物聯網組網技術應用（簡體書）

日益擴大，各種便攜式電子設備已越來越深入人們的生活，其中物聯網各種通信技術發揮了重大作用，其發展豐富了人與人的聯繫方式，更將“物”納入通信體系，顛覆了人與物、物與物的溝通與聯繫方式。行業的發展促進了技術的進步，催生了對人才的需求。高職院校是培養高素質技能型人才的主要陣地，在職教改革的背景下，我們有責任及時調整專業人才培養方案，保證教學內容與崗位職業能力實現有效銜接。因此，為保證產業的發展與人才培養的緊密對接，編者聯合企業，結合多年的教學與工程實踐經驗，編寫了本書。

本書具有以下“三個對接、三個驅動”的特色：

1以書證融通為出發點，對接行業發展。

本書結合《國家職業教育改革實施方案》等國家戰略，落實“1+X”證書製度，深化“三教”改革要求，圍繞書證融通模塊化課程體系，對接行業發展的新知識、新技術、新工藝、新方法，聚焦傳感網應用開發的崗位需求，將職業等級證書中的工作領域、工作任務、職業能力融入原有物聯網組網技術應用的教學內容，改革傳統課程。

2以職業能力為本位，對接崗位需求。

本書強調以能力作為教學的基礎，而不是以學歷或學術知識體係為基礎，將所從事行業應具備的職業能力作為教材內容的最小組織單元，培養崗位群所需職業能力。

3以行動導向為主線，對接工作過程。

本書優選各種通信技術在行業中的典型應用場景，分析職業院校學生學情及學習規律，遵循“資訊—計劃—決策—實施—檢查—評價”這一完整的工作過程序列，在教師的引導下，“教、學、做”一體，強化實踐能力，學生成為學習過程中的中心，在自己“動手”實踐中，形成職業技能、習得專業知識。

4以典型項目為主體，驅動課程教學實施。

本書採用項目化的方式，將崗位典型工作任務與行業企業真實應用相結合，學生在學習項目的過程中，掌握崗位群所需的典型工作任務。

5以立體化資源為輔助，驅動課堂教學效果。

本書以“信息技術+”助力新一代信息技術專業升級，滿足職業院校學生多樣化的學習需求，通過配備豐富的微課視頻、PPT、教案、工具包等資源，大力推進“互聯網+”“智能+”教育新形態，推動教育教學變革創新。

6以校企合作為原則，驅動應用型人才培養。

本書由閩西職業技術學院、浙江交通職業技術學院等院校與北京新大陸時代教育科技有限公司聯合開發，充分發揮校企合作優勢，利用企業對於崗位需求的認知及培訓評價組織對於專業技能的把控，同時結合院校教材開發與教學實施的經驗，保證本書的適應性與可行性。

本書從典型工作任務出發，分為三篇，一是短距離通信技術篇，介紹了Basic RF、WiFi和藍牙BLE通信技術；二是有線通信技術篇，介紹了RS485和CAN通信技術；三是低功耗廣域技術篇，介紹了LoRa和NBIoT通信技術。針對上述每種技術，本書都選取了真實的物聯網應用作為載體，採用“項目引領、任務驅動”的模式，以行動導向教學法的實施步驟為主線編排各任務的教學內容，十分有利於讀者學習與實踐。本書的參考學時為72學時，各項目的知識重點和學時建議見下表：

職業領域教材領域工作任務項目名稱項目任務名稱知識重點建議學時Basic RF應用開發項目1智能家居控制系統任務1建立Basic RF點對點通信網絡任務2設計智能照明功能任務3設計智能窗簾控制功能1Basic RF和ZigBee無線通信技術的特點及其應用場景

2CC2530無線單片機的特性與相關外設的工作原理

3Basic RF Layer的相關概念及其工作機制4學時4學時4學時WiFi技術應用開發+驅動開發項目2體溫檢測防疫系統任務1建立WiFi網絡任務2設計安檢功能任務3設計體溫採集與上報功能1WiFi無線通信技術的特點及其應用場景

2基於ESP8266的WiFi模組的特性及其控制原理4學時4學時4學時藍牙技術應用開發+驅動開發項目3藍牙心率監測儀任務1建立藍牙BLE通信網絡任務2設計藍牙無線控制功能任務3設計藍牙心率監測儀1藍牙無線通信技術的特點及其應用場景

2CC2541無線單片機的特性與相關外設的工作原理

3藍牙BLE協議棧的相關概念及其工作機制4學時4學時4學時RS485網絡搭建和故障排除項目4工廠環境監控系統任務1建立RS485通信網絡任務2設計車間濕度監測功能1RS485標準的電氣特性

2RS485通信的收發器芯片功能及典型應用電路的工作原理

3Modbus通信協議的基礎知識4學時4學時CAN網絡搭建和故障排除項目5汽車傳感系統任務1建立CAN通信網絡任務2設計汽車發動機溫度監測功能任務3設計汽車倒車雷達功能1CAN總線相關的基礎知識

2CAN控制器的工作原理

3CAN收發器芯片的功能及典型應用電路的工作原理4學時4學時4學時LoRa技術應用開發+驅動開發項目6基於LoRa的智能停車系統任務1建立LoRa通信網絡任務2設計車位檢測與顯示功能1LoRa無線通信技術的特點及其應用場景

2LoRa模組的特性及其控制原理

3LoRa通信系統的工作原理與配置方法4學時4學時NBIoT技術應用開發+驅動開發項目7基於NBIoT的智能井蓋系統任務1控制NBIoT模組接入物聯網雲平台任務2設計井內有害氣體監測功能1NBIoT無線通信技術的特點及其應用場景

2NBIoT模組的特性及其控制原理4學時4學時總計72學時

本書由高曉惠提供真實項目案例，分析崗位典型工作任務；蘇李果負責統稿並編寫項目1、項目3、項目4和項目5；宋麗負責編寫項目2、項目6和項目7；樓惠群、袁小燕、程琦、姚嵩、張志紅、李如平、王琨負責信息化資源的製作；錢罕林、戚偉業、李妹、李菁、孟志達、劉馬飛、陳曉峰、董明浩、魏美琴、鄒宗冰參與了教材的編寫及資源的製作。

由於編者水平有限，書中難免有錯誤和疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

短距離通信技術篇

項目1

智能家居控制系統2

任務1建立Basic RF點對點通信網絡3

任務2設計智能照明功能30

任務3設計智能窗簾控制功能50

項目2

體溫檢測防疫系統73

任務1建立WiFi網絡74

任務2設計安檢功能89

任務3設計體溫採集與上報功能112

項目3

藍牙心率監測儀124

任務1建立藍牙BLE通信網絡124

任務2設計藍牙無線控制功能141

任務3設計藍牙心率監測儀156

有線通信技術篇

項目4

工廠環境監控系統169

任務1建立RS485通信網絡169

任務2設計車間濕度監測功能185

項目5

汽車傳感系統205

任務1建立CAN通信網絡205

任務2設計汽車發動機溫度監測功能222

任務3設計汽車倒車雷達功能240低功耗廣域技術篇

項目6

基於LoRa的智能停車系統258

任務1建立LoRa通信網絡259

任務2設計車位檢測與顯示功能277

項目7

基於NBIoT的智能井蓋系統294

任務1控制NBIoT模組接入物聯網

雲平台295

任務2設計井內有害氣體監測功能308

參考文獻325