嵌入式系統(tǒng)綜合課程設計物聯(lián)網工程 課程教學大綱

《嵌入式系統(tǒng)綜合課程設計》實訓課程教學大綱一、課程簡介課程中文名嵌入式系統(tǒng)綜合課程設計課程英文名 IntegratedCourseDesignforEmbeddedSystems雙語授課￡是t否課程代碼10114012課程學分2周（學時）2周（48學時）課程類別□專業(yè)認知實習□專業(yè)見習t工程實訓□畢業(yè)實習□其他課程性質t必修□選修□其他課程形態(tài)□線上t線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷□開卷t課程論文t課程作品￡匯報展示￡報告¨課堂表現(xiàn)￡階段性測試□平時作業(yè)□其他（可多選）開課學院大數(shù)據與智能工程學院開課系(教研室)物聯(lián)網工程系面向專業(yè)物聯(lián)網工程開課學期第5學期先修課程C語言程序設計、電路與電子技術、數(shù)字邏輯、Python程序設計、數(shù)據結構、計算機組成原理、嵌入式系統(tǒng)設計后續(xù)課程物聯(lián)網通信與安全技術、機器學習選用教材梁晶等.嵌入式系統(tǒng)原理與應用（微課版）[M].北京:人民郵電出版社,2021.參考書目1.王宜懷等.RISC-V嵌入式開發(fā)實踐[M].北京:北京航空航天大學出版社,2022.2.蘇李果等.STM32嵌入式技術應用開發(fā)全案例實踐[M].北京:人民郵電出版社,2021.課程資源超星（網站：/course-ans/courseportal/235968451.html）課程簡介本課程是物聯(lián)網工程專業(yè)的實踐類課程，課程內容包括應用場景分析、功能設計、嵌入式處理器與軟硬件的選型，系統(tǒng)設計、模塊及整體的調試與運行測試等。學生能夠從多維度去分析物聯(lián)網應用系統(tǒng)中的底層感知、控制與對外通信。具備根據需求選擇、應用嵌入式系統(tǒng)搭建物聯(lián)網應用系統(tǒng)的底層感知與控制系統(tǒng)的能力。培養(yǎng)系統(tǒng)整合、應用綜合的團隊負責人的團隊協(xié)作能力。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1能夠辯別嵌入式系統(tǒng)的基本結構、特征、數(shù)據傳輸與存儲方法，能夠簡述嵌入式系統(tǒng)的模塊、功能及應用場景，區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的分類及拓撲結構，能夠識別嵌入式系統(tǒng)的接口原理與操作流程；了解嵌入式系統(tǒng)的技術發(fā)展趨勢，了解并能夠應用國內元器件，應用國產的工具軟件和操作系統(tǒng)等，促進技術研究與應用，培養(yǎng)科技報國的家國情懷和使命擔當。課程目標2能夠根據應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，控制執(zhí)行部件和對外數(shù)據通信的能力，以及具備滿足工業(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)成積極主動的學習態(tài)度，具備求真務實的工作作風，具有精益求精的工匠精神，樹立科技強國的使命擔當。課程目標3能夠通過項目學習與應用，陳述物聯(lián)網系統(tǒng)的整體構架，綜合物聯(lián)網系統(tǒng)中各層次的各種技術，描述物聯(lián)網系統(tǒng)的組建方式和過程，為團隊協(xié)作中承擔負責人打下基礎。也培養(yǎng)起團隊協(xié)作的優(yōu)秀工程素養(yǎng)。表2-2課程目標與畢業(yè)要求對應關系（物聯(lián)網工程專業(yè)）畢業(yè)要求指標點課程目標7.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對物聯(lián)網復雜工程問題的工程實踐環(huán)節(jié)對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響?！綡】7.2理解并評價實際物聯(lián)網項目對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響，并對可能出現(xiàn)的不良后果采取合理的措施，評價涉及的安全與隱私問題對社會健康發(fā)展的影響。課程目標19.個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中理解與承擔個體、團隊成員以及負責人的角色?！綧】9.1能夠在多學科背景下理解團隊的意義，能夠在團隊中勝任個體、團隊成員的角色任務，擁有良好團隊協(xié)作精神。課程目標211.項目管理：理解并掌握物聯(lián)網工程管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環(huán)境中應用?！綥】11.2能夠將項目管理知識與經濟決策方法應用于多學科環(huán)境中物聯(lián)網應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)，能對項目方案實施中的時間、成本、質量、風險、人力資源等進行有效管理。課程目標3三、教學內容及要求（一）實訓學習內容及要求本課程設計要求學生從指導老師的提供的題目中任選其一，或自擬題目，實現(xiàn)一個較復雜的，具備感知、執(zhí)行及通信技術的物聯(lián)網系統(tǒng)，并按表3-1中所列項目步驟完成該課程設計，通過本課程設計，掌握和運用嵌入式系統(tǒng)技術相關的知識，需學習掌握的內容包括：1)嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)的分析、設計技術。2)傳感器選型與接入技術。3)執(zhí)行部件選型與接入技術。4)通信模塊選型與接入技術。5)上位機數(shù)據展示與控制技術。表3-1課程目標、學習內容和教學方法對應關系序號項目名稱項目來源教學目標（觀測點、重難點）學時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學方法課程目標1需求分析工程實踐1.能夠利用現(xiàn)代工具對實訓項目進行調查研究，明確系統(tǒng)的功能模塊（重點）8綜合性必做1實驗指導課程目標12.能夠掌握書寫需求分析文檔的能力（觀測點）2概要設計工程實踐1.能夠利用現(xiàn)代工具獲取技術資源，明確實現(xiàn)實訓項目所需的嵌入式系統(tǒng)等技術（重點）12綜合性必做1實驗指導課程目標1、22.能夠根據需求分析劃分實訓項目系統(tǒng)的各模塊（重難點）3.能夠根據所選技術搭建實訓項目的整體框架和網絡架構（重難點）4.能夠掌握書寫概要設計文檔的能力（觀測點）3硬件開發(fā)工程實踐1.能夠根據概要設計劃分的系統(tǒng)模塊選擇合適的底層節(jié)點處理器、傳感器、執(zhí)行部件和通信模塊（重點）12綜合性必做1實驗指導課程目標1、2、32.能夠完成所選硬件的接線和組裝工作（重難點）3.能夠對所選硬件進行程序設計與實現(xiàn)，實現(xiàn)硬件的各項功能和安全功能（重難點）4.能夠掌握書寫硬件設計文檔的能力（觀測點）4軟件開發(fā)工程實踐1.能夠根據概要設計劃分的系統(tǒng)模塊搭建上位機界面12綜合性必做1實驗指導課程目標1、2、32.能夠實現(xiàn)上位機所需的數(shù)據展示與控制功能（難點）3.能夠掌握書寫軟件設計文檔的能力（觀測點）5系統(tǒng)測試工程實踐1.能夠設計測試用例對實訓項目系統(tǒng)進行測試并記錄測試數(shù)據（重點）4綜合性必做1實驗指導課程目標1合計=SUM(ABOVE)48四、課程考核表4-1課程目標、考核內容與考核方式對應關系課程目標考核內容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.需求分析完整度項目150%課程論文、課程作品、2.功能模塊劃分合理度項目23.硬件選型合理度項目34.系統(tǒng)結構設計合理度項目25.通信設計合理度項目26.上位機功能和界面設計合理度項目47.測試用例設計合理度項目5課程目標21.終端節(jié)點硬件模塊的程序設計與實現(xiàn)項目340%課程論文、課程作品、2.通信模塊的程序設計與實現(xiàn)項目33.上位機的通信功能和其他功能的實現(xiàn)項目4課程目標31.各通信網絡的理解程度項目310%課程論文、課程作品、2.系統(tǒng)各層次的理解程度項目3、43.系統(tǒng)整體組建能力、劃分實現(xiàn)能力和團隊協(xié)作能力項目3、4合計100%表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比需求分析8%概要設計8%硬件設計12%軟件設計12%項目展示及答辯60%課程目標151%40%41%40%55%50%=8%*51%+8%*40%+12%*41%+12%*40%+60%*55%課程目標239%50%49%50%35%40%=8%*39%+8%*50%+12%*49%+12%*50%+60%*35%課程目標310%10%10%10%10%10%=8%*10%+8%*10%+12%*10%+12%*10%+60%*10%（二）成績評定1.平時成績評定（1）需求分析（20%）：通過學生課程論文中編寫的需求分析文檔評價學生的系統(tǒng)調研、功能分析、文檔編制等工程實踐能力。（2）概要設計（20%）：通過學生課程論文中編寫的概要文檔評價學生的技術選型、系統(tǒng)構建、網絡構架、模塊劃分、文檔編制等工程實踐能力。（3）硬件設計（30%）：通過學生課程論文中編寫的概要文檔評價學生的硬件選型、硬件組裝、硬件程序設計、文檔編制等工程實踐能力。（4）軟件設計（30%）：通過學生課程論文中編寫的概要文檔評價學生的軟件開發(fā)技術選型、界面設計、軟件程序設計、文檔編制等工程實踐能力。2.期末成績評定期末考核采用學生講解演示課程作品并答辯的方式，講解演示時需從需求分析、概要設計、硬件開發(fā)、軟件開發(fā)和系統(tǒng)測試等幾個方面進行講解演示。指導老師根據講解演示效果和答辯效果評分。主要考察學生對物聯(lián)網系統(tǒng)的設計構建能力、底層感知、控制與通信的開發(fā)應用能力、應用層軟件設計實現(xiàn)能力等。3.總成績評定總成績由平時成績、期末成績構成：總成績（100%）=平時成績（40%）+期末成績（60%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(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，選題復雜度適中，具有較高的應用價值，表現(xiàn)出很強的問題意識。（2）闡述清晰、詳細、正確，內容符合文檔要求，結論正確。（3）闡述結構合理，組織嚴密，連貫一致。（4）語言表達準確，敘述清楚，所使用的專業(yè)術語規(guī)范。（5）文字圖表格式美觀。（1）論文選題符合課程性質，選題復雜度適中，具有較高的應用價值，表現(xiàn)出較強的問題意識。（2）闡述較清晰、較詳細、正確，內容符合文檔要求，結論正確。（3）文章結構合理，組織較為嚴密，連貫一致。（4）語言表達較為準確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術語較為規(guī)范。（5）文字圖表格式規(guī)范。（1）論文選題符合課程性質，選題復雜度適中，具有一定的應用價值，表現(xiàn)出一定的問題意識。（2）闡述較清晰、較詳細、正確，內容符合文檔要求，結論正確。（3）文章結構較為合理，組織較為嚴密。（4）語言表達較為準確，敘述較為清楚，所使用的教育專業(yè)術語較為規(guī)范。（5）文字圖表格式規(guī)范。（1）論文選題符合課程性質，選題復雜度較低，應用價值較低，表現(xiàn)出較低的問題意識。（2）闡述基本清晰、較詳細、基本正確，內容基本符合文檔要求，結論基本正確。（3）文章結構較為合理，組織具有一定的嚴密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語言表達基本清楚，所使用的專業(yè)術語基本規(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，選題復雜度低，應用價值低，表現(xiàn)出較低的問題意識。（2）闡述基本清晰、不夠詳細、不夠正確，內容不符合文檔要求，結論不正確，或存在抄襲現(xiàn)象。（3）文章結構混亂，存在前后不連貫現(xiàn)象。（4）語言不通順，所使用的專業(yè)術語不規(guī)范。（5）文字圖表格式不夠規(guī)范。課程作品按設計任務書要求圓滿完成規(guī)定任務；綜合運用知識能力和實踐動手能力強，系統(tǒng)設計方案合理，實驗效果好；設計態(tài)度認真，獨立工作能力強，并具有良好的團隊協(xié)作精神。答辯過程中，思路清晰、論點正確、對設計方案理解深入，問題回答正確。按設計任務書要求完成規(guī)定設計任務；綜合運用知識能力和實踐動手能力較強，系統(tǒng)設計方案較合理，實驗效果較好；設計成果質量較高；設計態(tài)度認真，有一定的獨立工作能力，并具有較好的團隊協(xié)作精神。答辯過程中，思路清晰、論點基本正確、對設計方案理解較深入，主要問題回答基本正確。按設計任務書要求完成規(guī)定設計任務；能夠一定程度的綜合運用所學知識，系統(tǒng)設計基本合理，有一定的實踐動手能力，設計成果質量一般；設計態(tài)度較為認真，但獨立工作能力較差；答辯過程中，思路比較清晰、論點有個別錯誤，分析不夠深入。在指導教師及同學的幫助下，能按期完成規(guī)定設計任務；綜合運用所學知識能力及實踐動手能力較差，設計方案基本合理，設計成果質量一般；獨立工作能力差；或答辯過程中，主要問題經啟發(fā)能回答，但分析較為膚淺。未能按期完成規(guī)定設計任務。不能綜合運用所學知識，實踐動手能力差，