物联网技术在单片机教学改革中的应用

曾永和

（张家界航空工业职业技术学院 427000）

物联网技术在单片机教学改革中的应用

曾永和

（张家界航空工业职业技术学院 427000）

为了促进单片机原理应用的改革，需要将物联网技术作为基础，通过单片机原理和应用的分阶段教学设计基础教学内容和课程设计内容。而在基础教学内容当中，最主要的授课方式就是对单片机和物联网基础知识进行集中教学，以此来促进课堂教学的科学实践发展。在课程设计内容中需要学生通过物联网技术来对单片机电子系统进行合理的演示，本文主要研究了物联网技术在单片机教学改革中的应用，以此来证明物联网技术对单片机教学改革具有重要作用，并且还能够对学生的创新实践能力进行有效的培养。

物联网；单片机；教学改革

现如今是信息时代，随着计算机、互联网和移动通信网络的发展之后，物联网开始出现在人们的视野之中，物联网能够与互联网相结合形成一个巨大的网络，对各种各样的信息传感设备进行信息数据采集，将任何需要受到监控和连接的物体作为主体，一出现就得到了社会大众的重视，作为未来信息发展的主要方向列入到国家科学技术发展计划当中。物联网技术的应用不仅仅是在交通、安全和环境保护当中，更能够在文化教育当中得到有效的利用，最大限度的提高了人们的生活质量水平，对工作和学习也有较大的帮助。

1 单片机教学与物联网技术的特点分析

单片机原理和应用这类型的教学活动在相关专业的大学生中作为最重要的任务之一得到了院校教师的极大重视，作为专业的基础课教师需要让学生对单片机的工作原理进行了解，而在传统的单片机教学当中，将80C51系列的八位单片机作为主线开展实际的教学应用，为了给学生提供更为直观的应用学习，教师可以通过实验来培养学生的时间能力，利用传统单片机教学方式来掌握基础的编程方法，使用基本的接口基础，但还是无法满足实际需求构建单片机系统的需求，缺少一定的综合设计能力。

物与物之间以及人与物之间的信息交互是物联网中最为核心的部分，其基本特征主要体现在全面感知、传输和智能的处理方面。物联网具有三层构架：①感知层；②网络层；③引用层。其中最为关键的技术与单片机的应用有关，因此物联网技术的出现为单片机的教学创新创造了机会，不仅丰富了教学的题材和内容，还促进了单片机教学的实践方式的发展。将物联网技术与单片机教学相结合，不仅能够提高学生解决问题的能力，还能够提高自己的技术水平，为今后的物联网相关产业就业提供机会。

2 单片机教学的内容和方法的改革

2.1 课堂教学内容和课时安排

与传统的单片机教学不同，在教学中不仅将单片机指令系统的教学时间进行了压缩，还减少了单片机汇编程序设计教学的时间，38个学时中大部分时间都在讲述80C51单片机汇编指令的相关内容，并且对单片机循环和分支程序设计的方法进行了着重的讲解，将单片机中C语言程序设计和物联网基础知识教学内容增加到课堂教学内容当中，并且对单片机的常用接口设计内容进行重点突出，合理设计课堂教学内容，科学安排教学课时。但是在38课时当中，需要利用14学时来介绍接口芯片和传感器功能及使用方法，不能忽视其中的时钟接口、AD/DA接口和GPRS接口以及蓝牙接口等部分，教师需要提供大量的相关参考文献和案例让学生自主的学习掌握，与接下来的单片机课程设计有较大的联系。

2.2 基础实验内容和课时安排

一般在单片机的教学当中将基础实验分为10学时，将其插入到38学时的课堂教学当中，主要是为了帮助学生对80C51单片机的基础编程方法有效的掌握，并且能够使用80C51单片机内的各个片内接口。在开展试验的时候，需要将两个人划分为一组，利用80C51单片机实验箱来进行编程，编程可以采用汇编语言或是C语言来完成。例如教师可以将单片机的基础实验题目设定为：《简单I/O实验》、《简单外部中断实验》、《定时器实验》、《汽车尾灯模拟实验》和《双机串行通讯实验》五种，对整个80C51单片机基本接口的使用和程序设计内容进行了覆盖，教师根据课堂教学的内容让每个学生在上机之前就要将程序编写完全，将大部分的课堂时间利用在实验室当中，帮助学生对单片机的基本使用方法充分的了解，打下坚实的基础以深入后续的单片机课程设计当中。

2.3 安排课程设计阶段

在上述的基础阶段都完成之后就需要对课程设计阶段进行合理的安排，教师需要让学生自行选择分组和题目，利用相关的物联网基础之上完成80C51单片机为基础的课程设计作品，不占用过多的课堂教学实践。但是教师需要将项目责任制作为开展课程设计方案的基础，让3～4名学生组合完成每个设计作品，每个小组选出一个组长来负责整体的协调工作，并且需要将不同的任务划分到每个组员手中，最后对整体的实物作品进行科学的整合，以此来锻炼学生的团队合作能力，提高学生的团队精神。

一般在课程设计作品当中，都需要利用到80C51单片机的最小系统板，并且还可以根据每个小组不同的题目结合物联网的传感器或是GPRS通讯技术等，当教师确认每个小组的设计题目之后就可以开始实施，学生通过课余的时间查阅资料，将设计的题目确认完毕后亲自对作品的电路进行动手设计，然后展开芯片的焊接和导线的连接工作，最后再进行编写代码和一系列的调试工作。教师通过课程设计来考核学生在方案设计方面是否具有合理性和创新性，检验最后报告是否完整以及考察学生完成作品的演示效果等，最后进行数据分析检验其合理性。在课程设计的结尾需要通过分组答辩的形式为课程设计任务画下圆满的句号，将每位学生的综合表现作为实验成绩的评定标准。教师最终还要对课程设计进行总结，将设计中的不合理现象和不规范问题进行分析纠正，帮助学生规范自身的设计思路，改正操作中存在的问题，而后还要对优秀的作品进行选拔，给予学生信心让他们发挥自身的聪明才智参加到全国大学生物联网创新创业大赛当中，证明自己的能力。

3 结束语

在单片机教学当中充分的应用物联网技术能够对教学内容进行丰富，还能够在理论教学的基础上实现教学手段的创新，不仅能够提高学生的思维活跃度，还能够锻炼学生在资料查阅和设计软硬件等方面的能力，让学生意识到团队协作的重要性以及提高学生的人际交往能力，利用信息技术和物联网技术来为时代的发展贡献一份力量。

[1]薛燕红．物联网技术及应用[M]．北京：清华大学出版社，2012．

[2]吴功宜．智慧的物联网[M]．北京：机械工业出版社，2010．

[3]丁保华，张有忠，陈军，等．单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J]．实验技术与管理，2010，27（1）：117～119．

G642

A

1004-7344（2016）17-0037-01

2016-5-21