《RFID與傳感器技術》課程標準

《RFID與傳感器技術》課程標準課程名稱：RFID與傳感器技術課程編碼：60415009總學時數(shù)：60學時理論學時30實踐學時30適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應用技術一、課程概述1.課程定位本課程是物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)的專業(yè)核心課程，主要針對物聯(lián)網(wǎng)技術支持工程師、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營銷策劃工程師、物聯(lián)網(wǎng)集成工程師等崗位開設，培養(yǎng)學生在進行系統(tǒng)設計時如何綜合運用所學的知識并予以設計實現(xiàn)的能力。通過本課程的學習，掌握RFID工作原理及技術實現(xiàn)，能根據(jù)工程項目的具體情況選用RFID器件，掌握傳感器的基本知識和各種傳感器的基本原理，初步掌握傳感器系統(tǒng)設計原理等。本課程前導課程有《物聯(lián)網(wǎng)應用概述》、《電工電子技術》、《單片機嵌入式系統(tǒng)原理》，后續(xù)課程有《RFID與傳感器技術綜合實訓》、《物聯(lián)網(wǎng)技術綜合實訓》等。2.課程設計思路本課程是依據(jù)“物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)工作任務與職業(yè)能力分析表”中的工程的組裝與調(diào)試、產(chǎn)品的維修和故障分析、系統(tǒng)的管理與維護等三個工作項目設置的。其總體設計思路是，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，轉(zhuǎn)變以工作任務為中心組織課程內(nèi)容，將物聯(lián)網(wǎng)工程和系統(tǒng)管理維護崗位群中所需的技能進行歸納提煉出與RFID和傳感器相關的知識領域，再轉(zhuǎn)換成學生的學習領域，然后基于工作過程設計學習情境，讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應工作任務，并構(gòu)建相關理論知識，發(fā)展職業(yè)能力。課程內(nèi)容突出對學生職業(yè)能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行，同時又充分考慮了高等職業(yè)教育對理論知識學習的需要，并融合了相關職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度和要求。項目設計以物聯(lián)網(wǎng)工程為線索來進行的。本門課程理論學時30學時，實踐學時30學時，理論與實踐比例為1：1，在教學過程中，充分開發(fā)學習資源，給學生提供豐富的實踐機會。教學效果評價采取過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式，通過理論與實踐相結(jié)合，重點評價學生的職業(yè)能力。二、課程目標1.總體目標本課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，它以各類RFID標簽與傳感器的工作機理為線索，詳細介紹了各類RFID標簽和傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、相應的測量電路和在各個領域中的應用，使學生掌握傳感器的使用方法和設計要點的基本技能。通過案例學習，不僅讓學生掌握RFID與傳感器的方面的技能，還能培養(yǎng)學生優(yōu)良的職業(yè)道德和素養(yǎng)。最終養(yǎng)成良好的溝通能力與團隊協(xié)作精神，具有較強的合作意識和創(chuàng)新精神。2.具體目標（1）職業(yè)技能目標①能正確選擇器型；②能正確安裝；③能對工程進行調(diào)試；④能對RFID器件和傳感器元件進行檢測；⑤能對故障進行分析，確定故障點；⑥能對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行管理和維護（2）知識目標①掌握RFID的器型和特性②掌握各類主流傳感器和特性③掌握RFID的原理④掌握傳感器的原理⑤掌握傳感器和RFID的典型應用（3）素質(zhì)目標①具有正確的世界觀、人生觀、價值觀；②具有良好的思想政治素質(zhì)、職業(yè)道德和遵紀守法精神；③具有健康的體魄和良好的心理素質(zhì)；④具有較強的責任感、事業(yè)心和團隊精神；⑤具有一定的邏輯思維能力、分析判斷能力和語言表達能力；⑥具有較強的自學能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。⑦具有較強的知識、技術的自我更新能力，在工作崗位上具有可持續(xù)發(fā)展的再學習能力三、課程內(nèi)容與要求本課程根據(jù)專業(yè)課程目標和涵蓋的工作任務要求，確定課程內(nèi)容和要求，說明學生就獲得的知識、技能與態(tài)度。表1課程總體設計序號任務/項目/單元任務/項目/單元描述參考學時1項目一：認識傳感器了解傳感器的概念、用途、分類及應用，學習傳感器的特性與指標，通過項目學生，學生能夠描述什么是傳感器，知道傳感器的基本原則。最終要求學生能夠列舉出3種以上應用在手機上的傳感器。4學時2項目二：力和壓力的測量了解電阻應變式傳感器、壓電式力敏、傳感器的基本結(jié)構(gòu)；學習直流電橋的平衡條件及電壓靈敏度，熟悉電租應變片的溫度補償方法；掌握電阻應變式傳感器、壓電力敏傳感器在相關領域的應用，通過本項目的學校，要學會識別電阻應變式傳感器，通過實驗掌握電阻應變式傳感器、壓電式力敏傳感器的使用方法，最終使用單片集成硅壓力傳感器MPX5100設計一種簡易的壓力計。6學時3項目三：溫度測量通過本項目的學習，使學生掌握熱電偶冷端處理常用的辦法，掌握熱電偶實用測溫電路，掌握熱電偶串聯(lián)、并聯(lián)的接法，熟悉和應用中間導體定律。掌握金屬熱電阻式、熱敏電阻式溫度傳感器的測溫機理、基本構(gòu)成、特性及應用。掌握集成溫度傳感器的使用方法，了解其他溫度傳感器的工作原理，學會使用溫度傳感器實現(xiàn)溫度的檢測、報警和控制，最終使用集成溫度傳感器LM26控制風扇旋轉(zhuǎn)。8學時4項目四：位移檢測通過本項目使學生了解電位器式傳感器、電感式傳感器、電容傳感器、光柵位移傳感器、超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理；掌握其靈敏度等特性參數(shù)，熟悉其測量線路；學習其在位移檢測領域的應用。學會識別一般的電位器式傳感器、差動變壓器式傳感器、電容傳感器等傳感器；掌握電位器式傳感器、電感式傳感器、電容傳感器等傳感器的使用方法。最終使用液位傳感器設計一種水位指示及水滿報警器6學時5項目五：轉(zhuǎn)速、流量測量通過本項目學習使學生了解霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理；掌握其特性參數(shù)；熟悉其測量線路；學習其在轉(zhuǎn)速、流量檢測領域的應用，學會識別一般的霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器等傳感器；掌握霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器等傳感器的使用方法，最終制作基于開關型霍爾傳感器的計數(shù)器。8學時6項目六：RFID技術應用—電子車牌識別系統(tǒng)通過本項目的學習，讓學生掌握RFID的基本概念和基礎知識。會讀寫RFID卡，安裝、調(diào)試RFID系統(tǒng)；。最終會分析RFID應用系統(tǒng)的組成、安裝、調(diào)試RFID系統(tǒng)。28學時表2學習單元設計任務名稱學習目標學習模塊（內(nèi)容）教學設計（方法和場所）學時知識內(nèi)容和要求技能內(nèi)容和要求任務一：認識傳感器1．掌握傳感器的概念、用途、分類及應用2．掌握傳感器的特性及指標1．能夠描述什么是傳感器2．能夠知道傳感器選型的基本原則。3．能夠列舉出3種以上應用在手機上的傳感器1．傳感器的作用及應用2．傳感器的概念、分類及發(fā)展3．傳感器技術基礎講授法、啟發(fā)法、交互式教學法、案例教學法（實訓室）4學時任務二：力和壓力的測量1．掌握電阻應變式傳感器、壓電式力敏傳感器的基本結(jié)構(gòu)2．掌握直流電橋梁的平衡條件及電壓靈敏度，熟悉電阻應變片的溫度補償方法；掌握電阻應變式傳感器、壓電式力敏傳感器在相關領域的應用1．能夠識別電阻應變式傳感器2．能夠熟練電阻應變式傳感器、壓電式力敏傳感器的使用方法3．能夠使用單片集成硅壓力傳感器MPX5100設計一種簡易壓力計1．電阻應變式傳感器2．壓電式傳感器6學時任務三：溫度測量1．掌握溫度測量的方法2．掌握接觸式與非接觸式兩種測溫方法在原理及性能上的不同。3．掌握溫度傳感器的分類4．掌握熱電偶溫度傳感器的測溫原理5．掌握三種類型（普通、鎧裝、薄膜）熱電偶的結(jié)構(gòu)特點及使用場合6．掌握熱電偶冷端處理常用的辦法7．掌握熱電偶實用測溫電路8．掌握熱電偶串聯(lián)、并聯(lián)的接法9．掌握金屬熱電阻式、熱敏電阻式溫度傳感器的測溫機理、基本構(gòu)成、特性及應用。10．掌握金屬熱電阻式、熱敏電阻式溫度傳感器的測溫機理、基本構(gòu)成、特性及應用11．掌握集成溫度傳感器的使用方法1．能夠使用溫度傳感器的實現(xiàn)溫度的檢測、報警和控制2．能夠了解其他溫度傳感器的工作原理1．溫度的測量方法2．電阻式溫度傳感器3．熱電偶傳感器4．集成溫度傳感器5．輻射式溫度傳感器8學時任務四：位移檢測1．掌握電位器式、電感式、電容式、光柵位移、超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理2．掌握其靈敏度等特性參數(shù)并熟悉其測量線路3．掌握其在位移檢測領域的應用1．能夠識別一般的電位器式、差動變壓器、電容傳感器等傳感器2．能夠?qū)W會電位器式傳感器、電感式傳感器、電容傳感器等傳感器的使用方法1．電位器式傳感器2．電感式傳感器3．光柵位移傳感器4．超聲波傳感器6學時任務五：轉(zhuǎn)速、流量測量1．掌握霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理2．掌握它們特性參數(shù)3．掌握它們測量線路并學習它們在轉(zhuǎn)速流量檢測領域的應用1．能夠識別一般的霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器等傳感器2．能夠熟練霍爾傳感器、光電編碼器、流量傳感器等傳感器的使用方法1．霍爾傳感器2．光電編碼器3．流量傳感器8學時任務六：RFID技術應用—電子車牌識別系統(tǒng)1．掌握RFID卡的工作原理2．掌握RFID標簽讀寫操作與特性測試3．掌握UHFRFID閱讀器硬件電路搭建與測試4．掌握RFID標簽讀寫程序調(diào)試與系統(tǒng)測試1．能夠讀寫RFID卡2．能夠安裝、調(diào)試RFID系統(tǒng)5．會分析RFID應用系統(tǒng)的組成，安裝，調(diào)試RFID系統(tǒng)1．電子車牌識別系統(tǒng)RFID標簽選型2．電子車牌識別系統(tǒng)搭建與閱讀器設計3．電子車牌讀寫程序設計與測試28學時四、實施建議（一）考核評價建議本課程的考核改變單一的終結(jié)性考核方法，采用過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的方法，結(jié)果考核部分考核學生對案例教學中各知識點綜合應用的掌握情況。表3《RFID與傳感器技術》考核方式考核項目考核方法比例過程考核態(tài)度紀律根據(jù)作業(yè)完成情況、課堂回答問題、課堂實踐示范情況評定得分。10%單元實踐根據(jù)學生的完成時間、功能的完善程序、實踐報告的書寫規(guī)范程度、是否有創(chuàng)新評定得分。根據(jù)完成的時間、項目任務完成質(zhì)量、是否有創(chuàng)新，由小組長評價和教師抽評相結(jié)合的方式評定成績。30%結(jié)果考核期末卷紙考試由教師根據(jù)考試標準評定得分。60%（二）教材編寫及選用建議（1）教材編寫①教材是教學中非常重要的環(huán)節(jié)，合適的教材能保證教學內(nèi)容順利地設施。教材的編寫和選用，一定要是高職高專專業(yè)規(guī)劃教材。②教材要以崗位能力分析為基礎，以物聯(lián)網(wǎng)應用概述要求和本課程標準為依據(jù)進行編寫，教材應充分體現(xiàn)任務引領、實踐導向課程的設計思想。③教材應圖文并茂，提高學生學習興趣，加深學生對物聯(lián)網(wǎng)的認識和理解。教材表達必須精煉、準確、科學。④教材內(nèi)容應體現(xiàn)先進性、通用性、實用性，要將企業(yè)需求及時地納入教材，使教材更貼近專業(yè)的發(fā)展和實際的需要。⑤教材中活動設計的內(nèi)容要具體，并具有可操作性。（2）選用建議①湯平主編傳感器及RFID技術應用（高等職業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)十二五規(guī)劃教材）西安電子科技大學出版社②毛豐江主編智能卡與RFID技術高等教育出版社（三）實驗實訓設備配置建議本課程為理論實踐一體化教學，需要一個專用物聯(lián)網(wǎng)實訓室以滿足教學實訓要求，課程教學基本在多媒體合班進行，實踐教學在實訓室進行，對電腦配置要求較高，具體要求如下：1.硬件環(huán)境（1）計算機處理器：IntelCore2或IntelCorei系列或同檔配置以上，內(nèi)存：≥2GB，獨立顯卡：顯存≥512MB。（2）有專門針對實驗項目的實驗箱或者實驗臺。2.軟件環(huán)境Windows732位（中文版）或w