《物联网概述》课程教学大纲（本科）.docx

物联网概述Overview of the Internet of things课程代码：05410189学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：课程实践学时：）先修课程：数字电路技术基础、物联网通信技术、无线通信基础适用专业：自动化教材：（物联网技术及应用、徐颖秦、机械工业出版社、2012年第一版）一、课程性质与课程目标（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程的是应用电子技术专业的一门专业技能选修课。物联网技术旨在帮助学生对物联网有一 个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智 能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的 学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息 平安与隐私保护的学习，掌握管理服务层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系 统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。在这个 过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识，提高自身对不断变化的物联网的适应能力。.（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）课程目标1：通过RFID实验箱，掌握低频、高频、超高频和2. 4G有源RFID读写器、原 理机、标签的原理及应用。课程目标2：掌握低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE、IPv6等多种无线传感网络。课程目标3：通过无线自组织网络路由、物联网管理:调试与诊断、认知无线电、移动计算中的 群智感知，了解物联网前沿技术和应用。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专一业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1Tm-n1 .毕业要求3-2:能够针对特定需求设计硬件系统和软件程序，并能验证其正确性。2.毕业要求4-1：能够对自动化工程相关的各类物理现象、特性进行分析、实验验证，能 够正确操作实验装置。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求3-2VVV毕业要求4-17V注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、L-o二、课程内容与教学要求（按章撰写）第1章物联网概述教学内容：物联网的起源与开展、核心技术、主要特点、开展趋势、应用前景。教学要求：掌握物联网的开展背景、定义、特征、平安等概念，以及物联网的4层体系结构和功能划分, 对物联网有一个全局的认识，激发出探索物联网世界的兴趣。第2章感知与识别技术教学内容：自动识别技术，包含光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形 码技术、射频识别技术；RFID的历史和现状；RFID技术分析，包含阅读器、天线、标签、频率；RFID 和物联网。教学要求：认识让物品“开口说话，发布信息”是物联网最独特的局部。掌握各类位于感知识别层的信息生成设备，重点掌握RFID的体系架构、工作原理、标准和它在各行各业中的广泛应用。第3章无线传感网技术第3章无线传感技术教学内容：传感器技术的开展历史；硬件平台，包含传感器、微处理器、通信芯片、供能装置；传感器 的操作系统，包含TinyOS、Contiki OS；传感器网络组网技术，包含选路指标ETX、路由协议CTP、 数据分发协议、路由协议的新挑战；无线传感网的应用，如军事监测系统、煤矿监测系统、医疗监 控系统。教学要求：继续学习感知层技术。掌握传感器的基本概念以及开展历史、传感器的结构、分类、特点、 一般特性；了解传感器硬件平台和操作系统；掌握无线传感网络的体系结构、主要特征、关键技术 和现状挑战。第4章通信与网络技术教学内容：基于位置的服务；定位系统中的GPS卫星定位系统、蜂窝基站定位、室内精确定位、WiFi基站 定位；定位技术中基于距离的定位、基于距离差的定位、基于信号特征的定位；物联网环境下定位 技术的新挑战和开展前景。教学要求：掌握各种成熟的定位系统和新兴的A-GPS、无线AP定位系统；掌握基于各种定位条件的定位技 术；明确物联网环境下的定位技术的新挑战和开展前景。第5章智能处理技术第5章智能处理技术教学内容：手持移动设备，从PDA到智能手机、智能手机与物联网；其他智能设备，如车载设备、数字标 牌、医疗设备、智能电视；智能设备运行平台、情境感知、任务迁移、智能协作、多通道交互；智 能设备开展趋势。教学要求：掌握各类传统和现代移动设备的产生背景、功能、特点、应用。特别是智能手机的历史、特点、 结构，其中的操作系统和硬件系统、基本功能、技术要求、应用领域、开展前景，以及智能手机在 物联网中的作用、地位第6章物联网应用系统设计教学内容：无线网络简介，包含基本组成元素、无线网络的类别、无线宽带网络的难点；WiFi:无线局域网, 包含IEEE 802. 11协议开展简史、IEEE 802. 11架构、IEEE 802. 11介质访问控制协议；WiMAX: 无线城域网，包含WiMAX概述及架构、WiMAX介质访问控制原理简介、无线物联世界。教学要求：掌握与物联网相关的无线网络的基本概念；无线局域网、IEEE 802. 11协议相关知识；无线城 域网、WiMAX的相关知识。第7章物联网的典型应用教学内容：低速网络协议概述；红外线通信；蓝牙；802.15. 4/ZigBee；体域网，包含物理层、网络架构传 感器、体域网应用；容迟网络，包含网络体系结构、DTN网络应用。教学要求：理解物联网对低速网络的需求，了解红外线通信、蓝牙通信技术；掌握802.15. 4/ZigBee网路 体系结构和相关协议；掌握其组网与网络互联。三、本课程开设的实验工程（如课程不含实验，该项可不填）编号实验工程名称学时类型要求支撑的课程目标1应答ACK帧及无线信道监听实验2综合必做课程目标1、2、32射频休眠实验2综合必做课程目标1、2、3注：L “类型”填验证性、综合性、设计性等；2. “要求”填必做、选做。实验1:物联网技术的应用实验目标：（1）掌握物联网中数据库系统技术和海量信息存储技术，了解物联网中的搜索引擎技术；（2）掌握数据挖掘技术在物联网的智能决策应用，了解云计算的基本概念和特点；（3）掌握云计算工作原理、体系结构、服务层次和关键技术。实验要求：（1）了解物联网常用的身份识别技术，掌握物联网中的密钥管理技术和密钥管理系统和密钥产生技术；(2) 了解信息隐藏技术的基本知识，掌握信息隐藏技术的基本原理；(3) 了解RFID的平安现状，掌握RFID的平安和隐私保护机制；掌握物联网中位置信息技术和 位置信息保护机制。四、学时分配及教学方法章(按序填写)教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计第1章物联 网概述22讲授、讨论、比照、自学课程目标1第2章感知与识别技术44讲授、讨论、比照、自学课程目标1、2第3章无线传感技术44讲授、讨论、比照、自学课程目标2第4章通信 与网络技术44讲授、自学课程目标2、3第5章智能处理技术66讲授、自学课程目标1、2、3第6章物联 网应用系统 设计448讲授、案例、自学、实验课程目标1、2、3第7章物联 网的典型应用44讲授、自学课程目标1、2、3合计28432注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2 .主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法(基于问题、工程、案例 等教学方法)等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课前提问课前问答，主要考核学生对每节课知识点的复习、 理解和掌握度，计算全部作业的平均成绩再按15% 计入总成绩；可让学生查阅资料，了解本课程相 关技术开展情况，自主学习并完成。15%问答情况实验完成2个实验，主要训练学生应用所学知识构建 实验系统，并进行实验的能力，最后按15%计入 课程总成绩。15%评分细那么见附录1期末考试试卷题型包括填空题、选择题、判断改错题、简 答题、分析题和计算题6大类，以卷面成绩的70% 计入课程总成绩。其中考核继电保护原理及应用 基础知识及应用能力的题占90%；考核能针对个 人或职业开展的需求，采用合适的方法，自主学 习，适应开展占比10%。70%期末考试 采用闭卷 笔试。注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。3 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、工程设计和作品等。4 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。5 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1物联网技术与应用导论，暴建民，人民邮电出版社，2011年2物联网技术及应用，薛燕红,清华大学出版社，2012年七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1 .主要采用多媒体教学手段，主要知识点板书与多媒体相结合，多种教学手段综合运用。2 .课前进行提问，以评价学生对所学内容的理解和应用情况。建议利用网络教学平台自学相关 内容。附录1:实验考核方式及评分细那么本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验 报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。实验成绩中出勤、预习占 10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细那么对应的毕业 要求指标点出勤、预 习10%出勤状况， 预习评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备（占 5%）；能够预习，并理解实验原理及目的（占5%）o4-3实验过程 60%实验中的表现60按照预设方案操作实验设备、仪表，正确完成实 验（占25%）；实验结果的准确性（占20%）；利 用所学知识分析解决问题的能力（占15%）o各 个实验在总分中所占权重系数以课时数为标准。4-3实验报告 30%实验报告评价30主要考察学生对实验结果进行分析和实验数据 进行处理的能力。要求报告字迹工整、格式规范 （占10%）；数据准确（占10%）；并按要求完成 相应思考题（10%）。4-3