《通信系統(tǒng)綜合設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《通信系統(tǒng)綜合設(shè)計》教學(xué)大綱課程名稱：通信系統(tǒng)綜合設(shè)計（ComprehensiveDesignofcommunicationsystem）課程編碼：1501SJ0課程類別：工程實踐-必修周數(shù)：2周學(xué)分：2分適用專業(yè)：通信工程先修課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、通信原理、信息論與編碼一、課程性質(zhì)信息與通信系統(tǒng)綜合設(shè)計是通信工程專業(yè)一門工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)完《面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)》、《信號與系統(tǒng)》、《通信原理》、《信息論與編碼》等課程后一次較全面的綜合實訓(xùn)，具有綜合性及實踐性強的特點，是理論聯(lián)系實際的橋梁。本綜合設(shè)計的任務(wù)是使學(xué)生獲得通信系統(tǒng)方面的基本理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，訓(xùn)練綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，結(jié)合信號處理與通信系統(tǒng)的原理和方法，完成該系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，從而使基礎(chǔ)理論知識得到鞏固，加深和系統(tǒng)化，并提高學(xué)生利用軟硬件解決信息處理的能力，為以后深入學(xué)習(xí)通信某些領(lǐng)域中的內(nèi)容，以及在實際中的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)，最后樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的工程意識、團隊合作精神，使學(xué)生具備良好職業(yè)道德和知識產(chǎn)權(quán)意識，樹立職業(yè)理想和家國使命感。二、課程目標(biāo)（一）育人目標(biāo)閱讀相關(guān)科技文獻資料了解通信行業(yè)最新理論、技術(shù)前沿動態(tài)和多學(xué)科交融的特點，啟迪創(chuàng)新思路和意識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、科學(xué)嚴謹、實事求是的科學(xué)態(tài)度，并具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識、不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會發(fā)展的能力。培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識、紀律觀念和社會責(zé)任感，能夠在通信領(lǐng)域工程實踐中遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范；引導(dǎo)學(xué)生在今后工作中樹立正確的道德意識和法律意識。（二）知識和能力目標(biāo)1、掌握一種MATLAB（VC++、Python、LABVIEW）軟件方法，據(jù)通信系統(tǒng)的基本原理和方法，完成系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)信息獲取、通信編碼、通信譯碼、顯示等開發(fā)過程（畢業(yè)要求3.1）；2、與同學(xué)分工合作、完成系統(tǒng)編程，進行調(diào)試運行，能方便改變參數(shù)，測試系統(tǒng)是否達到設(shè)計要求，研究系統(tǒng)性能對處理的結(jié)果進行分析（畢業(yè)要求4.2）；3、在綜合設(shè)計報告背景論述中，能夠加入通信及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究熱點，并結(jié)合自己的系統(tǒng)綜合設(shè)計提出自己的認知（畢業(yè)要求12.1）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)13.1針對通信問題，提出可行解決方案，并掌握工程設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，理解設(shè)計目標(biāo)和解決方案的技術(shù)因素，同時進行經(jīng)濟、安全、社會、健康、法律、文化及環(huán)境等因素的評估，并改進設(shè)計方案。課程目標(biāo)24.2能夠按照通信系統(tǒng)的基本架構(gòu)搭建實驗系統(tǒng)，安全地、正確地獲取實驗數(shù)據(jù)，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與解釋，獲得合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)312.1能自主學(xué)習(xí)通信及相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究熱點，了解最新理論和技術(shù)前沿動態(tài)，結(jié)合所完成的系統(tǒng)綜合設(shè)計提出個人認知和見解。三、綜合設(shè)計項目與類型進行綜合設(shè)計時給出5個參考題目，學(xué)生選擇其中一個題目進行開發(fā)，也可以自己選擇序號序號學(xué)時1議2周目標(biāo)22周32周4zigbee的庫2周5解2周6四、綜合設(shè)計內(nèi)容題目一：遠程音視頻視頻會議綜合設(shè)計目的通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理與通信原理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解通信有關(guān)理論和方法的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python或VC++語言及其在信息處理和通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以進行遠程視頻通信的系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容基于音頻、視頻實現(xiàn)同步傳輸，并在對方開發(fā)板顯示屏上顯示。掌握wifi網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的機理，實現(xiàn)tcp傳輸文件和udp聊天。設(shè)計項目所有UI界面，并實現(xiàn)界面間的操作及切換。熟悉linux和ARM架構(gòu)，熟練掌握linux軟件編程基礎(chǔ)知識。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目二：智能家居遠程控制綜合設(shè)計目的通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理與通信系統(tǒng)的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解通信系統(tǒng)的有關(guān)理論和方法的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python或VC++語言及其在信息處理和通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以進行遠程家居通信控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容基于C/C++程序和Linux系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能。運用Linux文件IO、多進程、多線程、網(wǎng)絡(luò)編程等技術(shù)為智能家居系統(tǒng)提供穩(wěn)定高效的功能。了解zigbee協(xié)議并利用zigbee完成簡單的程序編程和運行。實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的采集及控制、智能燈光控制，并將數(shù)據(jù)顯示到GEC6818開發(fā)板上。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目三：基于zigbee溫濕度大棚監(jiān)控系統(tǒng)綜合設(shè)計目的通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理與通信系統(tǒng)的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解通信系統(tǒng)的有關(guān)理論和方法的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python或VC++語言及其在信息處理和通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以進行zigbee無線通信的開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容采集溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器，通過串口或網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給開發(fā)板并顯示。實現(xiàn)大棚溫濕度采集及控制，即低于或高于設(shè)定值時打開風(fēng)扇或燈進行控制。了解zigbee協(xié)議并利用zigbee完成簡單的溫濕度程序。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目四：基于zigbee的停車監(jiān)控庫綜合設(shè)計目的通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固無線通信的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解無線通信的有關(guān)理論和方法的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python或VC++語言及其在無線通信中的應(yīng)用，可以進行相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容使用ZigbeeCC2530設(shè)備，分別作為協(xié)調(diào)器和終端實現(xiàn)通信。了解zigbee協(xié)議并利用zigbee完成超聲波程序編程和運行。通過超聲波測距感應(yīng)車輛靠近，記錄停車數(shù)量。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目五：手機遠程解鎖綜合設(shè)計目的通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固數(shù)字信號處理、通信系統(tǒng)的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解信息處理與通信系統(tǒng)的有關(guān)理論和方法在無線通信中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或python或VC++語言及其在手機系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計綜合設(shè)計內(nèi)容使用ZigBee模塊作為終端節(jié)點控制繼電器動作，及作為協(xié)調(diào)器給節(jié)點終端發(fā)送指令。手機連接WiFi發(fā)送指令給ZigBee模塊，協(xié)調(diào)器收到后發(fā)送給終端節(jié)點，終端節(jié)點控制引腳電平來達到控制繼電器開鎖的功能記錄開鎖記錄，通過串口發(fā)送給GEC6818開發(fā)板進行實現(xiàn)。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python六、教學(xué)方法本綜合設(shè)計具有綜合性及實踐性較強的特點，在實施過程中以學(xué)生為主體，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生分組、分工合作完成信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計的各項任務(wù)。本綜合設(shè)計包括資料的查閱、設(shè)計方案制定、計算機編程調(diào)試、結(jié)果驗收、多媒體答辯與報告的撰寫等實踐環(huán)節(jié)。教學(xué)活動安排在示范中心和教室進行。主要環(huán)節(jié)如下：方案制定：提前布置綜合設(shè)計內(nèi)務(wù)，同學(xué)兩人一組選擇題目，根據(jù)題目要求通過網(wǎng)絡(luò)檢索、收集與課題相關(guān)的資料，并對所獲取的資料進行閱讀分析，寫出整個系統(tǒng)的設(shè)計方案，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查確認。上機編程：按照系統(tǒng)的設(shè)計方案，學(xué)生獨立完成自己部分的程序編寫、調(diào)試工作，然后把兩部分合在一起進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，在此過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)的設(shè)計、編程工具的使用及系統(tǒng)的參數(shù)及性能的分析，鼓勵同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)。結(jié)果驗收：教師對每組完成情況進行成果驗收，包括：系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)的兼容性、界面交互性。答辯交流：成果驗收后，要求每組一個成員進行PPT匯報，小組另一個成員回答老師的相應(yīng)問題，鼓勵其他學(xué)生針對匯報情況進行提問和交流，老師指導(dǎo)和點評匯報存在的問題。報告撰寫：撰寫綜合設(shè)計內(nèi)容的報告，掌握報告撰寫規(guī)范。在報告撰寫期間，鼓勵同學(xué)之間討論、交流各自的成果、認識，相互啟發(fā)，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。在此過程中，教師進行指導(dǎo)和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并與學(xué)生進行討論，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題。六、考核與成績評定方式及標(biāo)準1．考核內(nèi)容與成績評定本課程考核包括過程考核和報告考核。過程考核（百分制）包括系統(tǒng)方案制定（百分制）、程序編寫（百分制）、結(jié)果驗收（百分制）、答辯考核（百分制）四個部分，分別按占比例2:2:3:3構(gòu)成過程考核成績。過程考核評價標(biāo)準基本要求評價標(biāo)準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）按照綜合設(shè)計的計劃按照綜合設(shè)計的計劃按照綜合設(shè)計的計按照綜合設(shè)計的按照綜合設(shè)計的安排，根據(jù)處理系統(tǒng)安排，根據(jù)處理系統(tǒng)劃安排，根據(jù)處理計劃安排，根據(jù)計劃安排，根據(jù)的應(yīng)用需求進行系統(tǒng)的應(yīng)用需求能完整、系統(tǒng)的應(yīng)用需求能處理系統(tǒng)的應(yīng)用處理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，編程實現(xiàn)。對詳細地制定系統(tǒng)方較完整、較詳細地需求基本能制定需求，不能完整系統(tǒng)進行調(diào)試驗收，案，編程實現(xiàn)。對系制定系統(tǒng)方案，編系統(tǒng)方案，基本地制定系統(tǒng)方實驗交互界面，完成統(tǒng)進行調(diào)試驗收，實程實現(xiàn)。對系統(tǒng)進能編程實現(xiàn)。對案、編程實現(xiàn)。系統(tǒng)的功能。制作演驗交互界面，很好完行調(diào)試驗收，實驗系統(tǒng)進行調(diào)試驗對系統(tǒng)進行調(diào)示文稿，進行小組答成系統(tǒng)的功能。制作交互界面，較好地收，實驗交互界試，實驗交互界辯，陳述所完成的信演示文稿，進行小組完成系統(tǒng)的功能。面，基本能完成面，完成系統(tǒng)的息處理系統(tǒng)和回答提答辯，能正確地陳述制作演示文稿，進系統(tǒng)的功能。制部分功能。制作出的問題所完成的信息處理系行小組答辯，較正作演示文稿進行演示文稿進行小統(tǒng)和回答提出的問題確地陳述所完成的小組答辯，基本組答辯，不能完信息處理系統(tǒng)和回能正確地陳述所整地陳述所完成答提出的問題完成的信息處理的信息處理系統(tǒng)系統(tǒng)和回答提出和回答提出的問的問題。題。報告考核（百分制）主要包括：設(shè)計目的、基本原理、內(nèi)容及步驟、結(jié)果及分析、總結(jié)。報告考核評價標(biāo)準基本要求評價標(biāo)準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握報告的書寫技能，報告格式規(guī)范，內(nèi)容報告格式規(guī)范，內(nèi)報告格式基本報告格式不規(guī)利用信號處理的基本概完整；對系統(tǒng)設(shè)計的容完整；對系統(tǒng)設(shè)規(guī)范，內(nèi)容基本范，內(nèi)容不夠完念和基礎(chǔ)知識，對系統(tǒng)內(nèi)容進行具體客觀計的內(nèi)容較客觀的完整；對系統(tǒng)設(shè)整；對系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容進行具體客觀的描的描述。能夠?qū)ο到y(tǒng)描述。對系統(tǒng)的數(shù)計的內(nèi)容基本內(nèi)容不能客觀述。能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行據(jù)和結(jié)果進行歸能客觀的描述。的描述。對系統(tǒng)和結(jié)果進行歸納、綜合歸納、綜合分析合納、綜合分析較合對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和結(jié)果分析與準確表達。理，自我總結(jié)得當(dāng)，理，自我總結(jié)比較和結(jié)果進行歸沒有詳細分析，表達準確。得當(dāng)，表達較準確。納、綜合分析基自我總結(jié)不得本合理，自我總當(dāng)，表達不夠準結(jié)和表達基本確。準確。綜合成績評定（百分制）：過程考核*70%+報告考核*30%，2．課程目標(biāo)達成評價《信息與通信系統(tǒng)綜合設(shè)計》課程目標(biāo)達成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱信息與通信系統(tǒng)綜合設(shè)計課程性質(zhì)實踐課，必修學(xué)時學(xué)分2開課學(xué)期專業(yè)班級考核方式平時+過程+報告任課教師：評價人員：課程組長，任課教師，企業(yè)教師二、課程目標(biāo)達成評估課程目標(biāo)支撐指標(biāo)點課程目標(biāo)評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分達成度值Ki評價方式畢業(yè)要求3.1針對復(fù)雜通信工程問題，提出可行的解決方案，并掌握復(fù)雜工程設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，理解影響設(shè)計目標(biāo)和解決方案的技術(shù)因素，同時進行經(jīng)濟、安全、社會、健康、法律、文化及環(huán)境等因素的評估，并改進設(shè)計方案。目標(biāo)1：掌握一種MATLAB（VC++、Python、LABVIEW）軟件方法，據(jù)通信系統(tǒng)的基本原理和方法，完成系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)信息獲取、通信編碼、通信譯碼、顯示等開發(fā)過程方案制定T10=100T1=75T1T4T50.79T10T40T50答辯考核T40=100T4=78報告考核T50=100T5=80畢業(yè)要求4.2能夠按照通信系統(tǒng)的基本架構(gòu)搭建實驗系統(tǒng)，安全地、正確地獲取實驗數(shù)據(jù)，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與解釋，獲得合理有效的結(jié)論。目標(biāo)2：與同學(xué)分工合作、完成系統(tǒng)編程，進行調(diào)試運行，能方便改變參數(shù)，測試系統(tǒng)是否達到設(shè)計要求，研究系統(tǒng)性能對處理的結(jié)果進行分析程序編寫T20=100T2=80T2T3T50.79T20T30T50結(jié)果驗收T30=100T3=78報告考核T50=100T5=80畢業(yè)要求12.1在社會發(fā)展的大背景下，能認識到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性，能及時了解通信行業(yè)最新理論、技術(shù)前沿動態(tài)。目標(biāo)4：在綜合設(shè)計報告背景論述中，能夠加入通信及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究熱點，并結(jié)合自己的系統(tǒng)綜合設(shè)計提出自己的認知。答辯考核T40=100T4=78T4T50.78T40T50