《无线传感器网络》课程教学大纲（本科）.docx

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1、无线传感器网络(Wireless Sensor Network)课程代码：05410125学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：26实验学时：6上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：数字电子技术A、电子技术课程设计A适用专业：电子信息工程教材：无线传感器网络技术导论.王汝传.北京:清华大学出版社.2012年.第一版一、课程性质与课程目标（一）课程性质本课程主要介绍无线传感网体系结构、通信协议和关键技术，以及无线传感网部署和数据处理 方法。通过该课程学习，使学生了解无线传感网络的体系结构、通信协议、命名与寻址、拓扑控制、 时间同步、能耗控制、数据处理等技术及应用模式；掌握常见无线传感网的

2、应用及部署。（二）课程目标课程目标1：培养学生能够学习和掌握无线传感器网络的基本原理和思想、开展历程、开展 趋势、核心内容、典型应用和应用热点。课程目标2：培养学生无线传感网络的基本认识、能够针对不同的应用需求设计相应无线传 感器网络的理论与基本的实践动手能力。课程目标3：培养学生对无线传感网络领域的进一步学习、研究的兴趣，培养学生严谨的治 学、研究、工作作风，为今后的再学习、研究或工作打下良好的基础。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本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-2、5-3o1 .毕业要求2-2:

3、具备对分解后的复杂电子信息工程问题进行表达和建模的能力。2 .毕业要求5-3能够恰当使用现代工程工具，对复杂电子信息工程问题进行预测与模拟仿 真，观察并分析结果。课程目标 毕业要求瀛课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求2-2毕业要求5-3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”。二、课程内容与教学要求第一章 无线传感器网络概述（一）教学内容：无线传感器网络的开展历程、无线传感器网络的基本结构、无线传感器网络的关键性能指标、 无线传感器网络的关键技术、无线传感器网络的应用范围。（二）教学要求：1 .了解无线传感器网络开展历程2 .理解无线传感器网络基本体系结构

4、。3 .熟悉无线传感器网络的关键性能指标和关键技术。（三）重点与难点1 .重点无线传感器网络基本结构；无线传感器网络的关键性能指标和关键技术。2 .难点无线传感器网络的关键技术。第二章无线传感器网络关键技术（一）教学内容：无线传感器网络的关键技术。（二）教学要求：1 .了解无线传感器网络的物理层信道接入技术。2 .理解无线传感器网络的路由技术。3 .掌握无线传感器网络的拓扑控制技术。4 .理解无线传感器网络的覆盖技术。5 .理解无线传感器网络的数据融合技术。6 .掌握无线传感器网络的定位技术。7 .掌握无线传感器网络的时间同步技术。8,了解 IEEE802. 15.4 标准。（三）重点与难点1

5、 .重点无线传感器网络的路由技术、拓扑控制技术、覆盖技术、数据融合技术、定位技术及时间同步技术。2 .难点无线传感器网络的定位技术及同步技术。第三章无线传感器网络操作系统（一）教学内容：操作系统的设计难点，操作系统的设计目标以及热点技术介绍。（二）教学要求：1 .理解无线传感器网络操作系统的设计难点和设计目标。2 . 了解TinyOS简介以及TinyOS的安装。（三）重点与难点1 .重点无线传感器网络操作系统的设计难点和设计目标。2 .难点无线传感器网络操作系统的设计方法。第四章无线传感器网络数据管理技术（一）教学内容：无线传感器网络数据管理关键技术、数据存储、查询、压缩和融合技术。（二）教学

6、要求：1 .理解数据为中心的无线传感器网络数据库。2 . 了解无线传感器网络数据管理系统的特殊性及设计目标。3 .掌握无线传感器网络数据管理的关键技术。4 .理解无线传感器网络数据存储结构。5 .掌握数据查询、压缩处理技术。（三）重点与难点1 .重点无线传感器网络数据管理技术；无线传感器网络数据存储结构。2 .难点数据为中心的无线传感器网络数据库；数据查询、压缩处理技术。第五章 无线传感器网络中间件技术（一）教学内容：无线传感器网络中间件概述、中间件的复杂性问题及典型的中间件。（二）教学要求：1 .无线传感器网络中间件概述。2 .无线传感器网络中间件的复杂性问题。3 .典型的无线传感器网络中间

7、件。（三）重点与难点L重点无线传感器网络中间件的复杂性问题。4 .难点无线传感器网络中间件的复杂性问题。第六章无线传感器网络平安（一）教学内容：常见无线传感器网络平安问题概述、密码学理论、平安防护技术及平安趋势。（二）教学要求：1 .认识无线传感器网络平安需求和平安框架。2 .理解无线传感器网络中的密码学理论。3 ,了解无线传感器网络平安的防护技术及平安趋势。（三）重点与难点1 .重点无线传感器网络的密码学理论。2 .难点无线传感器网络平安的防护技术及平安趋势。第七章无线传感器网络接入技术（一）教学内容：基于无线传感器网络的多网融合系统结构、接入技术比拟、网关硬件设计和数据传输方式。（二）教学

8、要求：1 .了解基于无线传感器网络的多网融合的系统结构。2 .理解基于无线传感器网络的多网融合的接入技术比拟。3 .理解基于无线传感器网络的多网融合的网关硬件设计。4 .了解基于无线传感器网络的多网融合的数据传输方式。（三）重点与难点1 .重点基于无线传感器网络的多网融合的网关硬件设计和数据传输方式。2 .难点基于无线传感器网络的多网融合的接入技术比拟。第八章无线多媒体传感器网络（一）教学内容：无线多媒体网络的体系结构、覆盖优化、视频编码、视频传输。（二）教学要求：L 了解无线多媒体网络的体系结构。2.理解无线多媒体网络的覆盖优化方法。3掌握无线多媒体网络的视频编码方法和视频传输协议。（三）重

9、点与难点1 .重点无线多媒体网络的视频编码方法和视频传输协议。2 .难点无线多媒体网络的视频编码方法和视频传输协议。第九章 无线传感器网络的应用（一）教学内容：基于无线传感器网络的医疗健康护理系统、基于无线传感器网络的智能家居系统和基于无线传 感器网络的智能交通系统。（二）教学要求：1 .了解基于无线传感器网络的智能家居物联网系统的设计。2 .了解用于智能交通系统的无线传感器网络系统。（三）重点与难点1 .重点无线传感器网络的智能家居物联网系统的设计。2 .难点无线传感器网络的智能家居物联网系统的设计。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

10、目标1定时器和串口通信2验证性必做课程目标22CC2420启动和SPI初始化2验证性必做课程目标33接收和地址译码实验2验证性必做课程目标2注：L “类型”填验证性、综合性、设计性等;“要求”填必做、选做。实验L定时器和串口通信1 .实验目的及要求了解定时器和串口通信的基本工作原理。2 .实验主要内容通过本实验，理解定时器和串口通信的基本原理和基本编程使用。3 .重难点定时器和串口通信编程使用。实验2： CC2420启动和SPI初始化4 .实验目的及要求熟悉CC2420的基本工作原理和SPI初始化方法。5 .实验主要内容通过本实验学会能编程实现CC2420启动和SPI初始化。6 .重难点编程实

11、现CC2420启动和SPI初始化。实验3：接收和地址译码实验1 .实验目的及要求理解接收和地址译码的基本原理。2 .实验主要内容通过本实验能实现接收和地址译码的工程实现。3 .重难点接收和地址译码的编程设计。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章无线传感 器网络概述22讲授、演示、讨论、自学课程目标1第2章无线传感 器网络关键技术268讲授、案例、自学、实验课程目标1、2第3章无线传感 器网络操作系统44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2第4章无线传感 器网络数据管理 技术44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、

12、2第5章无线传感 器网络中间件技 术44讲授、案例、自学、实验课程目标2、3第6章无线传感 器网络平安22讲授、演示、讨论、自学课程目标2、3第7章无线传感 器网络接入技术44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2、3第8章无线多媒 体传感器网络22讲授、案例、自学、实验课程目标 1、2、3第9章无线传感 器网络的应用22讲授、演示、讨论、自学课程目标1、3合计26632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

13、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

14、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1 .无线传感器网络原理及应用，唐宏等编，人民邮电出版社，2010,第一版。2 .无线传感器网络技术，李晓维等编，北京理工大学出版社，2007,第一版。3 .无线传感器网络技术，彭力等编，冶金工业出版社，2010,第一版。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

15、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