《物联网导论》课程实施大纲.docx

《《物联网导论》课程实施大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《物联网导论》课程实施大纲.docx（49页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、DSP技术课程实施大纲1 .教学理念11.1 关注学生的发展11.2 关注教学的有效性11.3 关注教学的策略1.课程介绍I1.4 课程的性质11.5 课程在学科专业结构中的地位、作用21.6 课程的历史与文化传统21.7 课程的前沿及发展趋势21.8 课程与经济社会发展的关系21.9 学习本课程的必要性2.课程负责教师31.10 教师的职称、学历错误!未定义书签。1.11 教育背景错误!未定义书签。1.12 研究兴趣（方向）错误!未定义书签。2 .先修与后续课程3.课程目标33 .课程内容33.1 课程教学内容33.2 课程重点、难点及处理方法5.课程实施63.3 教学单元一73.4 教学单

2、元二93.5 教学单元三113.6 教学单元四133.7 教学单元五153.8 教学单元六173.9 教学单元七193.10 教学单元八223.11 教学单元九253.12 教学单元十273.13 教学单元H-293.14 教学单元十二323.15 教学单元十三343.16 教学单元十四38.课程要求413.17 学生自学的要求413.18 课外阅读的要求413.19 课堂讨论的要求413.20 课程实践的要求42.课程考核42 和应用前景进行介绍。7.1.5 作业安排及课后反思 习题：1-1、1-2、1-4。7.1.6 参考资料物联网导论第1章绪论7.2.1 教学日期2017年4月27日教学

3、目标掌握物联网的网络架构；理解开放式、闭环式、融合式物联网的形态结构:了解物联网的技术体系组成部分；理解物联网的知识结构架构；了解物联网的关键资源；教学内容（含重点、难点） 应用层包括应用支持子层和各种物联网应用。应用支持子层为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此 为基础实现物联网在众多领域的各种应用。 网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网, 网络层可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络。 感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通 过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。2.2 物联网的形态

4、结构 开环式物联网结构 闭环式物联网结构 融合式物联网结构2.3 物联网的技术体系物联网技术涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入 式系统、微机电等多个技术领域。2.4 物联网的知识体系信息技术由四大部分组成，即信息获取、信息传输、信息处理与信息应 用或信息利用，这四部分实际上组成了如图的一个完整信息链。检测技术的 重点是在信息的获得，通信技术的重点是在信息的传输，计算机技术的重点 是在信息的处理，自动化技术的重点则在信息的应用。2.5 物联网的产业体系2.6 物联网的资源体系物联网发展中的关键资源主要包括标识资源和频谱资源。2.7 物联网的参考体系架构发展趋势规模化、协同化和智

5、能化7.2.4 教学过程及方法先结合数字信号处理的运算特点概述DSP芯片的内部架构设计，对DSP内部 工作的一些重要概念进行介绍，然后结合具体汇编程序语句介绍DSP芯片内的重 要处理单元和程序跳转控制，最后对DSP内部的通用寄存器和控制寄存器的构成 和使用特点进行简单地介绍说明，为后续章节的讲解做铺垫。7.2.5 作业安排及课后反思习题：2-1、2-2、2-3、2-47.2.6 参考资料物联网导论第2章物联网体系结构7.3教学单元三教学日期2017年5月2日教学目标掌握一维条形码、二维条形码的结构特点及识读原理，理解EAN、PDF417 条形码编码方法，了解二维码的优点；掌握射频识别的基本原理

6、与系统组成；了解机器视觉系统和生物识别技术；教学内容（含重点、难点）3.1 自动识别技术概述信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，是一种高度自动化 的信息或者数据采集技术。3.2 条形码技术一维条形码（BarCode）：由一组按一定编码规则排列的条、空符号组成的编 码符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。条形码符号的构成条形码的分类条形码的编码方法：一维条码主要有EAN和UPC两种。条形码识读原理二维码（Bar-code）：某种特定的儿何图形按一定规律在平面（二维方向） 分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，具有一定的校验功能，同时还 具有对不同行的信息自动识别功能、及

7、处理图形旋转变化等特点。二维码分类二维码-基本原理加密二维码优点3.3 射频识别技术射频识别技术的基本原理是电磁理论，即利用无线电波对记录媒体进行 读写。射频识别（RFID）技术的优点射频识别系统的主要技术：工作频率选择、天线设计、防冲突技术和安全与隐私保护等方面射频识别技术的分类射频识别技术标准EPC规范，EPC信息网络管理系统，EPC编码体系射频识别的应用3.4 机器视觉识别技术机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统的典型结构机器视觉识别技术的应用3.5 生物识别技术利用生物特征或行为特征对个人进行身份识别，利用生物识别技术进行 身份认定，安全、可靠、准确。7.3.4 教学

8、过程及方法通过应用实例讲解条码和二维码技术细节，通过框图和示意图讲解RFTD技 术的基本工作原理。7.3.5 作业安排及课后反思习题：37、3-2、3-37.3.6 参考资料物联网导论第3章自动识别技术1.1.1 教学日期2017年5月4日教学目标了解常用的电子标签的基本工作原理和特点；熟悉Mi fare one S50卡的数据存储机制；教学内容（含重点、难点）含有芯片的电子标签含有芯片的电子标签是以集成电路芯片为基础的电子数据载体，这也是目前 使用最多的电子标签。含有芯片的电子标签基本由天线、模拟前端（射频前端） 和控制电路三部分组成。模拟前端（射频前端）电路主要有电感耦合和微波电磁反向散射

9、两种工作方 式。控制部分的电路基本分为两类，一类是具有存储功能、但不含微处理器的电 子标签；一类是含有微处理器的电子标签。具有存储功能的电子标签数据存储器采用ROM、EEPROM或FRAM等，用于存储不变的数据。数 据存储器经过芯片内部的地址和数据总线，与地址和安全逻辑电路相连。这种电子标签没有微处理器，地址和安全逻辑是数据载体的心脏，通过状态 机对所有的过程和状态进行有关的控制。非接触式IC卡芯片介绍MIFARE技术MIFARE 卡的技术参数：Mifareone IC S50. Mifare one IC S70含有微处理器的电子标签MIFARE （r） PRO智能卡方案教学过程及方法主要通

10、过图例辅助方式进行讲解，首先介绍常用的电子标签的特点和机理， 然后重点讨论Mifare one S50卡的构造和工作过程。1.1.2 作业安排及课后反思习题：分析S50卡的数据保护机制；参考资料物联网射频识别（RFID）核心技术教程 第11章 电子标签的体系结构7.5 教学单元五教学日期2017年5月23日教学目标掌握读写器的硬件构成和软件工作机理；熟悉MF RC522构建的读写器的工作机理。7.5.1 教学内容（含重点、难点）读写器在RFID应用系统中的作用：在RFID应用系统中，要从一个电子标签中读出数据或者向一个电子标签中 写入数据，需要非接触式的读写器作为接口。读写器与电子标签的所有动

11、作均由 应用软件控制，对一个电子标签的读写操作是严格按照“主-从”原则进行的。读写器的组成与设计要求读写器的软件读写器的硬件：天线、射频模块、控制模块、和接口组成。MF RC522芯片的特性基于MF RC522芯片的读写器对MF RC522绝大多数的控制是通过读写MF RC522的寄存器来实现的。7.5.2 教学过程及方法通过相关图例和实际例程讲述读写器的构成和MF RC522芯片的工作机理。7.5.3 作业安排及课后反思习题：给出RC522芯片的读卡流程。7.5.4 参考资料物联网射频识别（RFID）核心技术教程 第12章读写器的体系结构7.6 教学单元六教学日期2017年5月25日教学目标

12、理解传感器的静态特性、动态特性；了解电阻、电容以及电感传感器的基本工作原理掌握智能终端的三大特点；教学内容（含重点、难点）4.1 传感器4.1.1 概述传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息, 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处 理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器节点是无线传感器网络的基本功能单元。传感器节点可采用自组织方 式进行组网，利用无线（有线）通信技术进行数据转发的，节点都具有数据采集 与数据融合转发双重功能。传感器节点基本组成模块有：传感单元、处理单元、通信单元以及电源部分。4.1.2 传感器的特性和分类传感器的静

13、态特性：线性度、灵敏度、分辨力、迟滞特性传感器的动态特性：阶跃响应、频率响应传感器的分类：物理量、工作原理、输出信号、生产工艺4.1.3 代表性传感器原理电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电涡流式传感器4.1.4 传感器产业发展与现状4.2 智能终端4.2.1 智能终端的定义终端内置处理器，具有多媒体功能的智能设备这些设备支持音频、视频、数 据等方面的功能。4.2.2 智能终端特点1.1 出勤（迟到、早退等）、作业、报告的要求421.2 成绩的构成与评分规则说明431.3 考试形式及说明（含补考）43.学术诚信规定4310.1 考试违规与作弊处理4310.2 杜撰数据、信息处理等4410.3

14、 学术剽窃处理等45.课堂规范4511 .课程资源4811.1 教材与参考书4811.2 网络课程资源48.教学合约4911.3 教师作出师德师风承诺4911.4 阅读课程实施大纲，理解其内容49133同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望49设备的高度集成、开放式操作系统的广泛应用、完善的程序开发环境4.2.3 智能传感器成为智能终端重要组成4.2.4 智能终端的应用4.2.5 智能终端发展现状与趋势教学过程及方法通过图形和图表的方式对传感器的静态和动态特性进行分析，对常用的传感 器结合实际应用进行介绍。7.6.4 作业安排及课后反思习题：4-1、4-27.6.5 参考资料物联网导论第4章传

15、感器与智能终端7.7.1 教学日期2017年5月30日教学目标掌握传感器网络组成结构；理解传感节点技术参考架构、路由节点技术参考架构；理解无线传感器网络协议架构；教学内容(含重点、难点)5.1 无线传感器网络的发展无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具有通信、 感测及计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络。5.2 无线传感器网络的体系结构无线传感器网络的基本结构如图所示，传感器网络系统通常包括传感器节点 (sensor node),汇聚节点(sink node),和管理节点。传感器网络设备技术架构传感节点技术参考架构应用层应用1应用2应用3设各驱动服务于层

16、日志管理时间同步自定位操作系统协同信息处理设备管理资源发现数据管理数据存储代码管理安全服务基本功能层4BB硬件层网络协议栈安全管理路由节点技术参考架构设备驱动网络协议栈基本功能层操作系统设备驱动网络协议栈基本功能层操作系统代码管理资源发现跨层管理硬件层5.3低速无线网络规范概述5.3.1 无线传感器网络标准协议概述无线传感器网络协议架构聚合与解聚应用子层应用层安全管理服务成用层设备管理应用进程（DMAP）网络管理.安全管理通信模式网络层DLDE-SAP时隙通信 （超帧、跳频）网络层分段与重组管理服务数据链路层时间同步数据链路子层MLDE-SAP802.15.4 MAC层NLME-SAP管理信息

17、库DLME-SAPMLME-SAP链路/信道 性能度量802.15.4 物理层教学过程及方法通过图表和实例程序阐述指令系统的基本概念，并对相应的汇编指令进行介 绍，对指令使用中的一些限制引入实例进行说明。7.7.4 作业安排及课后反思习题：5-1、5-27.7.5 参考资料物联网导论第5章无线传感网络7.8教学单元八教学日期2017年6月1日教学目标理解协议栈及物理层、MAC层协议;教学内容(含重点、难点)5.4 IEEE802.15.4 技术5.4.1 IEEE 802.15 系列标准802.15.4 不仅是ZigBee应用层和网络层协议的基础，也为无线HART、ISA100、WIA-PA等

18、工业无线技术提供了物理层(Physical Layer, PHY)和媒体 介入控制层(Media Accers Control, MAC)层协议。同时还是传感器 网络使用的主要通信协议规范。802.15.5 IEEE 802.15.4 协议簇802.15.6 IEEE 802.15.4 协议栈结构802.15.7 IEEE 802.15.4 物理层协议 物理层数据服务的功能 物理层的载波调制 物理层帧结构同步买部物理层头司前导码SFD帧长度域(7 bit)预留(1 bit)PSDU4 Octets1 Octets1 Octets4 0-127 Bytes5.4.5 IEEE 802.15.4

19、的 MAC 协议 超帧 数据传输模型WPAN网络中存在着三种数据传输方式：设备发送数据给协调器、协调器发 送数据给设备、对等设备之间的数据传输 MAC层帧结构通用MAC层帧结构:Occts:210/20/2/80/20/2/80/5/6/10可期/I4人又2帧控制(Frame Control)帧序列 号 (Scq Num)口标PAN ID目标地 址源PAN ID源地址附加安 全头部帧负载FCS校 验地址域帧头(MHR)MAC 负载帧是 (MFR)信标帧结构:字节数：214或1O2kmn2MAC子层帧控制 字段序列号地址信 息字段超帧描 述字段GTS分 配字段待特发数据 目标地址信标帧 负我FC

20、SMHR字巧数：4I -r7+(4或 10) +k+m+nPHY层前导码序列帧开始分恻符帧长度PHY服务数据单元SHRPHRMPDU13+J4或 10)+k+m+nPHY协议数据单元数据帧结构：字节数:214到20n2MAC 子层帧控制 字段序列号地址信息 字段数据帧负 载FCSMHRMPDU字节数：4115+（4 至 IJ2O） +nPHY层前导码 序列帧开始分 割符帧长度MAC协议数据单元SHRPHRPSDU11+（4 到 20）+nPHY协议数据单元确认帧结构:字节数：212教学过程及方法通过具体的程序实例讲解汇编程序的编码方式和伪指令的使用，分析C程序 代码中使用汇编语言的方法。7.8

21、.4 作业安排及课后反思习题：5-37.8.5 参考资料物联网导论第5章无线传感网络7.9.1 教学日期2017年6月6日教学目标掌握ZigBee网络的构成；理解ZigBee协议体系；教学内容（含重点、难点）5.5 ZigBee 技术5.5.1 ZigBee技术的发展ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和 MAC层协议为协议标准，网络层由ZigBee技术联盟制定，应用 层的开发应用根据用户自己的应用需要，对其进行开发利用。5.5.2 ZigBee协议体系ZigBee协议架构应用层（aplT安服支全务持应用目标240.终端240APSDE-SAP应答目|匚Zig

22、Bee设备目标（ZDO）标1 g建一端厂Vf 终端0APSDE-SAPAPSDE-SAP1支持子层（ aps）APS安全管理APS消息者反射管理mnsdv! MLDE-SAP :网络层（NWK）V NWK安全管理 NWK消息者|路由管理网络管理Ir/（MLDE-SAP I MLME-SAP IV,、Z理面 管平dVSJUJnJNzigBees媒体访问控制层（MAC）PD-SAP2.4GHz物理层（PHY） 、PLME-SAP868/915MHzZigBee网络层ZigBee网络层（NWK , Network layer）负责发现设备和配置网络。ZigBee允许使用星形结构和网状结构，也允许使用

23、两者的组合(称为树网络)。网络层数据实体、网络层管理实体网络层接口模型下一个向层实体【/闹络层数据实体嵌务速公r响络层管理实体服务访，上 问点(NLE)E-SAP J问点(ZLME-SAP)/网络层管理实体( NLME)网络以数据实体(NLDE /响络层信息、I； 部分J一Mac公用部分子层服务 Niac 了层管理实体服务.药问点 ( MCPS-SAP) J甘刖点 ( MLME-SAP ).MAU 了层实体ZigBee应用层应用层包含应用支持子层(APS- Application Support Sub-layer), ZigBcc 设备 对象(ZDO-ZigBee Device Object

24、)及商家定义的应用对象。5.5.3 ZigBee网络的构成教学过程及方法先通过工厂流水线工作过程说明流水线的优点，然后对C6000中的指令执行周期进行分析，最后对流水线的运行问题进行举例分析。7.9.4 作业安排及课后反思习题：7.9.5 参考资料物联网导论第5章无线传感网络7.10教学单元教学日期2017年6月8日教学目标了解6LoWPAN技术；了解蓝牙的工作原理及系统组成：了解体域网的系统架构；了解面向视频通信的无线传感网。7. 10.3教学内容（含重点、难点）5.6 6LoWPAN 技术5.6.1 6LoWPAN技术的发展6LoWPAN旨在的网络中传输IPv6报文，但是底层标准并不 局限

25、于标准，也支持其他的链路层标准。5.6.2 6LoWPAN标准协议栈架构6LOWPAN的标准草案主要描述了适配层和IP层的帧格式和关键技术。COAPXMPP应用层IPFIX协议压缩方法UDP传输层ICMP确定性调度 IEEE 802. 15. 4 MAC层底层IEEE802. 15.4 物理层5.6.3 6LoWPAN网络拓扑和路由协议5.7 蓝牙及蓝牙4.x技术5.7.1 蓝牙技术概述.教学理念1.1 关注学生的发展教学是培养“面向未来”人才的具体活动，在强调学习基本知识的过程中，关注学 生情感、态度与价值观的体现与发展。教学不仅要培养学生学习知识，应用知识的能力, 激发学生的主动学习的热情

26、，同时要将学习能力的培养和人才建设的培养相结合，潜移 默化地培养学生积极的人生态度，正确的价值观、人生观和科学的世界观，使学生学会 正确的价值选择，逐步具有社会责任感，提高学生的综合素质，努力将学生培养成德智 体美全面发展的社会主义建设者和接班人。1.2 关注教学的有效性以学生为中心，采用新的视角和模式，深化教学改革，丰富教学内容，提高教学内 涵，利用和提倡新的教学方法和教学手段，使学生不仅掌握该门课程的知识，还具备深 入学习相关知识的能力和水平，具有发展自己探究知识的能力和思维技能，以及运用知 识解决社会生活中的实际问题的能力，提高学生的创新能力。1.3 关注教学的策略教学中注重丰富教学手段

27、，将传统教学手段与多媒体教学、实验教学相结合，创设 积极有效的课堂学习氛围，根据课程特点，举例教学注重与实例的结合，培养学生利用 理论知识解决实际问题的能力，采用启发式教学使学生产生联想，深化理解难点，教学 中教师要能使学生能够根据教师教的风格或特点主动调节自己的学习方法、策略和步 骤，同时教师也要适时地调整自己的教学特点，去面对具有差异性的各类学生的特点。 组织学生针对教材中的基础理论或主要疑难问题进行讨论分析，巩固知识要点。2 .课程介绍2.1 课程的性质该课程是电子与信息类专业的主要专业课。通过学习该课程使学生了解物联网基本 架构，理解RFID的工作原理和相关实现方法，掌握无线传感网络的

28、架构体系，熟悉短 距离无线传输协议，了解互联网架构，理解TCP/IP协议的基本原理，了解物联网中的 数据融合和云计算概念，了解物联网中的网络安全问题和相关的网络安全技术，为进一 步研究设计各种物联网技术和物联网系统打下坚实的基础。蓝牙工作原理蓝牙中的关键技术蓝牙系统组成蓝牙协议层蓝牙4.x技术体域网技术5.8.1 体域网技术的背景体域网的架构5.8.2 无线体域网的节点设计面向视频通信的无线传感网技术5.8.3 简介无线多媒体传感港网络（WMSN）是由一组具有数据处理、存储和数据传 输功能的多媒体传感器节点组成的分布式感知网络。5.8.4 关键技术教学过程及方法首先通过图例阐述中断工作的基本过

29、程，然后对C6000芯片的中断类型进行 讲述，对中断寄存器的使用进行介绍，最后对中断编程的注意事项通过实例进行 分析。7. 10.5作业安排及课后反思习题：5-4、5-5参考资料物联网导论第5章无线传感网络7.11教学单元十一教学日期2017年6月13日7. 11.2教学目标掌握通信子网和资源子网的概念和设备构成；了解物品万维网与物联网的关系；掌握网络协议的3个要素；理解OSI基本参考模型和网络中数据的实时传递过程；掌握TCP/IP协议集的组成内容。教学内容(含重点、难点)因特网概述因特网发展历史互联网发展趋势因特网与物联网：物品万维网(Web of Things, WoT)因特网的组成结构因

30、特网分为通信子网和资源子网两大部分。通信子网的目的在于实现网络内多台计算机间的数据传输，通常情况下，通 信子网由传输介质、中继器，集线器和交换机，网络互联设备提及调制解调器构 成。资源子网实现了面向用户提供和管理共享资源的目的，是因特网的重要组成 部分，通常由服务器，客户机，共享设备以及网络软件构成因特网的协议及体系结构通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的计算机系统，要使其能 协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流什么、 怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则，这种规则就是协议。网络协议具有3个要素：(1)语义(Semantics)。涉及用于协

31、调与差错处理的控制信息。语法(Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。(3)定时(Timing)。涉及速度匹配和排序等。所谓网络的体系结构（Architeclure）就是计算机网络各层次及其协议的集合。OSI基本参考模型TCP/IP协议其实是一个协议集合，内含了许多协议。TCP （TransmissionControl Protocol传输控制协议）和IP （Internet Protocol,互联协议）是其中最 重要的、确保数据完整传输的两个协议，IP协议用于在主机之间传送数据，TCP 协议则确保数据在传输过程中不出现错误和丢失。6.4.1 TCP/IP协议的分层结构：O

32、SI体系结构TCP/IP体系结构TCP/IP协议集应用层表示层应用层Telnets FTP、HTTP、SMTP、DNS等会话层传输层VA传输层TCP、UDP网络层网络层IP、ICMP、ARP、RARP数据链路层网络接口层各种物理通信网络接口物理层6.4.2 TCP/IP 协议集因特网的协议集称为TCP/IP协议集，协议集的取名表示了 TCP和IP协议7. 11.4在整个协议集中的重要性。因特网协议集主要功能集中在OSI的第34层。TelnetFTPSMTPHTTPDNSOthersTCPUDPICMPIPARPRARPNetwork Interface (Physics Networks)应用

33、层传输层网络层网络接口教学过程及方法通过图例和多媒体演示的方法介绍互联网的OSI协议架构和TCP/IP协议架构。作业安排及课后反思习题：6-3、6-4、6-57. 11.6参考资料物联网导论第6章因特网7.12教学单元十二7.12.1 教学日期2017年6月15日7.12.2 教学目标理解IP协议数据传输过程；理解IPv4协议与IPv6协议的主要内容；理解TCP传输控制协议的作用。7.12.3 12.3教学内容（含重点、难点）TCP/IP的数据链路层6.4.3 TCP/IP 网络层TCP/IP网络层中含有4个重要的协议：互联网协议IP、互联网控制报文协 议ICMP、地址转换协议ARP和反向地址

34、转换协议RARPoIP数据报：IPv4协议、IPv6协议IP路由算法：本网投递、跨网投递TCP/IP的传输层传输控制协议TCP： “带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性“滑动窗口”的流量控制机制来提高网络的吞吐量 采用3次握手的过程完成TCP连接的建立TCP端口允许一台机器上的多个应用程序同时进行通信用户数据报协议UDPTCP/UDP应用程序端口号分配6.4.4 TCP/IP的会话层至应用层TCP/IP的上3层与0SI参考模型有较大区别，也没有非常明确的层次划分。 其中FTP、Telnet、SMTP、DNS是几个在各种不同机型上广泛实现的协议，TCP/IP 中还定义了许多别的高层协议。7.

35、 12.4教学过程及方法通过图例和流程图介绍TCP/IP的数据链路层协议、网络层协议和传输层协议。7. 12.5作业安排及课后反思习题：1、简述TCP/IP网络层协议的作用和基本工作原理2、简述TCP/IP传输层协议的可靠传输机理7. 12.6参考资料物联网导论第6章因特网7.13教学单元7.13.1 教学日期2017年6月20日7.13.2 教学目标了解数据融合的作用和数据融合的基本原理；了解物联网中的数据融合的特点；了解物联网中云计算的概念和作用。7.13.3 教学内容（含重点、难点）1数据融合概述物联网数据融合概念是针对多传感器系统而提出的。在多传感器系统中，由 于信息表现形式的多样性、

36、数据量的巨大性、数据关系的复杂性以及要求数据处 理的实时性、准确性和可靠性都已大大超出了人脑的信息综合处理能力，在这种 情况下，多传感器数据融合技术应运而生。数据融合是利用计算机技术对时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以 分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理过程。数据融合的实质是针对多维数据进行关联或综合分析，进而选取适当的融合 模式和处理算法，用以提高数据的质量，为知识提取奠定基础。9.2 数据融合的基本原理数据融合一般可以分为数据级融合、特征级融合和决策级融合等3个层次。数据融合的一般模型采集管理采集管理据理统 数管系数据融合的关键问题是模型设计和融合算法，数据融合模型

37、主要包括功能模 型、结构模型和数学模型。9.3 物联网中的数据融合技术物联网的数据特点：数据的多态性与异构性、数据的海量性、数据的时效性。 因为上述特点，需要使用数据融合技术，将传感器节点采集到的大量原始数据进行各种网内处理去除其中的冗余信息，降低数据冲突，减轻网络拥挤，从而有效地节省了能源开销，起到延长网络寿命的作用。有效地节省了能源开销，起到延长网络寿命的作用。基于信息抽象层次的数据融合模型可分为像素级融合、特征级融合、决策级 融合等3个层次模型。9.4 物联网数据管理技术在整个物联网体系中，传感网可作为分布式数据库独立存在，实现对客观物 理世界的实时、动态的感知与管理。传感网数据管理系统

38、结构集中式结构集中式结构节点将感知数据按事先指定的方式，把数据传送到中心节点,点处理。优点:点：容错性差。统一由中心节方法简单；缺半分布式结构：节点对原始数 据进行一定的处理后再传送到 中心节点。系统结构分布式结构:节点独立处理数据查询命令，条件是所有感知 节点都具有较强的通信、存储 与计算能力。层次式结构：一种分簇型结构。 在每个簇内，节点把数据传送 给簇头节点进行数据处理。10. 1云计算概述云计算的“云”就是存在于互联网的服务器集群上的服务器资源，包括硬件 资源（如服务器、存储器和处理器等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等）。云计算具有的主要特点超大规模虚拟 化,极其、廉价高可靠性

39、按需服务通用 性高扩 展型10.4云计算与物联网结合u各种计算能力应用层云计算是物联网应用支持子层的重耍组成部分，该层需要对海量数据提供存 储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据的决策等处理，为应用层提供及 时、可扩展、智能化的服务，保证应用层的可靠性、安全性、可扩展性。云计算服务模式软件软件软件软件软件软件软件软件软件e a f p m t .物联网a蜡感5。志拟服务器0 00 00 00I 丁丁 1r r I物联网的最终目标是通过全球亿万种物品之间的互连，将不同行业、不同地 域、不同应用、不同领域的物理实体按照其内在关系紧密地关联在一起。物联网 的大规模发展离不开云计算平台的支撑。7.

40、13.4 教学过程及方法通过实例进行分析，分析研究C语言程序优化和汇编程序优化的方法，介绍 芯片支持库和二级缓存优化的概念。7.13.5 作业安排及课后反思7.13.6 参考资料物联网导论7.13.7 物联网数据融合与管理7.13.8 算课程在学科专业结构中的地位、作用物联网导论课程是通信、电子、信息领域中重要的专业课程之一，是电子信息 类专业的标志性课程。该课程属于工程应用类课程，占有重要的教学地位。2.2 课程的历史与文化传统物联网技术的发展日新月异，是传感技术、通信技术和计算机技术的结合，在电子 信息处理领域有着广泛的应用。学习和掌握物联网技术以应对越来越广泛的物联网应用 需求，是电子信

41、息类专业学生的迫切需要。物联网导论课程的开设，就是为了适应 这一要求，为学生进一步研究开发物联网打下基础。2.3 课程的前沿及发展趋势物联网技术在过去十多年中不断发展，出现了各种类型的物联网技术和物联网应 用，其中比较典型的是RFID系统和无线传感网络系统。物联网发展过程中不断地完善 相应的路由技术、网络安全技术，并且针对物联网的特点提出了相应的数据融合技术和 云计算平台，进一步促进了物联网技术的发展和广泛应用。本课程选取了典型的物联网 系统进行原理性的讲述，同时也对整个物联网的重要领域进行常识性的介绍，通过教学 和实验让学生初步认识并理解物联网技术，并了解物联网技术的最新发展动向，以适应 物

42、联网应用领域的快速发展。2.4 课程与经济社会发展的关系物联网技术是一门跨学科综合性的工程应用类课程。在当今高度信息化的社会，信 息处理无处不在，网络无所不在，物联网技术正在高速地发展和应用，对人们的生产和 生活带来了重大而深远的影响。2.5 学习本课程的必要性物联网导论作为一门专业课程，其应用性极强，在生产和生活的各个领域都有广泛 的应用。通过本课程的学习，能使学生初步理解和掌握物联网的关键技术，了解物联网 的发展趋势，可以为将来的物联网技术的研发和物联网系统的开发工作奠定扎实的基 础。7.14教学单元十四1 .14.1教学日期2017年6月22日7 . 14.2教学目标了解物联网的安全特征

43、；理解物联网安全威胁；了解物联网安全体系结构；了解物联网安全的关键技术；了解物联网安全管理以及引入IPv6后物联网安全管理。7. 14.3教学内容（含重点、难点）1物联网的安全概述7.1.1 1物联网安全特征2物联网安全威胁分析感知层安全威胁网络层安全威胁应用层安全威胁3物联网安全体系结构G用 Aw 络a安全支撑物联网安全安全管理安全管理应用层安全|传统应用安全云安全一数据安全| 数据处理安全|传输安全网络层安全网络安全防严 核心网安有1移动通信接入安全| 无线接入安全|传输安全感知层安全RFID安全 1 |传感器网络安全|感知设备物理安全|7.2 2物联网的安全关键技术1密钥管理机制基于对称

44、密钥的管理系统，从分配方式上也可分为三类：基于密钥分配中心 方式、预分配方式和基于分组分簇方式。非对称密钥系统典型算法为基于身份标 识的加密算法(IBE)o2数据处理与隐私性7.2.1 3安全路由虚假路由信息攻击、选择性转发攻击、污水池攻击、女巫攻击、虫洞攻击、 Hello洪泛攻击、确认攻击等。7.2.2 4认证与访问控制网络中的认证主要包括身份认证和消息认证访问控制是对用户合法使用资源的认证和控制，目前信息系统的访问控制主 要是基于角色的访问控制机制(RBAC)及其扩展模型。7.2.3 5恶意代码防御6入侵检测与容侵容错技术7.3 3物联网的安全管理安全管理包括设备管理、拓扑管理、事件管理、策略管理和应急管理。应用安全网络安全终端安全内容过滤应用访问控制安全审计攻击防御和溯源 Im令和协议过渡 网络隔离交换 异常流量控制 加密和认证安全管理设备管理拓扑管理事件管理策略管理应急管理入网认证IPv6传感网安 全管理信息库一 Pv6传感网接口定钥管理-nfernef 接口/串口用户身份认证7. 14.4教学过程及方法采用图例方式，分层分类别对物