4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对物联网领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

指标点 4.1 能够基于

科学原理或专业理论，根据对象特征，通过文献研究或相关方法，调研和分析物联网领域复杂工程问题的研究方

案，选择研究路线。

目标 1

嵌入式系统框架，中断，定时器，通信与外设控制和设

计

机试实验

5. 使用现代工具：能够针对物联网领域复杂工程问题，

指标点 5.1 掌握物联网系统设计、开发与测试

常见 RTOS 操

开发、选择与使用恰当的技

中常用的现代仪器，信

作 系 统 的 框

术、资源、现代工程工具和

架，线程管理

机试

信息技术工具，包括对物联

息技术工具、工程工具

目标 2

以 及 同 步 通

实验

网领域复杂工程问题的预测

与模拟，并能够理解其局限

和仿真软件的使用原理

和方法，并理解其局限

信，以及应用

性。

性。

的设计与开发

1

嵌 入式 系统概述

嵌入式系统概念，嵌入式系统应用领域，嵌入式系统发展历

史及趋势

理解嵌入式系统相关概念；了解嵌入式系统应用领域和发展历史；不断学习跟踪嵌入式

系统发展趋势。

2

讲授

目标 1

自 主学习

2

嵌 入式 系统 硬件 和

基于 STM32 微控制器的嵌入

了解STM32 微控制特性及 功 能 ； 掌 握 基 于

6

讲授

目标 1

自 主学习

软件基础

式系统硬件设计基础，嵌入式 C 语言基础， GPIO 概念及用途，GPIO 内部电路结构及工作模式， GPIO

应用设计实例

STM32 微控制的嵌入式系统硬件设计方法；，理解GPIO 概念及用途；掌握 GPIO 内部电路结构及工作模式； 掌握 GPIO 应用步骤，熟练应用GPIO 实现开关控制。

3

中 断基 本概念

STM32 外部中断系统（EXTI）应用设计实例

理解中断概念； 掌握 STM32 外部中断系统；掌握 EXTI 应用步骤，熟练应用 EXTI 实现开关

信号检测。

4

讲授

目标 1

自 主学习

4

通 用定 时器

定时器概念， STM32 定时器系统，TIM 应用设计实例

了解定时器概念；掌握 STM32 定时器系统，包括内部电路结构、时基单元、捕获比较单元等；掌握 TIM 应用步骤，熟练应用 TIM 实现开关定时检测及开关

控制。

4

讲授

目标 1

自 主学习

5

通 用同 步异步通信

通信基本概念， STM32 串口系统，USART 应用设计实例

了解通信基本概念；掌握STM32 串口内部电路结构；掌握 USART 应用步骤，熟练应用 USART实现开关信号远程监

控。

4

讲授

目标 1

自 主学习

6

RTOS 操作系统基础

FreeRTOS 操作系统架构， 内核，运行及调试

了解 RTT 操作系统架构；理解 RTT 内核，掌握RTT 自动初始化机制及启动流程；掌握 RTT

调试方法。

2

讲授

目标 2

自 主学习

7

RTOS 线程管理

线程基本概念，线程工作机制线程应用方法，线程应用设计

实例

理解线程概念；掌握线程工作机制；掌握线程应用步骤，熟练应用多线程实现多任务操作。

2

讲授

目标 2

自 主学习

8

RTOS 线程间通信

线程间同步的概念，信号量，互斥量， 事件集，线程间同步

应用设计实例

了解线程间同步的概念；掌握信号量、互斥量和事件集工作机制；掌握线程间同步应用步骤， 熟练应用信号量、事件集实现多线程同步控制。

4

讲授

目标 2

自 主学习

9

RT-Thread设备驱动、组 件及 软件包

IO 设备模型，P IN 设备，传感器设备， 组件和软组件和软

件包

理解 IO 设备模型；掌握 PIN 设备、传感器设备和软件包的应用步骤，熟练应用组件和软件包实现开关信号、模拟信号及数字信号采集传输。

4

讲授

目标 2

自 主学习

10

实验 1

状态指示灯设计

完成状态指示灯灯设计。

2

讲授

示范实验

目标 1

11

实验 2

开关量监测

利用 STM32 的外部中断（EXTI）实现开关量实时监测。

2

讲授示范实验

目标 1

12

实验 3

屏幕显示

使用SPI 串口实现屏幕显示

2

讲授示范

实验

目标 1

13

实验 4

俄罗斯方块

定时器中断刷新屏幕，

队列处理按键消息，实现俄罗斯方块游戏

2

讲授实验

目标 1

14

实验 5

开关量远程监控

利用 USART 实现串口通信，结合前面实验，实现开关量远程监控。

2

讲授示范

实验

目标 2

15

实验 6

多线程开关量监测

利用多线程实现多个开关量监测。

2

讲授

示范实验

目标 2

16

实验 7

开关量监测及开关控制

利用事件集实现开关信号监测任务与开关

控制任务的同步。

2

讲授示范

实验

目标 2

17

实验 8

远程操控俄罗斯方块

同时支持远程与本地的俄罗斯方块游戏

2

讲授实验

目标 2

目标 1：了解嵌入

嵌入式系统框架，

( ��1 × 24% + 40%

��1

50 × 20%)

%

44

式系统基本概念、

中断，定时器，通

发展历史及趋势、

信与外设控制和

24%

40%

T1

机试

应用领域等；掌握

设计

STM32 系列微控制器的 GPIO(通用输入输出)、EX TI(中断)、TIM(定时器)、USART（通用同步异步通信）等基本外设工作原理及其应用；掌握 STM32 中断，定时器以及通信的操作；掌握基于 STM32 系列微控制器的嵌入式系统硬件及软件设计, 能够根据数学、自然科学和嵌入式系统的基本原理，并结合文献研究，对复杂工程问题进行综合分析，并获得有效结

论。

实验

20%

50%

A1

目标 2：理解 RTO S 的线程管理、线程间同步及通信、设备管理等基本功能的原理；掌握基于常见的RTOS的嵌入式系统软件开发步骤；能够熟练运用 STM32

微控制器基本外

RTOS 操作系统的框架，线程管理以及同步通信，以及应用的设计与开发

机试

36%

60%

T2

( ��2 × 36% + 60%

��2 × 20%)

50%

56

实验

20%

50%

A2

设及FreeRTOS 和 RT-Thread 操作系统设计开发从简单到复杂的嵌入式测控系统（包括软件和硬件），掌握物联网系统设计、开发与测试中常用的现代仪器，信息技术工具、工程工具和仿真软件的使用原理和方法，并理解其局

限性。

总评成绩（100%）=实验（40%）+机试（60%）

100%

——

——

考查点

实验内容

实验报告

总评分占比

50%

50%

评分标准

100%

至

90%

能够很好的基于科学原理或专业理论，根据对象特征，熟练的通过文献研究或相关方法，详细调研和仔细分析物联网领域复杂工程问题的研究方案，选择合

适且周详的研究路线。

有极强的系统设计，开发与应用能力，能够灵活的应用嵌入式实时系统中的开发框架，熟练使用测试工具以及仿真软件进行模拟，以及能够正确的在开发板上

实践。

89.

9%

至

80%

能够较好的基于科学原理或专业理论，根据对象特征，有目的性通过文献研究或相关方法，针对性调研和仔细分析物联网领域复杂工程问题的研究方案，选

择合适的研究路线。

有不错的系统设计，开发与应用能力，能够熟练的应用嵌入式实时系统中的开发框架，正确使用测试工具以及仿真软件进行模拟，以及能够独立的在开发板上

实践。

79.9

至

70%

能够基于科学原理或专业理论，根据对象特征，通过文献研究或相关方法，调研和仔细分析物联网领域复杂工程问题的研究方案，选择研究路线。

有较好的系统设计，开发与应用能力，能够使用嵌入式实时系统中的开发框架，能按照要求使用测试工具以及仿真软件进行模拟，以及能按照要求在开发板上

实践。

69.

9%

能够基于简单科学原理或专业理论，根据部分对象特征，通过文献研究或相关

有基本的系统设计，开发与应用能力，能够使用简单的嵌入式实时系统中的开发

考查点

实验内容

实验报告

总评分占比

50%

50%

至

60%

方法，简略调研和仔细分析物联网领域复杂工程问题的研究方案，选择满足基

本要求的研究路线。

框架，能在指导下使用测试工具以及仿真软件进行模拟，以及在开发板上实践。

59.

9%至

0

无法基于科学原理或专业理论，或是根据部分对象特征，通过文献研究或相关方法，进行基本的调研和仔细分析物联网领域复杂工程问题的研究方案，无法

提出满足基本要求的研究路线。

无法设计和开发简单的嵌入式系统应用，不能使用基本的开发框架，无法使用仿真软件模拟，或是将程序部署在开发板上。