面向物联网的嵌入式系统实验教学改革
！ ！ ＝塑 ＣＮ１２—１３５２／Ｎ 实 验 室 科 学 ＬＡＢＯＲＡ１Ｉ（ＪＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ 第ｌ４卷第１期２０１１年２月 Ｖｏ１．１４ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１１
面向物联网的嵌入式系统实验教学改革
宋军，王一雄，徐锋
（南京林业大学信息学院，江苏南京２１００３７）
摘要：针对当前物联网飞速发展的背景，文章探索了嵌入式系统实验教学体系的改革方案。同时结合嵌入 式系统的发展，精简了课程理论内容，设计了面向物联网的层次化实验和实践环节。在循序渐进提高动手能 力的同时，以前沿的物联网科研项目，激发学生的兴趣，充实实验环节，提高综合能力。实践证明，实验教 学改革比较全面地做到了“打基础、激兴趣、提效率、见成效”。 关键词：嵌入式系统；物联网；教学改革 中图分类号：ＴＰ３２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—４３０５．２０１１．０１．００６
Ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＩＯＴ
ＳＯＮＧ Ｊｕｎ，ＷＡＮＧ Ｙｉ－ｘｉｏｎｇ，ＸＵ Ｆｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２ １ ００３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＩＯＴ（Ｉｎｔｅｒａｃｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ），ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｆｏｒｍ
ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍ—
ｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｉｓ ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ＩＯＴ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｇｒａｄａｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ
ｐａｒｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ ｓｔｅｐ ｂｙ ｓｔｅｐ．Ｆｕｒｔｈｅｒ ｍｏｒｅ，ｔｈｅ
ＩＯＴ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｅｘｃｉｔｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎｔｅｒｅｓｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａ—
ｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｆｏｒｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ，ｓｔｉｍｕｌａｔｅ
ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｅｓｔ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ；ＩＯＴ；ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｒｅｆｏｒｍ
为了适应后ＰＣ时代人才培养的要求，越来越
多的高校开设了嵌人式系统相关课程。就不同的行
业背景和应用背景，众多高校同仁在如何改进实验
设计和实践环节等方面，提出了诸多有益的教学方
法和实验教学理念 ｌ－３］。随着信息技术的发展，嵌
入式系统教学过程中诸多环节，仍然需要进一步的
探索和改进。特别是近年来，物联网技术的飞速发
展，给嵌人式系统的应用和发展提供了更广泛的空
间，同时，也为嵌入式系统的教学和实践内容注入了
新鲜血液。然而，物联网技术在给嵌入式系统带来
新机遇的同时，也带来了新的挑战。在嵌入式系统
教学特别是实验教学过程中，如何应对这种挑战，改
进实验内容和教学方法，适应时代对人才培养的要
求，值得我们认真思考。笔者在总结嵌入式教学经
验的基础上，针对目前物联网技术的发展和应用，在
面向物联网的嵌入式系统课程体系建设、理论教学、
实验教学、第二课堂和毕业设计等环节做出了初步 探索。
ｌ 物联网与嵌入式系统课程体系
物联网（也称传感网）一Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ（ＩＯＴ）
的概念是在１９９９年提出的，根据２００５年国际电信 联盟（ＩＴＵ）的定义 ｊ，物联网主要解决物到物
（Ｔｈｉｎｇ ｔｏ Ｔｈｉｎｇ，Ｔ２Ｔ）、人到物（Ｈｕｍａｎ ｔｏ Ｔｈｉｎｇ，
Ｈ２Ｔ）、人到人（Ｈｕｍａｎ ｔｏ Ｈｕｍａｎ，Ｈ２Ｈ）之间的互
联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关
注，美国ＩＢＭ公司基于物联网提出“智慧的地球”概
念；中国科学院早在物联网概念诞生之初就启动了
传感网研究。２００９年，无锡物联网产业研究院成
立，温总理考察时提出“感知中国”的概念。
尽管目前从技术角度对物联网还没有确切的定
义，但公认的说法是，它融合了四大关键技术：传感
器技术、嵌入式系统技术、现代网络及无线通信技
术、分布式信息处理技术
。由此可见，嵌入式系 宋军，等：面向物联网的嵌入式系统实验教学改革 ２１
统在物联网技术中扮演着至关重要的角色。而且，
嵌入式系统与物联网这两者具有相辅相成的关系，
即嵌入式系统技术为物联网的发展提供必要的技术
支撑，促进物联网的工程应用，提升物联网的产业规
模；而物联网的发展为嵌入式系统技术的发展提供
了新的应用领域，为嵌入式系统的应用提供了更广
泛的空间，必然有助于嵌人式系统技术实现新的跨
越式发展。
嵌入式系统课程本身作为一个新兴的课程体
系，得到了越来越多学者的关注 。然而，在物联
网技术快速发展的大背景下，嵌入式系统的课程体
系应该有所调整，以适用时代的发展。如图１所示，
课程体系不仅包含传感器、单片机等若干基础课程，
还包含了嵌入式系统的实践开发环节，即面向物联
网的嵌入式系统开发与应用。限于篇幅，图中仅以
软件应用的分布式计算和硬件应用中物联网网关设
计为例说明。
面向物联网的嵌入式系统开发与应用 １ 分布式计算 ｌ Ｊ嵌入式物联网网关Ｉ
ｔ 嵌入式系统核心课程 ｌ嵌入式微处理器ｌ Ｉ嵌入式实时操作系统ｌ ｔ ； ； 面向物联网的嵌入式系统学科基础 ： Ｉ传感器技术ｌ 网络基础Ｉ现代通信原理Ｉ操作系统原理ｌ
Ｉ 数字电路Ｊ单片机基础ｌ 微机接口 ｌ 数据库 ｌ ； 图１ 面向物联网的嵌入式系统课程体系 ２ 理论教学
嵌人式系统理论教学内容主要围绕ＡＲＭ嵌入
式微处理器、嵌入式操作系统和嵌入式系统的应用
和前沿发展；教学目的是熟悉设计方法，掌握嵌入式
系统开发技术。理论教学一般不少于１２学时，不多
于总学时的一半。笔者一般控制在１６学时左右，授
课内容主要包括：嵌入式系统概述、ＡＲＭ内核嵌入
式微处理器、嵌入式实时操作系统及其移植、嵌入式
系统交叉开发环境、物联网与嵌入式系统的应用。
３ 面向物联网的嵌入式系统实验
３．１ 层次化实验设计
理论教学为实验实践环节提供了必要的知识基
础，而实验和实践环节则在巩固理论基础的同时，进
一步提供了动手能力，开发了创造潜能 』。笔者选
用的ＭａｇｉｃＡＲＭ２２１０一Ｓ嵌入式实验开发平台，除包
含主流的各种串行接口和ＧＰＩＯ口外，还包含以太
网接口、ＧＰＳ（全球定位系统）模块接口、ＣＡＮ总线
接口等。针对这些接口和物联网的应用背景，笔者
设计了三个层次的实验，以满足不同阶段的实验和
实践需求，如表ｌ所示。实验层次由浅人深，不同的
实验层次对应不同的实验项目，而且组织形式也不
同。基础性实验主要目的在于熟悉方法。而综合性
实验和创新性实验则多是以物联网的应用为基础
的，在于提高能力。三个层次的实验循序渐进，逐步
提高，为进一步的实践开发和毕业设计打下了良好
的基础。
表１ 面向物联网的嵌入式实验层次化设计
３．２物联网项目实践环节
通过项目实践来锻炼和提高动手能力的重要性 是毋庸置疑的 ｍ 。２００９年，我校启动“物联网在
森林环境监测和保护中的应用”项目，笔者负责物
联网中间层的嵌入式网关设计，主要功能模块如图 ２２ 实 雪 奢
２所示。ＧＰＳ模块接口主要采集终端的经度纬度信
息，而无线数据收发模块主要收集各终端传感器发
送的温度、土壤湿度、日照等环境信息。这些终端信
息通过ＡＲＭ处理器打包成ＵＤＰ数据包，通过以太
网网络接口传送给基站服务器。
以太网网络接口Ｉ 嵌入式处理器 ｌ ＧＰｓ模块接口｝
ｌ外部存储器 （ＬＰＣ２２１Ｏ） 无线数据收发模块
图２物联网网关硬件框图
通过第二课堂，组织学有余力的同学成立兴趣
小组，将物联网网关分割成若干子题目，交由各兴趣
小组，模拟项目的形式实践开发。比如，“ＧＰＳ数据
采集与处理”子课题，首先需要移植ｕＣ／ＯＳ操作系
统，然后移植ＬｗｌＰ网络协议栈，最后再以多任务的
形式从ＧＰＳ模块接口读取数据并打包成ＵＤＰ数据
包，发送到网络。这其中，需要兴趣小组的成员合理
分工，在实践中学习合作。经过一年的努力，嵌人式
物联网网关成功地将布置在紫金山的终端传感器数
据传送到基站网络服务器。如图３所示，是物联网
一个终端的环境监测信息。
蠢尊ｆ譬盘山一ｌ（蛀簋：３２ ０３３９１蚌爱：１１８ ４９４４１幢ＩＮＩｌＩ￣－：ｌ３ｅｌ赛辩数据固） ２０ｌ０年０８男Ｏ｛日１４：０２：０６光照９４ １１６ＫＬｕｘ温度３６ ０３０逶度６３ １７０商ｉ乜燕２ ４９
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图３物联网终端数据
通过物联网项目实践的模式，拓展了学习内容， 并学以致用，进一步提高了学习兴趣培养了合作精
神，还起到了“以点带面”的效应，切实拓展了知识
面和动手能力。
此外，在毕业设计环节中，每年都设计了３～４
个面向物联网的嵌入式系统设计课题。经过两届的
实践证明，选择该类课题的毕业生知识面更广，就业
面更宽。
４ 结束语
笔者在“ＡＲＭ嵌入式系统”课程的教学和实验
实践过程中，基于物联网的飞速发展背景，精简理论
教学内容，并拓宽知识面，重点讲解与实际工程项目
特别是物联网密切相关的设计内容。实验进行层次
化设计，内容紧随时代的发展，在实践环节，让学生
直接参与到前沿的课题和项目中去。真正做到：以
精简的理论夯实基础，以前沿的知识激发兴趣，以层
次化的实践提高效率，以务实的项目收获本领。
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［１］邵贝贝．关于嵌入式系统教学的思考［Ｃ］第三届全国高等院 校嵌入式系统教学研讨会论文集．北京：清华大学出版社，
２００５． ［２］ 凌明，刘昊，时龙兴．关于嵌入式系统课程教学过程中几个问 题的思考［Ｊ］．电气电子教学学报２００７（１０）：９４—９６． ［３］闻绍飞．浅谈ＡＲＭ７嵌入式系统的实验教学［Ｊ］．实验室科学， ２００９（５）：５３—５５． ［４］ ＵＩＴ．１ＴＵ Ｉｎｔｅｍｅｔ Ｒｅｐｏｒｔｓ ２００５：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ，２００５． ［５］ 沈苏彬．物联网的体系结构和相关技术研究［Ｊ］．南京邮电大 学学报，２００９（１２）：１—１１． ［６］袁静．物联业务的发展及网络融合趋势［Ｊ］．电信技术，２０１０ （１）：１０－１２． ［７］ 王光福．从传统的实验教学走向开放式实验教学［Ｊ］．实验科 学与技术，２００４（１）：８０－８１，２３． ［８］李宁项目化嵌入式教学方法研究［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应 用，２０１０（２）：５－８． ［９］ 闫爱云．３２位嵌入式系统应用实验课程改革［Ｊ］．单片机与嵌 入式系统应用，２０１０（２）：５—８． 『１Ｏ］ 张业民，李光提，黄在范．提高学生综合、设计性实验能力的 探索『Ｊ１．实验科学与技术，２０１０，８（２）：９７—９８，１６３．
物联网中的嵌入式系统设计与开发
物联网中的嵌入式系统设计与开发
随着物联网技术的不断发展，嵌入式系统在物联网中的应用越来越广泛。嵌入式系统是指集成了计算机处理器、内存、芯片组和其他硬件组件的微控制器，它可以嵌入到各种设备中，以实现控制、数据采集、通信等功能。本文将从嵌入式系统设计和开发两个方面入手，探讨其在物联网中的应用。
一、嵌入式系统设计
嵌入式系统设计是指根据所需应用场景的需求，对系统进行软硬件结合性设计的工作。在物联网中，嵌入式系统设计要满足的要求特别多样化，例如：
1. 通讯标准：因为物联网设备可以处于任何网络环境中，所以需要设计不同的通讯标准以适应不同的环境。
2. 节能模式：由于设备需要24/7地运行，嵌入式系统设计需要考虑如何降低功耗以延长设备寿命。
3. 数据存储：物联网设备需要大量的数据存储，因此嵌入式系统设计需要考虑数据存储的可靠性、安全性和扩展性。
4. 硬件选型：物联网设备的硬件选型需要同时考虑价格、功耗、稳定性等多个因素。 以上只是物联网嵌入式系统设计时面临的一些挑战，还有很多具体的问题需要深入研究。
二、嵌入式系统开发
嵌入式系统开发是指对设计出来的嵌入式系统进行软硬件编程的过程。通常，嵌入式系统开发可以分为以下两个步骤：
1. 软件开发：软件开发是嵌入式系统开发中至关重要的一步。软件工程师需要编写嵌入式操作系统、驱动程序、中间件等软件，完成设备的功能需求。
2. 硬件开发：硬件开发是嵌入式系统开发中不可或缺的一部分。硬件工程师需要设计电路板、芯片组、嵌入式处理器等硬件，保证其满足功能需求的前提下，尽可能地降低场地、功耗等成本。
在物联网中，嵌入式系统开发要考虑到设备的低功耗、智能化、高安全性等特点。因此，开发人员需要采用更佳的编程技术和软件工具，如自适应平台、云平台等，以适应不断变化的市场需求和技术进步。
三、嵌入式系统设计与开发的应用
嵌入式系统设计与开发在物联网中有着广泛的应用。以下是其中的几个方面： 1. 智慧城市：智慧城市是利用物联网技术和大数据技术构建的城市管理模式。嵌入式系统在智慧城市中负责控制传感器、执行器和其他设备，以实现城市管理的自动化和智能化。
2.4基于物联网的信息系统教学设计 2023—2024学年高中信息技术教科版(2019)必修2
2.4基于物联网的信息系统 教学设计 2023—2024学年高中信息技术教科版（2019）必修2
授课内容 授课时数
授课班级 授课人数
授课地点 授课时间
教学内容分析
本节课的主要教学内容来自于2023—2024学年高中信息技术教科版（2019）必修2的第三章“物联网技术”，具体包括以下几个部分：
1. 物联网的定义与发展历程：让学生了解物联网的起源、发展以及其在现代社会中的广泛应用。
2. 物联网的基本架构与关键技术：解析物联网的架构，探讨传感器技术、嵌入式系统、云计算、大数据等技术在物联网中的应用。
3. 物联网的应用案例分析：分析生活中常见的物联网应用实例，如智能家居、智能交通、智能医疗等，让学生了解物联网技术如何改变我们的生活。
4. 基于物联网的信息系统设计：引导学生学习如何利用物联网技术设计并实现一个简单的信息系统，培养学生解决实际问题的能力。
教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习了计算机网络、数据通信等相关知识，这为本节课的学习奠定了基础。本节课将进一步拓展学生的知识体系，使其对信息技术有更深入的了解。
核心素养目标分析
本节课的核心素养目标主要围绕信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个方面展开。
1. 信息意识：通过学习物联网的定义与发展历程，使学生能够认识到物联网技术在现代社会中的重要性，增强对信息技术的敏感度和关注度。
2. 计算思维：通过解析物联网的基本架构与关键技术，培养学生运用计算机科学的方法和思维解决实际问题的能力。
3. 数字化学习与创新：通过物联网应用案例分析，让学生学会从实际生活中发现数字化需求，提出创新性的解决方案。
4. 信息社会责任：在学习基于物联网的信息系统设计过程中，引导学生关注个人信息安全、隐私保护等问题，培养良好的信息道德观念和责任感。
学情分析
考虑到本节课所面对的高中信息技术课程学生，他们大多已经具备了一定的信息技术基础，对于计算机网络、数据通信等概念有初步的了解。然而，物联网作为一种新兴的技术，可能对学生们来说还有些陌生。因此，在教学过程中，需要关注学生的知识层次和能力层次，以便更好地开展教学活动。
移动互联网嵌入式物联网人工智能创新实验室：物联网综合开发平台
- 1 -
1.1 物联网综合开发平台
1.1.1 图文介绍
基本介绍：
物联网综合开发平台（xLab-BaseKits）是中智讯公司开发的一款信息类学科的综合型实验设备，是基于物联网等新工科技术改革而设计的实验平台。物联网综合开发平台打破了传统以硬件平台来定义实验的困局，创新性的从专业学科建设角度来重新定义产品，让课程来定义实验，让实验来定义设备，能够配合专业教材完成全部的专业核心课程实验。
组成部分：
物联网综合开发平台主要硬件功能如下：
感知层单元：C51单片机最小系统、ARM Cortex-M3/M4嵌入式最小系统、采集类传感器、控制类传感器、安防类传感器、显示类传感器、识别类传感器、创意类传感器等。
传感网单元：CC2530 ZigBee传感网系统、CC2540 蓝牙BLE传感网系统、CC3200
Wi-Fi传感网系统、LoRa传感网系统、NB-IOT传感网系统、4G LTE传感网系统等。
智能网关单元：采用高性能ARM 架构，外设：3G/4G、GPS/BDS、Wi-Fi、蓝牙、摄像头、NFC…
感知层单元
传感网单元
智能网关单元
实验截图：
1.1.2 产品参数
设备部件 参数指标
智能网关 采用三星ARM Cortex-A9 S5P4418四核处理器 / ARM Cortex-A53
S5P6818八核处理器，10.1寸电容液晶屏，集成Wi-Fi、蓝牙模块、500W MIPI高清摄像头模块，可选北斗GPS模块、4G模块，Android-4.4操作系统。支持智慧云轻量级物联网通信协议，支持ZigBee、Wi-Fi、BLE、433M、LoRa、NB-IOT、LTE、6LoWPAN等数据的解析接入，提供传感网与互联网云数据中心的接入服务，能够容纳多种协议标准，同时支持多达1000+个节点的接入。
无线节点 1.经典型无线节点LiteB：
LiteB经典型无线节点采用无线模组作为MCU主控，板载信号指示灯：电源、电池、网络、数据，两路功能按键。板载USB串口，Ti仿真器接口，ARM仿真器接口。硬件包含IO、ADC3.3V、ADC5V、UART、RS485、两路继电器等功能，提供两路3.3V、5V、12V电源输出。支持ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IOT、LTE等各种无线网络模组，接口支持更换。
面向实时操作系统的嵌入式实验教学设计
科技信息 高校理科研究
面向实时操作系统硇嵌八式实验教学设计
桂林理工大学信息科学与工程学院 邓昀
［摘要］实验教学是嵌入式教学过程的一个重要环节，是学生的创新意识与能力的培养的重要手段。本文针对嵌入式实验教学中
存在的问题，提出了建立面向实时操作系统的嵌入式实验教学体系结构，并从实验的软硬件环境、实验教学内容的设置等方面探讨 了教学改革的思路。 ［关键词］嵌入式教学 实时操作系统 实验教学体系结构
１．引言 进入后Ｐｃ时代，嵌入式计算机已广泛应用于消费电子、有线和移
动通信、汽车、医疗、工业控制、航空航天及国防等领域的民用和军用电
子设备。特别是近年来，物联网技术的飞速发展，给作为其关键技术的
嵌入式技术的应用和发展提供了更广泛的空间＿ｌ】，目前市场急需专业化 的嵌入式人才。大多数嵌入式系统都是实时系统，在嵌入式实时操作系
统的基础上编写的各种应用程序具有功能更强大、设计周期更短、程序
更容易移植与扩展等优势，因此，在嵌入式课程中进行嵌入式实时操作
系统的教学是十分重要的。 近年来，本校在计算机、自动化等专业开设了嵌入式的课程，在理
论教学上也对实时操作系统进行了讲授。但由于受传统教学体系的影 响以及师资力量、实验设备的限制，本校目前的嵌入式实验教学体系仍
停留在２０世纪８Ｏ年代初发展起来的以８位５１单片机为核心的教学
水平上，学生对嵌入式实时操作系统的学习只能是纸上谈兵，不能动手 实践。因此建立一个全面的、新的、面向嵌入式实时操作系统的嵌入式
实验教学体系十分必要和紧迫。 本文探讨了以Ｗ９０Ｐ７１０嵌入式开发学习板，ＬａｍｂｄａＥＤＵ３集成开
发环境、 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ实时操作系统为软硬件平台，建立面向嵌入式实时
操作系统的实验教学体系。 ２．实验环境简介
实验的软硬件平台主要包括Ｗ９０Ｐ７１０嵌入式开发学习板、Ｌａｍｂ— ｄａＥＤＵ３集成开发环境、 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ实时操作系统等。
Ｗ９０ＰＴ１０开发学习板是Ｗｉｎｂｏｎｄ（华邦）电子公司开发的一款基于
中职物联网教学实践总结(3篇)
第1篇
一、前言
随着物联网技术的飞速发展，物联网已成为我国战略性新兴产业的重要组成部分。为了培养适应物联网产业发展需求的高素质技能型人才，中职学校纷纷开设物联网相关专业。本文将总结我在中职物联网教学实践中的经验与体会，以期为同行提供参考。
二、教学实践过程
1. 课程设置
在课程设置方面，我们根据物联网行业发展趋势和市场需求，制定了以下课程体系：
（1）基础课程：包括计算机基础、网络技术、数据库技术等，为后续专业课程奠定基础。
（2）专业核心课程：包括传感器技术、嵌入式系统、物联网技术与应用等，培养学生的专业技能。
（3）实践课程：包括物联网项目设计与实践、物联网系统维护与优化等，提高学生的实践能力。
2. 教学方法
（1）项目驱动教学：以实际项目为载体，引导学生主动参与、探究、实践，提高学生的创新能力和团队协作能力。
（2）案例教学：结合实际案例，分析物联网技术在各个领域的应用，帮助学生理解理论知识。
（3）翻转课堂：将课堂时间用于学生讨论、实践，教师答疑解惑，提高教学效果。
（4）线上线下混合式教学：利用网络平台，开展在线学习、互动交流，拓展学生的学习空间。
3. 实践教学
（1）实验室建设：建设物联网实验室，为学生提供实践平台。
（2）校企合作：与企业合作，为学生提供实习机会，让学生了解行业现状。 （3）竞赛活动：组织学生参加物联网竞赛，提高学生的实践能力和综合素质。
三、教学实践体会
1. 注重学生兴趣的培养
在教学过程中，我注重激发学生的兴趣，让学生在轻松愉快的氛围中学习。通过项目驱动、案例教学等方法，让学生在实践中学习，提高学习积极性。
2. 强化实践教学
实践教学是中职物联网教学的重要组成部分。通过实验室建设、校企合作、竞赛活动等途径，提高学生的实践能力和综合素质。
3. 注重培养学生的创新能力和团队协作能力
物联网技术发展迅速，要求学生具备创新能力和团队协作能力。在教学过程中，我注重培养学生的创新意识，引导学生主动探究、实践，提高团队协作能力。
新工科背景下物联网工程专业课程改革与建设
2021年5月第40卷第5期洛阳师范学院学报Journal of Luoyang Normal UniversityMay ,2021Vol. 40 No. 5
新工科背景下物联网工程专业课程改革与建设
孙泽宇，李蒙，龚蕾
(洛阳理工学院计算机与信息工程学院，河南洛阳471023)
摘 要：针对物联网工程专业出现的专业知识繁重以及跨学科技术要求较高等问题，提出了物联网工程专业 课程改革目标和具体措施.借助于多学科融通手段将专业基础知识融合在专业主干课程之中，将理论知识融 合在创新实践之中，典型示例融合在复杂案例之中，实践教学融合在工程项目之中，传统以教师为主的单一型 教学模式融合在以学生为主的多方法、多手段教学之中，以全新教学模式推进物联网工程专业应用课程改革.关键词：物联网工程；课程改革；应用型本科；教学模式；多学科融通中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009 -4970(2021)05 -0082 -05
0引言
“物联网”一词可以追溯到1995年比尔•盖茨在 《未来之路》一书中提到的“物互联”迄今为止已 经成为全球信息领域研究的重点，也是我国新型战略
产业之一.2010年，经教育部批准，物联网工程专业 在我国高校完成了首届招生任务•“新工科”物联网专 业的课程设置包括感知、识别、传输、应用四个主要 层次.在物联网专业的课程规划和归类上，传感器技 术、嵌入式技术、射频技术、传感网、通信技术、计算 机网络、系统开发、工程应用等构成了物联网学科的 课程体系，学校按照不同的学科侧重点对相关教学课 程进行体系构建⑵.经过十年的发展，物联网技术已
经覆盖了更多的应用领域，如智能家居、智能交通、
智能医疗、智能物流、农业物联、工业4.0等(如图1 所示)，技术发展以及应用前景广阔.在此背景下，高 校作为应用型人才培养的重要阵地，应当按照社会需 求进行人才培养，尤其是对实践性、创新性要求较高 的物联网专业更应积极地探索改革之路，面对问题大 胆改革，通过专业课程合理改进和设置，强化专业实 践性特征，将课程、实验、实践结合起来，帮助物联网 教学获得更好的效果.
初探医学生物化学实验教学改革
科技信息 高校理科研究
表３综合应用实验参考内容
实验项目 实验内容
Ｃ／ＯＳ－ＩＩ 掌握 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ操作系统如何移植到基于ＡＲＭ７ＴＤ—
移植实验 ＭＩ的３２位嵌入式ＭＣＵ
设计并实现了一种基于ＡＲＭ的多通道实时数据采集
监控系统，该系统由下位机系统及上位机软件组成，下
位机硬件主要基于ＡＲＭ开发平台、数据采集板及模拟 量输出板，采用 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ实时多任务操作系统，实现多
多通道实时数 通道数据的采集、数据存储及模拟量的输出，并将采集 据采集监控系 数据实时传送至上位计算机；上位机软件接收数据进行
统设计 监控，图形化显示数据变化曲线，并控制下位机的模拟
量输出功ｆｉｇ；通过实验验证，下位机系统能够实现多通
道数据的采集、存储及模拟量的输出， Ｃ／ＯＳ—ＩＩ操作
系统完成多任务的实时调度，上位机软件成功进行模拟
量数据的采集监控及数据变化的图形显示
设计并实现一种基于ＡＲＭ的嵌入式四轴数控系统
嵌入式数控 的设计。该设计采用ＡＲＭ处理器为主ＣＰＵ，运动控 制芯片为从ＣＰＵ，并采用实时的 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ操作系 系统设计
统，使得系统很好地进行多任务处理，并保证了运动
控制的实时性
以ＡＲＭ微处理器为控制核心，采用嵌入式 Ｃ／ＯＳ一 Ⅱ操作系统的心电信号检测系统。将微弱的心电信号
基于ＡＲＭ的 经过放大滤波处理后提取出来，利用Ａ／Ｄ转换器将其
心电信号检测 转换为数字信号，通过串口上传到Ｐｃ上进行分析处
理；也可以在ＡＲＭ上实现对心电信号的实时滤波、基 于差分方法的ＱＲＳ波检测以及心率计算
３．２嵌入式实时操作系统实验
嵌入式实时操作系统实验也有固定的课时安排，由于学生先前已学
习过操作系统原理的课程，对操作系统已较熟悉，所以主要采取精讲精
练的方式进行。实验目的是让学生理解 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ操作系统任务管理、
内存管理等各模块的工作原理，为后面的综合应用实验打基础。该部分 主要由８个实验组成，实验过程中向学生提供了详细的实验指导书，指
物联网工程实践教学计划(3篇)
第1篇
一、引言
随着物联网技术的飞速发展，物联网工程已成为我国战略性新兴产业的重要组成部分。为了培养具备物联网工程专业知识、实践能力和创新精神的高素质应用型人才，本实践教学计划旨在通过一系列的实践活动，使学生能够掌握物联网工程的基本理论、技术和实践技能，为将来的工作和发展打下坚实的基础。
二、实践教学目标
1. 理论与实践相结合，使学生掌握物联网工程的基本理论和方法。
2. 培养学生动手能力，使学生能够熟练运用物联网相关技术和设备。
3. 增强学生的创新意识和团队协作能力，提高学生解决实际问题的能力。
4. 使学生了解物联网工程行业的发展动态，为将来的就业和创业做好准备。
三、实践教学内容
1. 物联网基础课程实验
（1）传感器原理与应用实验：使学生掌握传感器的基本原理、分类、性能指标和应用。
（2）嵌入式系统实验：使学生熟悉嵌入式系统开发流程，掌握C语言编程，学会使用嵌入式开发工具。
（3）无线通信技术实验：使学生了解无线通信的基本原理，掌握无线通信协议，熟悉无线通信设备。
2. 物联网应用系统设计与实现
（1）物联网项目设计与实现：通过实际项目，使学生掌握物联网系统设计、开发、调试和部署等全过程。
（2）物联网数据采集与分析实验：使学生了解物联网数据采集方法，掌握数据挖掘和数据分析技术。
（3）物联网安全与隐私保护实验：使学生了解物联网安全风险，掌握安全防护技术。 3. 物联网创新实验
（1）物联网创新创业项目：鼓励学生结合自身兴趣，开展物联网创新创业项目，培养学生的创新精神和创业能力。
（2）物联网新技术研究：关注物联网领域的新技术、新方法，引导学生开展相关研究。
四、实践教学安排
1. 实践教学时间：实践教学时间为2年，共计4个学期。
2. 实践教学学时：实践教学学时为40学时，其中实验课24学时，课程设计16学时。
3. 实践教学形式：实践教学采用实验、课程设计、项目实践、创新创业等多种形式。
移动互联网嵌入式物联网人工智能创新实验室：AI机器视觉语言教学平台
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1.1 AI机器视觉/语言教学平台
1.1.1 图文介绍
基本介绍：
AI机器视觉/语言教学平台（AI-HNP）是中智讯公司开发的一款面向人工智能相关专业的综合型实验设备，主要满足：Python程序设计、机器视觉、机器语言、嵌入式Linux系统、边缘计算、人工智能中间件、智能+产业实践等课程的实验和实训，是基于新工科和工程教育思维和专业改革而设计的实验平台。
组成部分：
AI机器视觉/语言教学平台硬件主要由智能边缘计算网关、应用拓展模块、智能产业套件三部分构成，根据用户实际需求可进行定制。
边缘计算网关：采用高性能ARM CPU&GPU架构嵌入式边缘计算处理器，集成Linux、Python、机器学习、深度学习、ROS系统等运行环境，满足人工智能视觉、语言、机器控制等算法、硬件、应用的开发和学习。
应用拓展模块：实验平台可拓展工业级高清自聚焦摄像头、多维景深摄像头、麦克
风阵列、AI NPU协处理模块、智联网无线AP等硬件模块，满足人工智能相关应用的开发和学习。
智能产业套件：实验平台可选智联网产业应用套件，包括：智慧停车管理套件、智能人证闸机套件、智能语音家居套件、智能安防预警套件等，满足人工智能综合实训的实验实践需求。
实验截图：
1.1.2 产品参数
设备部件 参数指标
智能边缘计算网关 网关内置高性能处理器，六个ARM Cortex-A72&A53大小核CPU，四核Mali-T860 GPU，搭载4GB LPDDR4内存， 16GB EMMC储存。工业级铝合金一体屏外壳，活动式支撑架，搭载10.1寸1280*800 LVDS高清屏，10点触控电容屏。内置2.4G&5G双频Wi-Fi模组，BLE4.1模组，全网通LTE模组，LoRa&LoRaWAN双传感网AP模组，ZigBee传感网AP模组，支持Wi-Fi、BLE、LTE、LoRa&LoRaWAN，ZStack传感网设备接入，搭载北斗、GPS双频卫星定位模组。
中职物联网教学实践报告(3篇)
第1篇
一、引言
随着物联网技术的快速发展，物联网已成为我国新一代信息技术的重要组成部分，具有广阔的应用前景。为了培养适应新时代需求的物联网技术人才，中职教育在物联网专业课程设置、教学方法、实践环节等方面进行了积极探索。本文将从教学实践的角度，对中职物联网教学进行总结和分析，以期为我国中职物联网教育提供参考。
二、教学实践背景
1. 物联网产业发展需求
近年来，物联网产业在我国得到了迅速发展，已成为国家战略性新兴产业。随着物联网技术的不断成熟，各行各业对物联网技术人才的需求日益增长。中职教育作为培养技术技能人才的重要基地，肩负着培养适应物联网产业发展需求的高素质技术技能人才的重任。
2. 中职教育改革需求
为适应新时代人才培养需求，我国中职教育正进行一系列改革，包括课程设置、教学方法、实践环节等。物联网专业作为新兴专业，在中职教育改革中具有重要地位。
三、教学实践内容
1. 课程设置
（1）基础课程：包括计算机应用基础、计算机网络技术、数据库技术等，旨在为学生奠定扎实的计算机基础知识。
（2）专业核心课程：包括物联网技术基础、传感器技术、嵌入式系统、无线通信技术等，使学生掌握物联网技术的基本原理和技能。
（3）实践课程：包括物联网项目设计、物联网系统搭建、物联网应用开发等，培养学生的动手能力和实践能力。
2. 教学方法
（1）案例教学：通过引入实际工程项目，让学生了解物联网技术的应用场景，提高学生的实际操作能力。 （2）项目教学：以项目为导向，让学生在完成项目过程中掌握物联网技术，培养学生的团队协作能力。
（3）翻转课堂：将课堂学习与课后自主学习相结合，提高学生的学习效果。
3. 实践环节
（1）实验室建设：建立物联网实验室，为学生提供实践平台。
（2）校企合作：与企业合作，为学生提供实习和就业机会。
（3）竞赛活动：组织学生参加各类物联网竞赛，提高学生的综合素质。
四、教学实践成果
1. 学生就业率提高