小蜜蜂笔记
嵌入式开发与物联网应用教育践行者

【硬件设计基础01】物联网硬件技术基础概述

教学内容与重难点

【内容01】:从整体上认识《物联网硬件技术基础》这门课程的内容结构和学习重点,明确学什么?怎么学?学完之后有什么用?
【内容02】:通过对一个实际硬件产品的设计生产分析,讲述硬件工程师的必备知识、技能、工具以及工作岗位的基本要求。
【内容03】:课堂思政专题。

【重点】:从整体上认识本门课程的内容结构,明确学习目标和学习方法。
【难点】:从更深的一个层次认识物联网硬件工程师的岗位需求和职业素养。

【课堂90分钟计划】
【00分~05分】:授课老师介绍与课程成绩评定办法。
【06分~20分】:以水表集抄系统为例,回顾物联网体系架构与感知层。
【21分~30分】:通过分析物联网感知层结构,概述物联网硬件基础。
【31分~35分】:介绍物联网应用中部分硬件产品。
【36分~45分】:演示一个典型物联网应用系统案例。
【46分~55分】:整体介绍本课程的内容结构安排。
【56分~65分】:讲述一个硬件产品设计开发的流程步骤。
【66分~80分】:详细讲述硬件工程师需要掌握的技能与工具。
【81分~85分】:总结一个硬件工程师必须掌握的知识、技能与学习方法。
【86分~90分】:课堂思政:中华经典照亮工匠道路。

教学单元核心内容与学习资源

水表集抄系统的基本架构

物联网三层体系架构

【应用层】:智能处理,计算机应用技术。
【网络层】:可靠传输,网络通信技术。
【感知层】:全面感知,传感网络技术。

感知层的硬件结构

【1】感知层处于三层架构最底层,是物联网发展和应用的基础,具有物联网全面感知的核心能力。
【2】感知层要解决的就是:人类世界和物理世界的数据获取问题。
【3】感知层一般包括,数据采集短距离通信两部分。

《物联网硬件技术基础》课程的总体内容与特点

【第一部分】:物联网硬件基础技术
【01】模拟电路基础
【02】数字电路基础
【03】传感器技术基础
【04】嵌入式与单片机开发基础
【第二部分】:CC2530基本开发技能
【01】CC2530开发入门
【02】CC2530输入输出应用基础
【03】CC2530中断系统与外部中断
【04】CC2530定时器原理与应用
【05】CC2530基础开发技能综合训练
【第三部分】:课程思政与专创融合

【1】对接物联网硬件设计与开发岗位的职业需求。
【2】对接全国职业院校技能大赛“物联网应用技术”赛项技能要求。
【3】对接“传感网应用开发”1+X职业技能等级标准与考证大纲。
【4】结合物联网行业应用,开展双创教育与训练。

制作一个硬件系统,我们要做哪些工作呢?

【1】确定系统的功能模块。
【2】设计系统的功能框图。
【3】对主要元器件进行选型。
【4】确定功能模块的电路。
【5】利用软件设计电路原理图。
【6】设计电路的PCB图,并制作电路板。
【7】焊接电子元器件。
【8】测试电路个功能是否正常。
【9】编写和调试相关应用程序。

硬件工程师要具备的基本知识与技能

【1】理解三门基础课:电路分析、模拟电路、数字电路。
【2】熟悉典型的电路结构及元件选用,如电源电路、运行电路等。
【3】掌握常用电子元件的工作原理、应用场合及选用原则。
【4】掌握一款PCB电路设计软件,并能灵活应用,如Protel,立创EDA。
【5】必须精通C语言程序设计,以及一些测试手段。
【6】理解51单片机的基本结构,熟悉每个模块的程序设计。
【7】掌握一款51以外的嵌入式微处理器的原理结构与应用开发。
【8】归纳整理嵌入式应用中常用的接口及总线,并能灵活应用。
【9】熟悉万用表、示波器等仪器,掌握串口、网络协议测试软件。
【10】亲自对嵌入式的典型应用进行编码验证,并总结归纳做笔记。
【11】亲自设计一套开发板,完成焊接,编码,测试,文档撰写。

课后作业

【1】物联网的三层体系架构包括____________、____________和____________。
【2】感知层一般包括____________和___________两部分。

【3】在物联网三层架构中,(  )处于最底层,是物联网发展和应用的基础。
A. 感知层
B. 网络层
C. 感应层
D. 应用层

【4】简述一个硬件工程师所需要的基础技能。

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