能力，提高其在工程应用中的综合素质和能力。
二、课程设计内容2.1 课程设计目标本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的学习和掌握，使学生能够掌握以下知识和能力：1.了解无线传感器网络的发展历程、应用领域和研究现状；2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理和协议等方面的基本知识；3.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程；4.培养学生的独立思考、实际动手能力和创新意识；5.提高学生的综合素质和工程应用能力。
2.2 课程设计内容第一阶段（2周）1.了解无线传感器网络的基本概念、特点和分类等方面的知识；2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理等方面的基本知识；3.学习并掌握传感器网络协议和通信技术等方面的知识。
第二阶段（4周）1.了解无线传感器网络的应用领域和现状；2.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程；3.实现传感器节点的数据采集和通信等基本功能；4.调试和优化传感器网络系统，提高系统的性能和可靠性。
第三阶段（2周）1.进行无线传感器网络实验及调试；2.学习并掌握数据处理和信息管理等方面的知识；3.进行数据分析和应用等相关实践。
2.3 课程设计要求1.组成4-5人的小组，每个小组负责设计一个无线传感器网络系统；2.每个小组需要设计系统的硬件、软件和通信模块等；3.确定适当的目标和需求，进行系统设计和实现；4.完成系统调试和优化，达到预期目标。
无线传感器网络技术及应用教学设计
无线传感器网络技术及应用教学设计一、背景介绍无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是近年来国际上迅速发展的新兴技术和研究领域，其技术架构和应用领域涉及传感器技术、通信协议、数据处理、智能控制等多个方面。
由于WSN具有低成本、低能耗、灵活性强等优势，其在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域得到了广泛的应用。
针对WSN这一新型技术的推广和应用，无线传感器网络技术及应用教学在高校教育中越来越受到关注。
本文旨在探讨无线传感器网络技术及应用教学的设计，以提高学生的技术能力和应用水平。
二、课程目标2.1 知识目标学生应具备以下知识： * 熟悉WSN的架构、通信协议和无线传感器的基本功能； * 理解WSN在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域的应用。
2.2 技能目标学生应具备以下技能： * 掌握WSN的基础操作和相关工具的使用；* 能够基于WSN构建一个应用，并进行实验验证； * 能够对WSN性能进行评估和优化。
3.1 理论学习通过教师讲授、PPT演示、课程讨论等方式，让学生熟悉WSN的基本架构、通信协议、无线传感器的基本功能和常用工具的使用。
同时，还需向学生介绍WSN在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域的应用，让学生对WSN的应用场景有更深入的了解。
3.2 实验设计通过设计实验，让学生掌握WSN的基本操作和应用方法。
具体包括：1. WSN基础应用实验：通过搭建一个简单的WSN，让学生掌握WSN的环境搭建及部署、无线通信原理和常用通信协议等基本操作； 2. WSN传感应用实验：通过构建一个在特定环境下的传感应用，如环境监测，让学生掌握WSN在传输数据和处理数据方面的能力； 3. WSN数据处理与分析实验：通过对WSN传输数据进行处理和分析，让学生掌握WSN数据处理方向的能力。
3.3 实验报告通过让学生撰写实验报告，让学生对WSN的应用进行总结和归纳，并能够对WSN性能进行评估和优化。
无线传感器网络课设
无线传感器网络课设目录第一章绪论---------------------------------------------------------1 1.1 课题的背景------------------------------------------------------1 1.2 国内外研究现状--------------------------------------------------1 1.3 课程设计意义和目标----------------------------------------------2 第二章无线传感器网络简介-------------------------------------------3 2.1 传感器网络体系结构----------------------------------------------3 2.2 无线传感器网络的特征--------------------------------------------6 第三章无线传感器网络节点硬件设计方案------------------------------10 3.1 硬件设计方案---------------------------------------------------10 3.2 微处理器的选型与电路设计---------------------------------------10 3.3 供电电路设计---------------------------------------------------12 第四章无线传感器网络节点功能软件设计和电路调试--------------------14 4.1 编程环境-------------------------------------------------------14 4.2 程序加载和调试工具介绍-----------------------------------------14 4.3 传感器ADC数据采集程序设计-------------------------------------15 4.4 电池状态监测及充电模块程序设计---------------------------------16 4.5 电路功能调试---------------------------------------------------18 第五章总结与展望--------------------------------------------------19 参考文献-----------------------------------------------------------20第一章绪论1.1课题的背景当今世界通信技术迅猛发展，无线通信技术已逐步深入到社会生活的各个领域，其中无线传感器网络技术是很有前途的新兴技术之一。
无限传感网络课程设计
无限传感网络课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握无限传感网络的基本概念、原理和应用，培养学生对无限传感网络的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
具体的教学目标如下：1.知识目标：•了解无限传感网络的定义、特点和分类；•掌握无限传感网络的基本组成、工作原理和关键技术；•了解无限传感网络在现实生活中的应用和未来发展。
2.技能目标：•能够运用无限传感网络的基本原理和关键技术，分析和解决实际问题；•能够使用相关工具和软件，进行无限传感网络的模拟和实验；•能够撰写简单的无限传感网络项目报告，展示自己的成果。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生对无限传感网络的学习兴趣；•培养学生团队合作精神，提高学生沟通协作能力；•培养学生关注社会、关注生活的学习态度，认识到无限传感网络在现实生活中的重要性和价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括无限传感网络的基本概念、原理和应用。
具体的教学大纲如下：1.第一章：无限传感网络概述•无限传感网络的定义、特点和分类；•无限传感网络的基本组成、工作原理和关键技术；•无限传感网络在现实生活中的应用和未来发展。
2.第二章：无限传感网络关键技术•无线传感器的原理和分类；•无线传感网络的拓扑结构和工作协议；•无限传感网络的数据处理和传输技术。
3.第三章：无限传感网络应用案例•环境监测类应用案例；•生物医学类应用案例；•智能家居类应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握无限传感网络的基本概念、原理和关键技术；2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解无限传感网络在现实生活中的应用和价值；3.实验法：通过动手实验，使学生巩固所学知识，提高实际操作能力；4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的无缝传感网络相关教材，作为学生学习的主要参考资料；2.多媒体资料：制作相关的教学PPT、视频等，以图文并茂的形式展示教学内容；3.实验设备：准备相关的实验设备和器材，为学生提供动手实践的机会；4.网络资源：引导学生查阅相关的网络资料，了解无限传感网络的最新发展动态。
无线传感器课程设计
无线传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传感器的基本概念、工作原理和应用场景；2. 掌握无线传感器网络的数据采集、传输和处理方法；3. 了解无线传感器在我国物联网领域的应用和发展趋势。
技能目标：1. 学会使用无线传感器进行数据采集和环境监测；2. 能够分析无线传感器网络的数据，解决实际问题；3. 培养学生动手实践、团队协作和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对无线传感器技术的兴趣和求知欲；2. 增强学生对我国物联网产业的自豪感和责任感；3. 引导学生关注环保、节能等社会问题，培养其社会责任感。
课程性质分析：本课程为信息技术课程，旨在让学生了解和掌握无线传感器技术，提高其在实际应用中的技能。
学生特点分析：本课程面向初中年级学生，他们在认知水平和动手能力方面有一定的基础，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合；2. 采用项目式教学，培养学生的实践能力和团队协作精神；3. 注重情感态度价值观的培养，提高学生的社会责任感。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 无线传感器基础知识：- 传感器概念、分类和工作原理；- 无线传感器网络的结构、特点和关键技术；- 无线传感器在我国物联网领域的应用案例。
对应教材章节：第一章“传感器与无线传感器网络基础”2. 无线传感器技术与应用：- 数据采集、传输和处理方法；- 无线传感器节点的设计与实现；- 无线传感器网络协议和算法。
对应教材章节：第二章“无线传感器技术与应用”3. 实践项目：- 环境监测项目：空气质量监测、温湿度监测等；- 智能家居项目：智能照明、安防监控等；- 创意设计项目：学生可根据兴趣自主选题，结合无线传感器技术进行创新设计。
对应教材章节：第三章“无线传感器实践项目”教学内容安排与进度：1. 基础知识部分：2课时，讲解传感器概念、分类和工作原理，分析无线传感器网络结构及应用案例；2. 技术与应用部分：3课时，介绍数据采集、传输和处理方法，探讨无线传感器网络协议和算法；3. 实践项目部分：4课时，分组进行环境监测、智能家居和创意设计项目实践。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计基于ZigBee技术的无线传感器网络技术是当今物联网领域的热门技术之一，其在工业自动化、智能家居、农业监测以及环境监测等领域有着广泛的应用。
针对这一技术，本文将结合课程设计的形式，详细介绍关于基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课程设计内容。
一、课程设计目标本课程设计旨在使学生了解和掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的原理、应用及相关技术，具体目标包括：1. 了解ZigBee技术的基本原理和特点；2. 掌握无线传感器网络的组网和通信技术；3. 掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用实践；4. 具备无线传感器网络的设计、搭建和调试能力；5. 发展学生的创新能力，培养学生的实际动手能力。
1. ZigBee技术基础知识（1）ZigBee技术概述：介绍ZigBee技术的起源、发展和应用领域；（2）ZigBee技术标准：讲解ZigBee技术的协议栈、PHY层和MAC层等相关标准；（3）ZigBee技术特点：详细介绍ZigBee技术在无线传感器网络中的优点和特点。
2. 无线传感器网络基础知识（1）传感器网络概念：介绍传感器网络的概念和组成结构；（2）传感器节点：讲解传感器节点的功能和设计原理；（3）传感器数据采集：详细介绍传感器数据的采集和传输方式。
3. 基于ZigBee技术的无线传感器网络组网与通信（1）ZigBee组网技术：讲解ZigBee协议栈中的网络层和应用层的组网原理；（2）无线传感器网络通信协议：详细介绍ZigBee技术在传感器网络中的通信协议和数据传输机制。
（1）工业自动化应用：介绍ZigBee技术在工业生产过程中的应用案例；（2）智能家居应用：详细介绍ZigBee技术在智能家居领域的应用案例；（3）环境监测应用：讲解ZigBee技术在环境监测领域的应用案例。
5. 无线传感器网络设计与调试实践（1）传感器网络设计原理：介绍无线传感器网络的设计原理和方法；（2）传感器网络搭建实践：实际操作搭建无线传感器网络并调试；（3）传感器网络应用案例分析：分析不同应用场景下的传感器网络设计和调试原理。
无线传感网技术课程设计
无线传感网技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传感网技术的基本概念，掌握其工作原理和关键技术；2. 使学生掌握无线传感网在环境监测、智能交通等领域的应用；3. 帮助学生了解无线传感网技术的发展趋势及其在未来物联网中的地位。
技能目标：1. 培养学生运用无线传感网技术设计简单应用方案的能力；2. 提高学生分析、解决无线传感网技术在实际应用中遇到的问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流和动手实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对无线传感网技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生关注社会热点问题，提高其社会责任感和使命感；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到无线传感网技术在促进社会发展中的积极作用。
课程性质：本课程为选修课程，旨在拓展学生的知识面，提高其实践能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术和计算机网络基础，对新兴技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的创新思维和动手能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 无线传感网技术概述- 引导学生了解无线传感网的概念、发展历程和未来发展趋势；- 分析无线传感网的技术特点及其在物联网领域的应用。
2. 无线传感网关键技术- 介绍传感器技术、嵌入式技术、通信技术和网络协议等；- 分析各关键技术在实际应用中的重要性。
3. 无线传感网架构与协议- 讲解无线传感网的基本架构，包括传感器节点、汇聚节点和用户节点；- 介绍常见的无线传感网通信协议，如ZigBee、IEEE 802.15.4等。
4. 无线传感网应用案例分析- 分析环境监测、智能交通、智能家居等领域的无线传感网应用案例；- 引导学生学会运用无线传感网技术设计实际应用方案。
5. 无线传感网实践操作- 组织学生进行无线传感网设备的安装、调试和组网；- 培养学生动手实践能力和团队协作精神。
无线传感器课程设计
无线传感器课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习无线传感器的原理、应用和技术，让学生掌握无线传感器的基本概念、工作原理和编程方法，培养学生运用无线传感器解决实际问题的能力。
1.了解无线传感器的基本原理和分类；2.掌握无线传感器的编程方法和应用场景；3.熟悉无线传感器在物联网领域的应用。
4.能够使用无线传感器进行数据采集和分析；5.能够运用无线传感器编程实现简单的应用；6.能够独立完成无线传感器的安装、调试和维护。
情感态度价值观目标：1.培养学生对无线传感器的兴趣和好奇心，提高学生的学习积极性；2.培养学生运用科技解决实际问题的责任感和社会使命感；3.培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括无线传感器的基本原理、分类、编程方法和应用。
1.无线传感器的基本原理：介绍无线传感器的工作原理、组成部分和关键技术。
2.无线传感器的分类：介绍常见的无线传感器类型，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
3.无线传感器的编程方法：介绍无线传感器的编程语言、开发环境和编程技巧。
4.无线传感器的应用：介绍无线传感器在物联网领域的应用案例，如智能家居、智能农业、智能交通等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解无线传感器的基本原理、分类和编程方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，探讨无线传感器的应用场景和实际问题，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析具体的无线传感器应用案例，使学生了解无线传感器的实际应用价值。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作无线传感器，培养学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的无线传感器教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识面。
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络课程设计一、课程设计简介无线传感器网络是由多个节点组成的自组织网络，节点之间通过无线信号相互通信，用于监测和控制目标区域内的环境变量。
本课程设计旨在通过设计基于无线传感器网络的温度监测系统，让学生掌握无线传感器网络系统的基本原理和应用开发技能。
二、课程设计目标本课程设计旨在通过以下目标让学生掌握无线传感器网络的基本原理和应用开发技能：•理解无线传感器网络系统的组成结构和通信原理；•学习使用无线传感器网络开发工具和开发环境；•掌握无线传感器网络的应用开发技能；•实现基于无线传感器网络的温度监测系统。
三、课程设计内容3.1 硬件配置本课程设计采用Nordic nRF52840开发板和温度传感器作为无线传感器网络系统的硬件配置。
其中，nRF52840开发板支持蓝牙、Zigbee和Thread等无线通信协议，且集成了低功耗蓝牙（BLE）和ANT无线技术，具有较低的功耗和较高的稳定性。
3.2 软件设计本课程设计采用nRF5 SDK和Keil uVision 5软件进行软件开发。
其中，nRF5 SDK是Nordic公司提供的用于开发nRF系列芯片的软件开发包，包括了驱动程序、协议栈、示例代码等，可大大加快开发进程。
Keil uVision 5则是一款嵌入式系统开发工具，集成了编译器、调试器等开发工具，可为无线传感器网络的开发和调试提供方便。
3.3 程序设计本课程设计主要分为三个模块：传感器节点、中继节点和APP客户端。
其中，传感器节点用于采集温度数据并通过无线传感器网络传输到中继节点；中继节点用于接收传感器节点的数据并将其转发给APP客户端；APP客户端用于接收并显示温度数据。
3.3.1 传感器节点程序设计传感器节点程序设计主要包括以下内容：1.初始化温度传感器；2.等待触发采样（可通过定时器定时采样或按键触发采样）；3.读取温度数据，并通过无线传感器网络将其发送给中继节点。
3.3.2 中继节点程序设计中继节点程序设计主要包括以下内容：1.初始化无线传感器网络；2.接收传感器节点的数据；3.将传感器节点的数据转发给APP客户端。
无线传感网原理及应用课程设计教学大纲
无线传感网原理及应用课程设计教学大纲
课程编号：08145010
课程名称：无线传感网原理及应用课程设计/Course Design for Principles and Application of wireless sensor networks
总学时/学分：24/1.0
适用专业：物联网工程
一、课程目标
通过本课程学习，学生应达到如下目标：
目标1：综合应用所学知识，分析设计一个物联网应用系统。
对其结构、通信协议、数据处理等，设计完整的解决方法。
目标2：运用物联网应用相关知识，合理选择硬件平台和网络方式，评价项目解决方案的有效性，提升重新意识。
目标3：熟悉使用开发工具进行实际物联网应用系统开发的方法、过程。
提升实际动手能力目标4：通过撰写设计报告、答辩等方式就项目相关内容与专任教师或工程师进行有效沟通和
交流。
二、课程目标能力要求及权重
三、教学过程安排
四、课程目标达成方法
五、考核标准
每个课程目标的评分标准如下：
304
六、教材及主要参考资料
[1]粤嵌WSN 培训教材
[2]ZigBee 技术与实训教程‐基于CC2530 的无线传感网技术,清华大学出版社，2014.5
[3]郑军等.《无线传感器网络技术》（第1 版）.机械工业出版社，2012,2
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308。
无线传感器网络课程设计
目录第1章实习目的与要求 (1)1.1 GPRS 远程监测终端系统项目 (1)1.2 GPIO口 (1)1.4 嵌入式STM32 LCD 屏模块 (1)1.5 嵌入式STM32 GSM、温湿度实训阶段 (1)课堂要求： (2)第2章设计背景 (3)2.1 课题研究的背景 (3)2.2 国内外stm32控制以太网技术发展现状及趋势 (4)第3 章 (5)3.1 GPRS的远程终端监控系统 (5)3.2 GPIO口功能描述 (7)3.3 STM32串口 (13)3.4 嵌入式STM32 LCD 屏模块 (15)3.5 嵌入式STM32 GSM、温湿度实训阶段 (16)第4章调制和测试 (18)4.1 LED点亮实验： (18)4.2 流水灯实验一： (18)4.3 按键控制LED实验： (18)4.4 流水灯实验二 (18)4.5 温湿度实验调制与结果 (18)4.6实验结果 (18)第5章实习心得 (20)参考文献 (21)第1章实习目的与要求通过实习提高自己的对社会的认知能力，同时理论联系实际，让自己迅速适应社会，跟上新兴产业前进的快速步伐。
通过理论与实际的结合、学校与社会的沟通，进一步提高学生的思想觉悟、业务水平，尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养自己成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。
1.1 GPRS 远程监测终端系统项目主要工作：基于 GPRS 远程监测终端系统项目流程、项目分析目的：了解整体项目流程过程，及对嵌入式行业整体认识1.2 GPIO口主要工作：嵌入式概述、 ARM 体系架构、 ARM 开发平台、 STM32 库函数讲解、 GPIO 实验运用 GPIO 口寄存器对流水灯和呼吸灯程序实验目的：学生掌握嵌入式中 STM32 的寄存器开发过程1.3嵌入式 STM32 串口实训阶段主要工作：通信的划分、常用串行通信协议。
通信接口电平的讲解STM32 串口控制器的工作原理目的：学生掌握嵌入式 STM32 中串口通信以及上位机操作，方便后续项目的使用1.4 嵌入式 STM32 LCD 屏模块主要工作：项目中常用显示器件的介绍和产品案例。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程背景无线传感器网络技术是一种新兴的技术，它能够实现对环境和物体的监测和控制。
它在环境监测、军事侦察、医疗保健、智能家居等领域有着广泛的应用前景，因此受到了广泛的关注。
本课程以ZigBee技术为基础，着重介绍了无线传感器网络技术的原理、技术特点、构架及其应用，并通过实际案例分析来加深学生的理解。
二、课程目标1.了解无线传感器网络技术的基本原理和发展历程；2.掌握ZigBee技术的基本原理和应用；3.了解无线传感器网络技术的构架；4.学习无线传感器网络技术在不同领域的应用。
2.ZigBee技术概述（1）ZigBee的介绍和特点；（2）ZigBee技术的工作原理；（3）ZigBee网络的构架和通信方式。
3.无线传感器网络技术的构架（1）传感器节点的组成和功能；（2）传感器节点之间的通信方式；（3）数据采集和处理。
4.无线传感器网络技术的应用（1）环境监测中的应用；（2）智能家居中的应用；（3）军事侦察中的应用；（4）医疗保健中的应用。
四、教学方法1.理论授课通过讲授无线传感器网络技术的基本原理和应用，介绍ZigBee技术的工作原理与通信方式，对学生进行理论知识的系统学习。
2.案例分析通过对实际应用案例的分析，深入理解无线传感器网络技术在不同领域的具体应用。
3.实验操作设计相关的实验来帮助学生掌握ZigBee技术的应用和工作原理，培养学生的动手能力。
4.课程设计学生需要完成一个基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课设项目，包括系统设计、搭建和调试等环节。
五、教学过程1.第一阶段：介绍无线传感器网络技术的概述和发展历程，引导学生了解该技术的应用领域及其重要性。
2.第二阶段：介绍ZigBee技术的基本原理和特点，并通过案例分析来加深学生的理解。
六、评价方法1.平时表现包括学生对课堂内容的理解情况、实验操作的表现、课程设计的进展等。
2.作业布置相关的理论作业和实验报告，检验学生对无线传感器网络技术的掌握程度。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程目标本课程设计旨在帮助学生深入了解无线传感器网络技术，并且掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的设计、搭建和应用。
通过本课程的学习，学生将能够掌握无线传感器网络的相关理论知识，熟练掌握ZigBee技术的原理和应用，具备无线传感器网络设计和应用的能力。
二、课程内容1. 无线传感器网络基础知识1.1 无线传感器网络概述1.2 无线传感器网络的组成和特点1.3 无线传感器网络的应用领域2. ZigBee技术介绍2.1 ZigBee技术的原理和特点2.2 ZigBee协议栈结构2.3 ZigBee技术的应用场景三、教学方法本课程将采用理论教学和实践操作相结合的教学方法。
通过理论讲解使学生掌握相关知识，通过实践操作使学生掌握实际应用能力。
在教学过程中，将引导学生分析无线传感器网络的实际应用案例，激发学生的创新意识和实践能力。
四、实践环节为了提高学生的实际操作能力和解决问题的能力，本课程将设置大量的实践环节。
学生将有机会参与传感器节点的设计与制作、无线传感器网络的搭建和调试、以及对实际场景中无线传感器网络的应用案例进行分析和实现。
五、课程评估1. 平时表现：包括课堂讨论、实验报告等，占总评成绩的30%。
2. 期中考试：考察学生对无线传感器网络理论知识的掌握程度，占总评成绩的30%。
3. 期末实践项目：要求学生根据所学知识设计并实现一个小型无线传感器网络应用项目，占总评成绩的40%。
六、教学资源1. 教材：《无线传感器网络技术与应用》，王明、李华主编2. 软件：ZigBee网络模拟软件、ZigBee应用开发软件3. 硬件：无线传感器节点、ZigBee通信模块、无线传感器网络开发板。
无线传感器网络 教案
无线传感器网络教案教案标题：无线传感器网络教案目标：1. 了解无线传感器网络的基本概念和原理。
2. 掌握无线传感器网络的应用领域和优势。
3. 学习无线传感器网络的组网方式和通信协议。
4. 能够设计和实现简单的无线传感器网络应用。
教案步骤：一、导入环节：1. 利用图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景，引发学生的兴趣和好奇心。
2. 提问学生对无线传感器网络的了解程度，激发他们思考和探索的欲望。
二、知识讲解：1. 介绍无线传感器网络的定义和基本概念，包括传感器节点、无线通信、数据采集等。
2. 解释无线传感器网络的工作原理，包括传感器节点的感知、数据处理和通信传输等过程。
3. 探讨无线传感器网络的应用领域，如环境监测、农业、医疗等，并展示相关案例。
4. 介绍无线传感器网络的组网方式，包括星型、网状和混合网等，并比较它们的优劣势。
5. 讲解无线传感器网络的通信协议，如ZigBee、WiFi、LoRa等，分析其特点和适用场景。
三、案例分析：1. 提供一个无线传感器网络的实例案例，让学生分析其应用需求和设计方案。
2. 引导学生思考如何选择合适的组网方式和通信协议，以及如何解决能耗、安全性等问题。
3. 分组讨论并展示各自的设计方案，进行评价和改进。
四、实践操作：1. 提供一些简单的无线传感器网络实验装置，让学生进行实际操作。
2. 引导学生设置传感器节点、配置通信参数，并观察数据采集和传输的结果。
3. 分析实验结果，让学生总结经验和教训，并提出改进措施。
五、总结与评价：1. 总结本节课的学习内容，强调无线传感器网络的重要性和应用前景。
2. 鼓励学生对无线传感器网络进行深入学习和研究，并提供相关资源和参考文献。
3. 对学生的表现进行评价和反馈，鼓励他们在课后继续探索和实践。
教学资源：1. 图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景。
2. 无线传感器网络的相关案例和实验装置。
3. 相关的教学PPT和课件。
4. 学生实验操作指南和实验报告模板。
无线传感器网络课程设计报告
无线传感器网络课程设计报告（2018-2019学年第一学期）题目安全的无线传感器网络数据传输系统的设计指导老师班级目录1需求分析2传感器网络概述2.1传感器网络体系结构2.2传感器网络协议栈3数据传输方式4设计4.1主要数据结构4.2 课程设计的条件5测试6使用说明6.1应用程序功能的详细说明6.2应用程序运行环境要求6.3输入数据类型、格式和内容限制6.4各模块程序段说明7总结提高7.1课程设计总结7.2课程设计评价1 需求分析1.1 功能与技术需求随着信息时代的逐渐来临,物联网的建设也越来越完善,为信息的存储和传输提供了完善的路径,而无线传感网是物联网的重要组成部分,它的建设成为物联网建设的关键。
无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。
它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。
在数据传输可靠性保障方面，采用了加密算法保证在传输过程中的安全性。
2 传感器网络概述2.1传感器网络体系结构典型的传感器网络结构包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。
随即部署在监测区域内的大量传感器节点通过自组织方式构成网络。
传感器节点的监测数据沿着其他节点逐跳传输，监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后被路由到汇聚节点，最后通过互联网或者卫星到达管理节点和用户。
管理节点对传感器网络进行配置和管理。
传感器网络体系结构如图所示2.2传感器网络协议栈与互联网协议栈(TCP/IP)的五层相对应，传感器网络协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
另外协议栈还包括时间同步、节点定位、网络管理、QoS保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等。
物理层提供信号调制、无线收发和相应的密码服务:数据链路层负责信道接入、拓扑生成、差错控制、介质访何控制、数据成帧以及数据帧监测等;网络层主要负责路由生成，路由选择和拓扑管理等;传输层负责数据流的传输控制，网络的协同工作等:时间同步、节点定位、网络管理、QoS 保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等通常跨越多个网络协议栈层次3 数据传输方式传感器网络是以数据为中心的网络，其网络连接传输分为三个层次:传感器网络层、传感器网络汇聚互联层以及管理和用户层.。
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目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2选题的现实意义 (1)第二章系统硬件电路的设计 (2)2.1系统硬件构成及其测控原理 (2)2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图 (2)2.1.2系统整体电路图 (2)2.1.3系统工作原理 (3)2.2 显示模块的选择 (3)2.2.1DS18B20简介 (3)2.2.2 DS18B20的性能特点 (3)2.2.3 DS18B20的管脚排列 (3)2.2.4 DS18B20的内部结构 (4)2.3 温度调节模块设计 (8)2.4 湿度报警模块设计 (10)第三章温室大棚控制系统软件设计 (12)3.1 Keil C 软件概述 (12)3.2 温室大棚控制系统程序设计 (14)3.2.1整体系统框图 (14)3.2.2 LCD1602显示模块程序设计 (15)3.2.3 PWM程序设计 (16)第四章总结与展望 (17)参考文献 (I)附录 (II)谢辞............................................... V I无线传感器网络课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：信息工程学院2011年11月10日摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。
该系统运行可靠，成本低。
系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。
促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。
关键词: STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测第一章绪论1.1选题背景随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。
传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。
今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。
单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。
时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。
采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。
因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。
因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。
1.2选题的现实意义随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的温湿度控制措施.但是，目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。
这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大。
为了克服这些缺点，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案闭，根据实用者提出的问题进行了改进，提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。
第二章系统硬件电路的设计2.1系统硬件构成及其测控原理2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图图2-1 系统整体框图2.1.2系统整体电路图图2-2 系统整体电路图2.1.3系统工作原理本系统由如图2-1、图2-2所示，DHT11温湿度传感器采集数据，STC89C52单片机进行数据处理，LCD1602显示模块显示温湿度。
由PWM控制温度调节模块进行温度调节，当温度小于18℃时，M4QA045电机停止运转，当温室大于28℃时，M4QA045电机全速运转，当温度处于18℃和28℃之间时，通过PWM控制M4QA045电机转速。
由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块，当湿度大于65%RH或者小于45%RH时，STC89C52单片机输出高电平，湿度报警模块报警，当湿度处于45%RH和65%RH之间时，STC89C52单片机输出低电平，湿度报警模块关闭。
2.2 显示模块的选择2.2.1DS18B20简介DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样等优点，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
2.2.2 DS18B20的性能特点.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内.5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃.6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125。
2.2.3 DS18B20的管脚排列.1、DS18B20的外形及管脚排列如下图：DS18B20引脚定义：（1）DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
2.2.4 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构图：2.2.2 STC89C52单片机的引脚说明图2-3 STC89C52单片机引脚图芯片引脚如图2-3所示：VCC : 电源。
GND: 地。
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash 编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表1所示。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。
在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如上表2-1所示。
在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
RST: 复位输入。
晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。
看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。
特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。
DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。
在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
表2-2 中断控制寄存器2.2.3 STC89C52单片机最小系统图2-4 晶振电路图2-5 复位电路如图2-4、图2-5所示，复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。
单片机最小系统是在以51单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大[2]。
2.5 温度调节模块设计1、方案一图2-12 方案一电路图如图2-12所示，由PWM控制温度调节模块，当PWM端输入高电平时，电流经Q1放大，光耦导通，光耦输出电流经Q2放大后，使双向可控硅导通，M4QA045电机运转，当PWM端输入低电平时，双向可控硅控制端输入电流为0，交流电过零以后，双向可控硅截止，M4QA045电机停止运转[4]。
2、方案二图2-13 方案二电路图如图2-13所示，由PWM控制温度调节模块，当PWM端输入高电平时，电流经Q4放大，常开端5闭合，M4QA045电机运转，当PWM端输入低电平时，常开端5断开，M4QA045电机停止运转。
3、方案比较方案一采用光耦隔离强电，方案二采用继电器隔离强电，但方案一没有实现强电与直流源的隔离，且方案一环节复杂，计算难度大，过多的环节延长响应时间，从而影响温度调整模块的性能，所以选择方案二[5]。
图2-14 电热器驱动电路基于以上两个方案的分析，加热器驱动电路也同样选用继电器隔离，当温度低于18℃时，相应引脚输出高电平，电流经过三极管放大，继电器常开端闭合，电热器工作，当温度高于23℃时，相应引脚输出低电平，继电器常开端关闭，电热器不工作[6]。