《无线通信技术及实践》教学大纲

 Wireless Communication Technology and Practice

课程代码：1G13445学分：4

总学时数：64理论时数：32实验时数：32

先修课程：计算机网络，单片机原理及应用

开课对象：通信工程  

一、课程的性质、目的与任务

无线通信技术与实践是通信工程专业的核心课程，面向通信工程专业高年级学生开设，讲授无线通信的基本理论、无线通信技术在物联网系统中的应用。课程的教学目的是通过理论和实验教学，使学生掌握无线通信的基本理论、常见的短距离无线通信技术及其在物联网系统开发中的应用，获得物联网系统数据传输与通信部分开发技能的训练，为毕业设计教学环节及毕业后从事物联网系统应用与开发工作打下良好的基础。

本课程的任务是介绍一些常用的无线通信技术及其应用开发，如蓝牙、WiFi、ISM无线数传以及GPRS技术等，以STM32为基础，选用市场上涉及以上技术的主流模块，讲解如何应用上述模块进行应用开发，采用理论与实践相结合的方法，将蓝牙、WiFi、ISM无线数传、GPRS技术运用于实践，深层地剖析以上四种无线通信技术及其应用场合，着重培养学生分析和解决实际无线通信问题的能力。

本课程重点支持以下毕业要求指标点：

 3.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

体现在：本课程内容包含无线通信基本理论及常见的短距离无线通信技术等，要求学生利用网络、书籍以及专业期刊等资源，自主完成每次课程的课内实验以及小组内讨论完成课内综合应用设计，并撰写相应的实验报告和设计报告；要求学生能够应用这些知识分析通信工程领域数据传输和通信层面的复杂工程问题。

 8.具备通信系统设计、软件编写、硬件调试和系统开发能力。

体现在：本课程内容包含无线通信方案设计与实现等，要求学生在相关实验中，能够利用Keil软件C语言进行程序设计，掌握STM32的结构和应用开发，掌握以STM32作为主控来进行无线通信技术的系统开发和应用。

本课程将融合课程思政内容，将德育内容融入课程体系，支撑和满足通信工程专业毕业的第一项要求：“形成对人生价值的正确认识和积极向上的人生观、价值观，养成对国家、民族、社会和他人的责任感和奉献精神”。通过课程内容与德育相关内容融合的设计，使学生在具备专业能力的基础上，达到思想道德要求。

二、课程内容及基本要求

1.无线通信技术概述（课内4学时）

熟悉目前主流无线通信技术（Bluetooth（蓝牙）、WiFi、ISM无线数传、Zigbee等）的发展现状，掌握各种无线通信的技术特点和应用范围，熟悉各种通信技术的组网方式。

[德育要素及内容]

 1.培养学生具备坚定正确的政治方向、爱国情怀和较高的政治素质。结合专业知识的案例教学，让学生切身体会到以华为为代表的我国科技企业和科技人才，在强烈的爱国主义思想引领下，开发出了领先世界的应用无线通信技术的相关产品。

主要支持毕业要求指标点3。

2.STM32开发概述（课内4学时）

了解STM32的开发流程，熟悉综合开发板结构，完成第一个工程建立和基础IO口实验。

主要支持毕业要求指标点3、8。

3.GPIO控制（课内4学时）

了解STM32的GPIO概述，熟悉GPIO的输入输出模式，熟悉GPIO的寄存器以及其对应的常用库函数，掌握对GPIO的编程流程。

主要支持毕业要求指标点3、8。

4.外部中断（课内4学时）

了解STM32的中断和异常，熟悉NVIC中断控制器以及优先级，掌握中断相关的寄存器配置。

主要支持毕业要求指标点3、8。

5.串口通信（课内4学时）

了解异步串口通信协议，了解串口通信线的种类和连接，掌握串口通信实现的编程过程和调试。

主要支持毕业要求指标点3、8。

6.ADC（课内6学时）

了解STM32的ADC技术指标，熟悉ADC的工作过程，掌握ADC相关的寄存器配置和编程流程。

主要支持毕业要求指标点3、8。

7.定时器（课内6学时）

了解STM32的定时器类型、功能以及工作情况分析，熟悉定时器的相关寄存器配置和计算，掌握定时器的编程流程。

主要支持毕业要求指标点3、8。

8.WiFi模块（课内8学时）

了解WiFi模块结构，熟悉EMSP_API函数，掌握WiFi通信编程的基本方法。

主要支持毕业要求指标点3、8。

9.蓝牙模块（课内8学时）

了解蓝牙通信的特点，熟悉蓝牙模块的外部接口以及应用领域，掌握蓝牙模块的AT指令，掌握蓝牙模块的编程流程。

主要支持毕业要求指标点3、8。

10.综合设计（课内16学时）

掌握蓝牙、WiFi的编程；能运用前面所讲内容进行综合设计。共有多道题目供学生选择，学生也可自行选择符合实验目的的题目进行开发。目前可供选择的题目有：基于WiFi的彩灯控制器；基于WiFi的网络摄像头；可无线调控的万年历等。

主要支持毕业要求指标点3、8。

三、教学方法

本课程采用课堂教学、实验教学相结合，课程的课堂教学全部安排在实验室内，理论教学与实践教学密切相结合。同时，注重学生德育素质培养，将课程知识和德育要素内容有机整合，形成对于人才培养方案的有力支撑，注重德育目标的实现。具体安排如下：

 1.本课程课堂教学主要讲授无线通信基本理论及常见的短距离无线通信技术，教学中着力体现“学生主体、教师主导”的课堂教学理念，注重课堂互动，适度运用其他教学方法。

课程课堂教学方法重点支持毕业要求指标点3、8。

 2.本课程的实验教学主要通过相关实验内容的训练，使学生能够掌握基于STM32的物联网系统开发，包括GPIO、外部中断、串口通信、ADC、定时器等单片机系统开发中必需掌握的知识；掌握基于Wifi或蓝牙通信的开发方法；学会系统综合应用设计，比如基于环境温湿度采集实验掌握系统设计与实现；培养学生具备实验设计初步能力、一定的动手能力，对实验结果分析判断和总结能力、撰写实验报告能力等。

课程实验教学方法重点支持毕业要求指标点3、8。

四、课内外教学环节及基本要求

表4-1课内外教学环节安排表

课外学习主要内容及要求：

实验项目资料收集数据整理报告撰写（12学时）

重点支持毕业要求指标点3，7。

五、考核内容及方式

本课程由平时成绩、实验成绩和期末考试组合而成，采用百分制计分制。各部分所占比例如下：

平时成绩占35%，主要考查各章知识点的理解程度，学习态度，自主学习能力，以及学生的课程出勤率。包括考勤考纪、课堂表现、作业等。重点支持毕业要求指标点3。

实验成绩占35%，主要考察学生实验预习及态度、实验操作及规范、分析研究和报告撰写。重点支持毕业要求注指标点3、8。

期末考试占30%，采用考查的考核方式。主要对综合设计进行考查（实物检查、综合报告、现场答辩等）。重点支持毕业要求注指标点3、8。

六、教材与参考资料

推荐使用教材

 1.刘火良、杨森著，《STM32库开发实践指南》，机械工业出版社，2013年7月

 2.青岛东合信息技术有限公司著，《无线通信开发技术及实践》，西安电子科技大学出版社，2014年1月

 3.沈红卫、任沙浦等编著，《STM32单片机应用与全案例实践》，电子工业出版社，2017年6月