嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)工程 課程教學(xué)大綱

《嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)》實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)課程英文名 IntegratedCourseDesignforEmbeddedSystems雙語(yǔ)授課￡是t否課程代碼10114012課程學(xué)分2周（學(xué)時(shí)）2周（48學(xué)時(shí)）課程類(lèi)別□專(zhuān)業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)□專(zhuān)業(yè)見(jiàn)習(xí)t工程實(shí)訓(xùn)□畢業(yè)實(shí)習(xí)□其他課程性質(zhì)t必修□選修□其他課程形態(tài)□線(xiàn)上t線(xiàn)下□線(xiàn)上線(xiàn)下混合式□社會(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷□開(kāi)卷t課程論文t課程作品￡匯報(bào)展示￡報(bào)告¨課堂表現(xiàn)￡階段性測(cè)試□平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開(kāi)課學(xué)院大數(shù)據(jù)與智能工程學(xué)院開(kāi)課系(教研室)物聯(lián)網(wǎng)工程系面向?qū)I(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程開(kāi)課學(xué)期第5學(xué)期先修課程C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電路與電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、Python程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)后續(xù)課程物聯(lián)網(wǎng)通信與安全技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)選用教材梁晶等.嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用（微課版）[M].北京:人民郵電出版社,2021.參考書(shū)目1.王宜懷等.RISC-V嵌入式開(kāi)發(fā)實(shí)踐[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2022.2.蘇李果等.STM32嵌入式技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)全案例實(shí)踐[M].北京:人民郵電出版社,2021.課程資源超星（網(wǎng)站：/course-ans/courseportal/235968451.html）課程簡(jiǎn)介本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐類(lèi)課程，課程內(nèi)容包括應(yīng)用場(chǎng)景分析、功能設(shè)計(jì)、嵌入式處理器與軟硬件的選型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊及整體的調(diào)試與運(yùn)行測(cè)試等。學(xué)生能夠從多維度去分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的底層感知、控制與對(duì)外通信。具備根據(jù)需求選擇、應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)搭建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的底層感知與控制系統(tǒng)的能力。培養(yǎng)系統(tǒng)整合、應(yīng)用綜合的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1能夠辯別嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、特征、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)方法，能夠簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的模塊、功能及應(yīng)用場(chǎng)景，區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠識(shí)別嵌入式系統(tǒng)的接口原理與操作流程；了解嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，了解并能夠應(yīng)用國(guó)內(nèi)元器件，應(yīng)用國(guó)產(chǎn)的工具軟件和操作系統(tǒng)等，促進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用，培養(yǎng)科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。課程目標(biāo)2能夠根據(jù)應(yīng)用選擇合適的嵌入式系統(tǒng)所需的處理器、傳感器、執(zhí)行部件及通信模塊，能夠應(yīng)用不同接口電路的使用方式，能夠利用嵌入式系統(tǒng)獲取傳感器數(shù)據(jù)，控制執(zhí)行部件和對(duì)外數(shù)據(jù)通信的能力，以及具備滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性，及通信協(xié)議的要求。養(yǎng)成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，具備求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)，具有精益求精的工匠精神，樹(shù)立科技強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。課程目標(biāo)3能夠通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)與應(yīng)用，陳述物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體構(gòu)架，綜合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各層次的各種技術(shù)，描述物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組建方式和過(guò)程，為團(tuán)隊(duì)協(xié)作中承擔(dān)負(fù)責(zé)人打下基礎(chǔ)。也培養(yǎng)起團(tuán)隊(duì)協(xié)作的優(yōu)秀工程素養(yǎng)。表2-2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系（物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)7.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜工程問(wèn)題的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響?！綡】7.2理解并評(píng)價(jià)實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響，并對(duì)可能出現(xiàn)的不良后果采取合理的措施，評(píng)價(jià)涉及的安全與隱私問(wèn)題對(duì)社會(huì)健康發(fā)展的影響。課程目標(biāo)19.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)：能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中理解與承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色。【M】9.1能夠在多學(xué)科背景下理解團(tuán)隊(duì)的意義，能夠在團(tuán)隊(duì)中勝任個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員的角色任務(wù)，擁有良好團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。課程目標(biāo)211.項(xiàng)目管理：理解并掌握物聯(lián)網(wǎng)工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用?！綥】11.2能夠?qū)㈨?xiàng)目管理知識(shí)與經(jīng)濟(jì)決策方法應(yīng)用于多學(xué)科環(huán)境中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，能對(duì)項(xiàng)目方案實(shí)施中的時(shí)間、成本、質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)、人力資源等進(jìn)行有效管理。課程目標(biāo)3三、教學(xué)內(nèi)容及要求（一）實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生從指導(dǎo)老師的提供的題目中任選其一，或自擬題目，實(shí)現(xiàn)一個(gè)較復(fù)雜的，具備感知、執(zhí)行及通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并按表3-1中所列項(xiàng)目步驟完成該課程設(shè)計(jì)，通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，掌握和運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，需學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容包括：1)嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)技術(shù)。2)傳感器選型與接入技術(shù)。3)執(zhí)行部件選型與接入技術(shù)。4)通信模塊選型與接入技術(shù)。5)上位機(jī)數(shù)據(jù)展示與控制技術(shù)。表3-1課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)項(xiàng)目來(lái)源教學(xué)目標(biāo)（觀(guān)測(cè)點(diǎn)、重難點(diǎn)）學(xué)時(shí)數(shù)項(xiàng)目類(lèi)型要求每組人數(shù)教學(xué)方法課程目標(biāo)1需求分析工程實(shí)踐1.能夠利用現(xiàn)代工具對(duì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查研究，明確系統(tǒng)的功能模塊（重點(diǎn)）8綜合性必做1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課程目標(biāo)12.能夠掌握書(shū)寫(xiě)需求分析文檔的能力（觀(guān)測(cè)點(diǎn)）2概要設(shè)計(jì)工程實(shí)踐1.能夠利用現(xiàn)代工具獲取技術(shù)資源，明確實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目所需的嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)（重點(diǎn)）12綜合性必做1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課程目標(biāo)1、22.能夠根據(jù)需求分析劃分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目系統(tǒng)的各模塊（重難點(diǎn)）3.能夠根據(jù)所選技術(shù)搭建實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的整體框架和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（重難點(diǎn)）4.能夠掌握書(shū)寫(xiě)概要設(shè)計(jì)文檔的能力（觀(guān)測(cè)點(diǎn)）3硬件開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐1.能夠根據(jù)概要設(shè)計(jì)劃分的系統(tǒng)模塊選擇合適的底層節(jié)點(diǎn)處理器、傳感器、執(zhí)行部件和通信模塊（重點(diǎn)）12綜合性必做1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課程目標(biāo)1、2、32.能夠完成所選硬件的接線(xiàn)和組裝工作（重難點(diǎn)）3.能夠?qū)λx硬件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)硬件的各項(xiàng)功能和安全功能（重難點(diǎn)）4.能夠掌握書(shū)寫(xiě)硬件設(shè)計(jì)文檔的能力（觀(guān)測(cè)點(diǎn)）4軟件開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐1.能夠根據(jù)概要設(shè)計(jì)劃分的系統(tǒng)模塊搭建上位機(jī)界面12綜合性必做1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課程目標(biāo)1、2、32.能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)所需的數(shù)據(jù)展示與控制功能（難點(diǎn)）3.能夠掌握書(shū)寫(xiě)軟件設(shè)計(jì)文檔的能力（觀(guān)測(cè)點(diǎn)）5系統(tǒng)測(cè)試工程實(shí)踐1.能夠設(shè)計(jì)測(cè)試用例對(duì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)（重點(diǎn)）4綜合性必做1實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課程目標(biāo)1合計(jì)=SUM(ABOVE)48四、課程考核表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.需求分析完整度項(xiàng)目150%課程論文、課程作品、2.功能模塊劃分合理度項(xiàng)目23.硬件選型合理度項(xiàng)目34.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理度項(xiàng)目25.通信設(shè)計(jì)合理度項(xiàng)目26.上位機(jī)功能和界面設(shè)計(jì)合理度項(xiàng)目47.測(cè)試用例設(shè)計(jì)合理度項(xiàng)目5課程目標(biāo)21.終端節(jié)點(diǎn)硬件模塊的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目340%課程論文、課程作品、2.通信模塊的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目33.上位機(jī)的通信功能和其他功能的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目4課程目標(biāo)31.各通信網(wǎng)絡(luò)的理解程度項(xiàng)目310%課程論文、課程作品、2.系統(tǒng)各層次的理解程度項(xiàng)目3、43.系統(tǒng)整體組建能力、劃分實(shí)現(xiàn)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力項(xiàng)目3、4合計(jì)100%表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比需求分析8%概要設(shè)計(jì)8%硬件設(shè)計(jì)12%軟件設(shè)計(jì)12%項(xiàng)目展示及答辯60%課程目標(biāo)151%40%41%40%55%50%=8%*51%+8%*40%+12%*41%+12%*40%+60%*55%課程目標(biāo)239%50%49%50%35%40%=8%*39%+8%*50%+12%*49%+12%*50%+60%*35%課程目標(biāo)310%10%10%10%10%10%=8%*10%+8%*10%+12%*10%+12%*10%+60%*10%（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定（1）需求分析（20%）：通過(guò)學(xué)生課程論文中編寫(xiě)的需求分析文檔評(píng)價(jià)學(xué)生的系統(tǒng)調(diào)研、功能分析、文檔編制等工程實(shí)踐能力。（2）概要設(shè)計(jì)（20%）：通過(guò)學(xué)生課程論文中編寫(xiě)的概要文檔評(píng)價(jià)學(xué)生的技術(shù)選型、系統(tǒng)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、模塊劃分、文檔編制等工程實(shí)踐能力。（3）硬件設(shè)計(jì)（30%）：通過(guò)學(xué)生課程論文中編寫(xiě)的概要文檔評(píng)價(jià)學(xué)生的硬件選型、硬件組裝、硬件程序設(shè)計(jì)、文檔編制等工程實(shí)踐能力。（4）軟件設(shè)計(jì)（30%）：通過(guò)學(xué)生課程論文中編寫(xiě)的概要文檔評(píng)價(jià)學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)選型、界面設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)、文檔編制等工程實(shí)踐能力。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定期末考核采用學(xué)生講解演示課程作品并答辯的方式，講解演示時(shí)需從需求分析、概要設(shè)計(jì)、硬件開(kāi)發(fā)、軟件開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)測(cè)試等幾個(gè)方面進(jìn)行講解演示。指導(dǎo)老師根據(jù)講解演示效果和答辯效果評(píng)分。主要考察學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建能力、底層感知、控制與通信的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力、應(yīng)用層軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能力等。3.總成績(jī)?cè)u(píng)定總成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、期末成績(jī)構(gòu)成：總成績(jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)（40%）+期末成績(jī)（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程論文（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題復(fù)雜度適中，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，表現(xiàn)出很強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）闡述清晰、詳細(xì)、正確，內(nèi)容符合文檔要求，結(jié)論正確。（3）闡述結(jié)構(gòu)合理，組織嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)規(guī)范。（5）文字圖表格式美觀(guān)。（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題復(fù)雜度適中，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，表現(xiàn)出較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）闡述較清晰、較詳細(xì)、正確，內(nèi)容符合文檔要求，結(jié)論正確。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）文字圖表格式規(guī)范。（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題復(fù)雜度適中，具有一定的應(yīng)用價(jià)值，表現(xiàn)出一定的問(wèn)題意識(shí)。（2）闡述較清晰、較詳細(xì)、正確，內(nèi)容符合文檔要求，結(jié)論正確。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴(yán)密。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述較為清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）文字圖表格式規(guī)范。（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題復(fù)雜度較低，應(yīng)用價(jià)值較低，表現(xiàn)出較低的問(wèn)題意識(shí)。（2）闡述基本清晰、較詳細(xì)、基本正確，內(nèi)容基本符合文檔要求，結(jié)論基本正確。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴(yán)密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言表達(dá)基本清楚，所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)基本規(guī)范。（5）文字圖表格式基本規(guī)范。（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題復(fù)雜度低，應(yīng)用價(jià)值低，表現(xiàn)出較低的問(wèn)題意識(shí)。（2）闡述基本清晰、不夠詳細(xì)、不夠正確，內(nèi)容不符合文檔要求，結(jié)論不正確，或存在抄襲現(xiàn)象。（3）文章結(jié)構(gòu)混亂，存在前后不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言不通順，所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)不規(guī)范。（5）文字圖表格式不夠規(guī)范。課程作品按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求圓滿(mǎn)完成規(guī)定任務(wù)；綜合運(yùn)用知識(shí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理，實(shí)驗(yàn)效果好；設(shè)計(jì)態(tài)度認(rèn)真，獨(dú)立工作能力強(qiáng)，并具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。答辯過(guò)程中，思路清晰、論點(diǎn)正確、對(duì)設(shè)計(jì)方案理解深入，問(wèn)題回答正確。按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求完成規(guī)定設(shè)計(jì)任務(wù)；綜合運(yùn)用知識(shí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力較強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案較合理，實(shí)驗(yàn)效果較好；設(shè)計(jì)成果質(zhì)量較高；設(shè)計(jì)態(tài)度認(rèn)真，有一定的獨(dú)立工作能力，并具有較好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。答辯過(guò)程中，思路清晰、論點(diǎn)基本正確、對(duì)設(shè)計(jì)方案理解較深入，主要問(wèn)題回答基本正確。按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求完成規(guī)定設(shè)計(jì)任務(wù)；能夠一定程度的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本合理，有一定的實(shí)踐動(dòng)手能力，設(shè)計(jì)成果質(zhì)量一般；設(shè)計(jì)態(tài)度較為認(rèn)真，但獨(dú)立工作能力較差；答辯過(guò)程中，思路比較清晰、論點(diǎn)有個(gè)別錯(cuò)誤，分析不夠深入。在指導(dǎo)教師及同學(xué)的幫助下，能按期完成規(guī)定設(shè)計(jì)任務(wù)；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力及實(shí)踐動(dòng)手能力較差，設(shè)計(jì)方案基本合理，設(shè)計(jì)成果質(zhì)量一般；獨(dú)立工作能力差；或答辯過(guò)程中，主要問(wèn)題經(jīng)啟發(fā)能回答，但分析較為膚淺。未能按期完成規(guī)定設(shè)計(jì)任務(wù)。不能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，實(shí)踐動(dòng)手能力差，