《无线传感网络》课程教学大纲.docx

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1、无线传感网络教学大纲一、课程基本信息课程名称无线传感网络Wireless Sensor Networks课程编码CTL111121020开课院部控制科学与工程学院课程团队控制仪表与装置学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时32适用专业自动化授课语言中文先修课程微机原理、传感器与检测技术、信号与系统课程简介（限选）本课程重点介绍无线传感器网络概述、无线传感器网络的物理层、数据链路层、网络层和传输层的基本原理以及时间同步、定位、拓 扑管理和数据融合等关键技术和应用。通过本课程的学习，使学生系统掌握无线传感器节点以及无线传感器网络的构成、基本原理及技 术，培养学生掌握研究、分析和解

2、决自动化领域复杂工程问题的能力，为后续课程的学习和将来的工作奠定基础。This course focuses on introducing the overview of wireless sensor networks, the physical layer, data link layer, network layer and transport layer of wireless sensor networks and the related key techniques including synchronization, localization, topology manageme

3、nt and data fusion. After learning this course, undergraduate students should systematically understand the components, basic principles and technologies of sensor nodes and wireless sensor networks, be able to study, analyze and solve the complex engineering problems in the field of automation, and

4、 make a foundation for their future study and work.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参数。是2. 12. 12M2目标2：能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通 过信息综合得到合理有效的结论。是4.34.33M3目标3：作为团队成员，能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团结互助 精神；作为负责人，能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进

5、行合理决策。是9.39.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章概述本章重点：了解无线传感网络的基本概念，起源与发展，体系 结构，无线传感器网络的四大关键技术，以及无线传感器网络 的常见应用领域本章难点：无线传感器网络的四大关键技术Ml5讲授、讨 论5作业、自 学21. 11. 1传感器网络的 定义及体系结构Ml1讲授、讨 论1作业、自 学31.21.2传感器网络的 特征Ml1讲授、讨 论1作业、自 学41.31.3传感器网络的 应用领域Ml1讲授、讨 论1作业、自 学51.41.4传感器网络的 发展历史Ml1讲授、讨 论1作业

6、、自 学61.51.5传感器网络的 关键技术Ml1讲授、讨 论1作业、自 学7第2章第2章微型传感 器的基本知识本章重点：常见传感器的类型、传感器的一般特性和选型 本章难点：传感器的选型Ml, M22讲授、讨 论2自学82. 12. 1传感器概述Ml, M20.5讲授、讨 论0.5自学92.22. 2常见传感器的 类型介绍Ml, M20.5讲授、讨 论0.5自学102.32. 3传感器的一般 特性Ml, M20.5讲授、讨 论0.5自学112.42. 4微型传感器应 用示例Ml, M20.5讲授、讨 论0.5自学12第3章第3章传感器网 络的通信与组网技 术本章重点：无线传感器网络的物理层、M

7、AC协议及路由协议 本章难点：MAC协议Ml, M27讲授、讨 论7作业、自 学133. 13. 1物理层Ml, M22讲授、讨 论2作业、自 学143.23. 2 MAC 层Ml, M23讲授、讨 论3作业、自 学153.33.3路由协议Ml, M22讲授、讨 论2作业、自 学16第四章第4章传感器网 络的支撑技术本章重点：无线传感器网络的时间同步机制、定位技术和能量管理本章难点：定位技术Ml, M27讲授、讨 论7作业、自 学174. 14.1时间同步机制Ml, M21.5讲授、讨 论1.5作业、自 学184.24. 2定位技术Ml, M22.5讲授、讨 论2.5作业、自 学194.34.

8、3数据融合Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学204.44. 4能量管理Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学214.54. 5安全机制Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学22第5章第5章传感器网 络的应用开发基础本章重点：无线传感器网络的仿真平台和节点的硬件开发 本章难点：仿真平台和工程测试床32讲授、讨 论2自学235. 15.1仿真平台和工 程测试床31讲授、讨 论1自学245.25.2网络节点的硬0.5讲授、讨0.5自学件开发3论255.35.3操作系统和软 件开发30.5讲授、讨 论0. 5自学26第6章第6章传感器网 络协议的技术标准本章重点：IEEE 802. 15.

9、4标准和ZigBee协议标准 本章难点：ZigBee协议标准Ml, M23讲授、讨 论3作业、自 学276. 16.1技术标准的意 义Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学286.26.2 IEEE 1451 系列标准Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学296.36.3 IEEE802. 15. 4 标准Ml, M20.5讲授、讨 论0.5作业、自 学306.46.4 ZigBee 协议 标准Ml, M20.5讲授、讨 论0. 5作业、自 学31实验1实验1节点间通 信实验32实验2撰写实验 报告32实验2实验2节点与PC 通信实验32实验2撰写实验 报告33实验3实验3传感及上 位机显

10、示实验32实验2攥写实验 报告34第7章第7章传感器网 络技术的军事应用本章重点：常见的地面战场微型传感器 本章难点：沙地直线传感器网络项目Ml, M22讲授、讨 论2作业、自 学357. 17.1战场感知的网 络构架Ml, M20.5讲授、讨 论0.5作业、自 学367.27.2常见的地面战 场微型传感器Ml, M20.5讲授、讨 论0.5作业、自 学377.37. 3美军沙地直线 传感器网络项目介Ml, M21讲授、讨 论1作业、自 学绍四、考核方式序号考核环书操作细节总评占比1平时表现1 .完成每章布置的作业。2 .参加课堂活动，如随堂测试、提问、课堂讨论等。10%2实验1 .本课程6个

11、学时实验，共三次实验。2 .成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3 .考核学生对传感器节点通信、组网的应用能力。20%3综述报告1 .本课程要求对无线传感器网络的国内外研究现状做一个调研，完成综述报告。2 .根据综述报告内容对无线传感器网络最新的研究现状的调研完整度评分。30%4课程答辩1 .本课程要求选定一篇近五年在无线传感器网络相关领域的期刊或者会议发表的论文进行汇报。2 .根据汇报的ppt的准备情况、现场表现以及回答问题情况进行评分。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时表现15%A-通过课堂讨论能较好地识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问

12、题的关键环节和 参数。队通过课堂讨论能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参数。 c-通过课堂讨论基本能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参 数。D-通过课堂讨论不能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参 数。2Ml实验15%A-通过实验过程能较好地识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和 参数。B-通过实验过程能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参数。 c-通过实验过程基本能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂

13、工程问题的关键坏书和参 数。D-通过实验过程不能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参数。3Ml综述报告50%A-通过综述报告能较好地识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和 参数。队通过综述报告能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参数。 c-通过综述报告基本能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参 数。D-通过综述报告不能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参 数。4Ml课程答辩20%A-通过答辩能较好地识别和判断无线传感网络

14、应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键环节和参 数。B-通过答辩能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参数。C-通过答辩基本能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏节和参数。D-通过答辩不能识别和判断无线传感网络应用于石油化工等领域中的复杂工程问题的关键坏书和参数。5M2实验30%A-通过实验能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行全面的建模、分析和解释， 并通过信息综合得到合理有效的结论。B-通过实验能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通过 信息综合得到合理有效的结论

15、。C-通过实验基本能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行一定的建模、分析和解 释，并通过信息综合得到合理有效的结论。D-通过实验不能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通 过信息综合得到合理有效的结论。6M2综述报告30%A-通过综述报告能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行全面的建模、分析和解 释，并通过信息综合得到合理有效的结论。B-通过综述报告能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并 通过信息综合得到合理有效的结论。c-通过综述报告基本能够正确采集、处理传感器节点之间的实

16、验数据，对实验结果进行一定的建模、分析 和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。D-通过综述报告不能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。7M2课程答辩40%此通过答辩能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行全面的建模、分析和解释， 并通过信息综合得到合理有效的结论。B-通过答辩能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通过 信息综合得到合理有效的结论。c-通过答辩基本能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行一定的建模、分析和解 释，并通过信息综合得到

17、合理有效的结论。D-通过答辩不能够正确采集、处理传感器节点之间的实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通 过信息综合得到合理有效的结论。8M3平时表现15%A-通过课堂讨论，作为团队成员，能较好地与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识 和团结互助精神；作为负责人，能够较好地组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合 理决策。B-通过课堂讨论，作为团队成员，能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团结 互助精神；作为负责人，能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。c-通过课堂讨论，作为团队成员，基本能与团队其他成员在课

18、程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和 团结互助精神；作为负责人，基本能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决 策。D-通过课堂讨论，作为团队成员，不能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团 结互助精神；作为负责人，不能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。9M3实验15%A-通过实验，作为团队成员，能较好地与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团 结互助精神；作为负责人，能够较好地组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决 策。B-通过实验，作为团队成员，能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有

19、效沟通，体现团队意识和团结互助 精神；作为负责人，能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。C-通过实验，作为团队成员，基本能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团结 互助精神；作为负责人，基本能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。 D-通过实验，作为团队成员，不能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团结互 助精神；作为负责人，不能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。10M3课程答辩70%A-通过课程答辩讨论，作为团队成员，能较好地与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体

20、现团队 意识和团结互助精神；作为负责人，能够较好地组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进 行合理决策。B-通过课程答辩，作为团队成员，能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团结 互助精神；作为负责人，能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。c-通过课程答辩，作为团队成员，基本能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和 团结互助精神；作为负责人，基本能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决 策。D-通过课程答辩，作为团队成员，不能与团队其他成员在课程答辩阶段进行有效沟通，体现团队意识和团 结互助精神；

21、作为负责人，不能够组织、协调课程答辩的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; M, N = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书无线传感器网络，孙利民、李建中等，清华大学出版社，2005. （*主教材）2图书1无线传感器网络技术，郑军、张宝贤，机械工业出版社，2012.3图书1无线传感器网络，王营冠、王智，电子工业出版社，2012.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1节点间通信实验实验计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30322专业必做综合性否2节点与pc通信实验计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30322专业必做综合性否3传感及上位机显示实验计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30322专业必做综合性否