物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用 項目四基于LoRa的廠區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)教案

一、教案首頁標題：基于LoRa的廠區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計學時數(shù)5授課班級上課時間上課地點課堂類型：理論課□實踐課□理論·實踐課?其他□教學目標能力目標知識目標素質(zhì)目標（思政目標）能搭建基于LoRa技術(shù)的開發(fā)環(huán)境2)能夠完成LoRa相關(guān)程序的移植、配置、調(diào)試與下載1)了解低功耗廣域技術(shù)LPWA2)了解LoRa技術(shù)的原理、技術(shù)背景、技術(shù)特點1)培養(yǎng)自主學習能力2）增強問題解決能力3）團隊協(xié)作與交流能力教學重點LoRa技術(shù)的基礎(chǔ)知識與技術(shù)特點教學難點開發(fā)環(huán)境的搭建與程序調(diào)試教學資源1.物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用，張佐理，電子工業(yè)出版社2.傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)（中級），陳繼欣主編，機械工業(yè)出版社教法與學法講授法、演示法、任務(wù)驅(qū)動法、討論法、實踐法等。教學內(nèi)容導入新課（10分鐘）介紹城市工廠環(huán)境監(jiān)測的重要性及現(xiàn)有技術(shù)的局限性。引出低功耗廣域技術(shù)和LoRa技術(shù)的概念，激發(fā)學生興趣。理論講授（40分鐘）低功耗廣域技術(shù)概述：介紹LPWA技術(shù)的定義、特點、分類及與短距離通信技術(shù)的比較。LoRa技術(shù)詳解：深入講解LoRa技術(shù)的原理、技術(shù)背景、技術(shù)特點及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。實操演示（30分鐘）開發(fā)環(huán)境搭建：演示如何搭建基于LoRa技術(shù)的開發(fā)環(huán)境，包括軟件安裝、硬件連接等。程序移植與調(diào)試：展示LoRa相關(guān)程序的移植、配置、調(diào)試與下載過程，并解釋關(guān)鍵步驟和注意事項。分組實踐（80分鐘）學生分組，每組選擇一個具體的廠區(qū)環(huán)境監(jiān)測場景（如溫度、濕度、氣體濃度等）。小組討論并設(shè)計基于LoRa的監(jiān)測系統(tǒng)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)、模塊劃分、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等。在教師指導下，各組開始搭建系統(tǒng)原型，進行程序編寫、調(diào)試和測試。成果展示與點評（30分鐘）每組展示其設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)原型及實現(xiàn)效果，分享經(jīng)驗和遇到的問題。教師和同學共同點評，提出改進建議?？偨Y(jié)與作業(yè)（10分鐘）總結(jié)本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)LoRa技術(shù)的關(guān)鍵點和應(yīng)用場景。布置課后作業(yè)教學反思標題：云服務(wù)器配置與數(shù)據(jù)接入實踐學時數(shù)3授課班級上課時間上課地點課堂類型：理論課□實踐課□理論·實踐課?其他□教學目標能力目標知識目標素質(zhì)目標（思政目標）1)能夠配置LoRa網(wǎng)關(guān)和終端節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸與接收2)能在ArduinoIDE中編寫并燒錄程序，調(diào)試傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸代碼1)了解LoRa技術(shù)原理2)了解云服務(wù)器的設(shè)備配置，包括傳感器配置、MQTT協(xié)議使用及HTTP接入方法。1)培養(yǎng)學生的動手實踐能力和問題解決能力。2)增強學生的團隊合作精神和溝通協(xié)調(diào)能力教學重點云服務(wù)器配置與數(shù)據(jù)接入教學難點Arduino編程與調(diào)試教學資源1.物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用，張佐理，電子工業(yè)出版社2.傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)（中級），陳繼欣主編，機械工業(yè)出版社教法與學法講授法、演示法、任務(wù)驅(qū)動法、討論法、實踐法、合作學習和反思總結(jié)等。教學內(nèi)容導入新課（10分鐘）介紹LoRa技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用背景，激發(fā)學生興趣。簡述本節(jié)課的教學目標、重點與難點。知識講解（30分鐘）LoRa技術(shù)原理：詳細講解LoRa技術(shù)的特點、工作原理及優(yōu)勢。云服務(wù)器配置：介紹云服務(wù)器的設(shè)備配置方法，包括傳感器配置、MQTT協(xié)議使用及HTTP接入流程。RESTfulAPI應(yīng)用：講解RESTfulAPI的基本概念、請求方法、響應(yīng)格式及其在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換中的應(yīng)用。實踐操作（60分鐘）環(huán)境搭建：確保計算機與LoRa網(wǎng)關(guān)處于同一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并配置ArduinoIDE。程序編寫與燒錄：在ArduinoIDE中分別打開終端節(jié)點Arduino和LoRa網(wǎng)關(guān)的工程，編寫并燒錄相應(yīng)的ino程序。數(shù)據(jù)傳輸測試：通過串口監(jiān)視器查看LoRa終端節(jié)點與LoRa網(wǎng)關(guān)間的數(shù)據(jù)發(fā)送情況，確保數(shù)據(jù)正確傳輸至云服務(wù)器。云服務(wù)器驗證：在云服務(wù)器上查看API連