课程大纲(开场Demo版)| 2026春季学期
授课教师:李茂奎老师 | 修订日期:2026-04-10
原基础课模式:先讲原理(寄存器/架构/协议)→ 学生感受:"这跟AI有什么关系?"
改进方案:每节基础课以"开场Demo"激发兴趣,让学生带着问题来听课
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 每节基础课 90 分钟结构 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 开场Demo (10min) → 原理讲解 (40min) → 实验操作 (40min) │ │ "这东西能做什么?" "我来教你怎么做到" "你们来试试" │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
开场Demo的核心原则:
内容:播放视频:智能音箱对话/波士顿动力机器人/小米智能家居
物料:投影仪 + 音箱
引导语:"这学期结束,你们也能做出类似的项目"
| 环节 | 时长 | 内容 |
|---|---|---|
| 开场Demo | 10min | 展示智能设备(智能音箱对话/机器人视频) |
| 课程介绍 | 15min | 教学安排、考核方式、团队分组 |
| 原理讲解 | 35min | 单片机发展历程、四次工业革命 |
| 实验操作 | 30min | 开发环境搭建(Arduino IDE) |
本周引出的问题:
内容:现场演示:ESP32-S3播放《生日快乐》,LED随音乐节拍闪烁
物料:ESP32-S3开发板、LED灯、功放
引导语:"这个小芯片能听音乐、能控制灯光——这就是我们今天要学的"
本周引出的问题:
Part 1 重点:ESP32芯片架构与特点、GPIO原理
Part 2 重点:GPIO操作、实验:GPIO控制LED
内容:播放视频:Arduino循迹小车自动走迷宫
物料:投影仪
引导语:"这辆车是怎么看到黑线的?今天学完语法,你们也能做"
本周引出的问题:
重点内容:setup()和loop()、变量、条件判断、循环、实验:SOS求救信号灯
内容:现场演示:DHT11温湿度传感器 → ESP32 → 手机APP显示
物料:ESP32、DHT11模块、数据线
引导语:"传感器数据怎么传到手机的?学完今天的内容,你们也能做"
本周引出的问题:
Part 1 重点:UART串口原理、Serial.begin()
Part 2 重点:I2C协议、Wire库、DHT11传感器、实验:I2C传感器数据采集
内容:现场演示:手机APP发送指令 → ESP32开/关灯
物料:ESP32、LED、手机(热点)
引导语:"怎么用手机控制设备?今天学完WiFi,你们也能做"
本周引出的问题:
重点内容:SPI协议、WiFi连接原理、WiFi库、实验:WiFi连接与数据传输
内容:现场演示:老师喊"开灯" → ESP32的LED亮;喊"关灯" → LED灭
物料:ESP32-S3、MAX9814麦克风模块、LED
引导语:"这是你们这学期要学的核心技能——让设备能听懂你的话"
本周引出的问题:
Part 1 重点:音频信号采集、I2S协议、麦克风模块
Part 2 重点:语音唤醒原理、Edge Impulse、实验:语音唤醒功能实现
内容:现场演示:ESP32-CAM连接显示器,实时显示画面并框出人脸
物料:ESP32-CAM、显示器、数据线
引导语:"让摄像头看到人、认出人——这就是今天要学的内容"
本周引出的问题:
重点内容:OV2640摄像头模块、I2C接口配置、图像格式、实验:ESP32-CAM图像采集
内容:现场演示:在纸上写数字 → ESP32摄像头拍摄 → 显示识别结果
物料:ESP32-CAM、纸笔
引导语:"让机器'看懂'图像——这就是CNN的作用"
本周引出的问题:
Part 1 重点:CNN原理、LeNet-5结构、模型训练流程
Part 2 重点:TFLite Micro、ESP-NN优化、模型量化、实验:图像分类模型部署
内容:现场演示:老师走到摄像头前 → 屏幕显示"Welcome" → 继电器吸合(模拟开门)
物料:ESP32-CAM、显示屏、继电器模块
引导语:"这就是你们未来的项目方向——把所有的技术整合起来"
本周引出的问题:
Part 1 重点:人脸检测vs识别、Haar级联、MTCNN、ESP-EYE
Part 2 重点:MQTT协议、Pub/Sub模型、实验:人脸识别门禁系统
🎯 里程碑:4月24日 - 项目方案截止
每周项目课展示3个优秀嵌入式AI项目案例,激发学生灵感,明确项目方向
| 周次 | 案例名称 | 技术亮点 |
|---|---|---|
| 第10周 | 智能宿舍门锁 | 人脸识别 + RFID + 远程报警 |
| 第11周 | 智能语音助手 | 离线语音控制 + OLED显示 |
| 第12周 | 跌倒检测系统 | 姿态识别 + GPS + 短信报警 |
| 第13周 | 智能温室大棚 | 多传感器 + 自动灌溉 + 云监控 |
| 第14周 | 手语翻译手套 | 姿态传感器 + BLE + 手机APP |
| 第15周 | 智能导盲杖 | 超声波测距 + 振动提醒 + GPS |
| 第16周 | 优秀项目展示 | 往届学生作品 + 经验分享 |
| 时间 | 里程碑 | 内容 |
|---|---|---|
| 3月20日 | 组队完成 | 3人一组,自由组合 |
| 4月24日 | 方案截止 | 技术方案 + 进度规划 |
| 5月22日 | 中期汇报 | 进度 + 问题 + 方案 |
| 6月19日 | 材料提交 | 论文 + PPT + 代码 + 视频 |
| 6月27日 | 课程答辩 | 专家团评审 |
| 周次 | Demo名称 | 所需物料 | 准备时间 |
|---|---|---|---|
| 第1周 | 智能设备视频 | 投影仪 + 音箱 | 5min |
| 第2周 | ESP32音乐灯光秀 | ESP32-S3、LED、功放 | 10min |
| 第3周 | 循迹小车视频 | 投影仪 | 5min |
| 第4周 | 传感器上云 | ESP32、DHT11、手机 | 15min |
| 第5周 | 手机遥控灯 | ESP32、LED、手机热点 | 15min |
| 第6周 | 语音控制灯 🌟 | ESP32-S3、MAX9814、LED | 20min |
| 第7周 | AI摄像头 | ESP32-CAM、显示屏 | 15min |
| 第8周 | 手写数字识别 | ESP32-CAM、纸笔 | 15min |
| 第9周 | AI人脸门锁 🌟 | ESP32-CAM、显示屏、继电器 | 20min |
💡 建议:每周提前一天准备好Demo物料,确保上课当天演示顺利
每节基础课课件必须包含以下模块: