《智能港口物聯(lián)網(wǎng)》課程教學(xué)大綱

1、智能港口物聯(lián)網(wǎng)課程教學(xué)大綱編號(hào)：一、課程名稱.中文名稱：智能港口物聯(lián)網(wǎng).英文名稱：Internet of Things for Smart Port二、課程概況課程類別：選修課學(xué)時(shí)數(shù)：32學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：控制理論與控制工程開課學(xué)期：第2學(xué)期開課單位：物流科學(xué)與工程研究院四、教學(xué)目的及要求物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今信息技術(shù)開展的前沿，同時(shí)也是支撐智能港口建設(shè)與運(yùn)轉(zhuǎn)的核 心技術(shù)之一。港口物聯(lián)網(wǎng)這門課程就是以港口為具體應(yīng)用對(duì)象，開展物聯(lián)網(wǎng) 基礎(chǔ)理論與技術(shù)的講授，是相關(guān)專業(yè)學(xué)生拓展學(xué)科視野，跟蹤專業(yè)開展前沿的重 要課程。智能港口物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)目的是使學(xué)生在理清物聯(lián)網(wǎng)基本概念的同時(shí)，掌 握物聯(lián)網(wǎng)在智能港口應(yīng)用領(lǐng)域的

2、體系架構(gòu)以及各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)所涉及到的關(guān)鍵技 術(shù)，幫助學(xué)生掌握智能港口物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施的方法論，從而最終能夠運(yùn)用相關(guān)理 論與方法簡(jiǎn)單構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，解決生產(chǎn)實(shí)際問題。課程將依據(jù)教學(xué)大綱要求，以學(xué)生為中心，通過課堂講授、課程實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò) 教育資源共享等方式，并結(jié)合港口實(shí)際生產(chǎn)案例，幫助學(xué)生完成港口物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 相關(guān)的知識(shí)理論體系的構(gòu)建。在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生需要完成大量文獻(xiàn)查閱，以及親 自動(dòng)手參與開發(fā)，學(xué)生視野、實(shí)踐與解決問題能力均能得到顯著提升。五、課程主要內(nèi)容及先修課程5.1課程主要內(nèi)容(1)港口物聯(lián)網(wǎng)基本概念介紹一般物聯(lián)網(wǎng)與港口物聯(lián)網(wǎng)的開展歷程，講述港口物聯(lián)網(wǎng)在智慧港口中所 扮演的重要角色。介紹港口物聯(lián)網(wǎng)

3、基本概念。舉例說明港口物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用。 (2)港口物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)介紹港口物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有體系架構(gòu)。明確不同架構(gòu)之間異同點(diǎn)。重點(diǎn)講解經(jīng)典 OSI物聯(lián)網(wǎng)分層架構(gòu)(感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)管理層與應(yīng)用層)。講解各層的功 能與所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。（3）感知層-無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念，講解其主要特征。重點(diǎn)講授無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)的自組織與多跳特征。介紹經(jīng)典的路由算法。舉例說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能 港口中的實(shí)際應(yīng)用。（4）感知層-RFID介紹RFID的基本概念與工作原理。重點(diǎn)講授RFID的分類。介紹RFID所 面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。舉例說明RFID在智能港口中的實(shí)際應(yīng)用。（5）感知層-定位系統(tǒng)介紹定位系

4、統(tǒng)的基本概念。重點(diǎn)明確定位系統(tǒng)中的3W原那么（即where, when 和who）。重點(diǎn)講解全球定位系統(tǒng)。介紹其他定位技術(shù)（如室內(nèi)定位技術(shù)）。舉例 說明定位系統(tǒng)在智能港口中的實(shí)際應(yīng)用。（6）網(wǎng)絡(luò)層介紹港口物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的代表性網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，并明確各個(gè)通訊技術(shù)之間 的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。重點(diǎn)講解各個(gè)通訊技術(shù)在智能港口中的具體應(yīng)用。明確當(dāng)前在智 能港口中網(wǎng)絡(luò)層所面臨的突出問題。（7）數(shù)據(jù)管理層-數(shù)據(jù)挖掘介紹數(shù)據(jù)挖掘的基本概念與方法。明確數(shù)據(jù)挖掘在智能港口的重要意義。重 點(diǎn)講述數(shù)據(jù)挖掘在智能港口的具體應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)港口物聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)理 念。解釋數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)。（8）數(shù)據(jù)管理層-多智能體

5、介紹多智能體的基本概念，講解多智能體在語(yǔ)義描述、智能決策、系統(tǒng)建模 等方面的經(jīng)典方法。明確多智能體在智能港口中的典型應(yīng)用。（9）數(shù)據(jù)管理層-云計(jì)算介紹云計(jì)算的基本概念、架構(gòu)與方法。明確云計(jì)算的突出優(yōu)勢(shì)。重點(diǎn)講述云 計(jì)算最新進(jìn)展（霧計(jì)算、邊緣計(jì)算）。著重講解云計(jì)算在智能港口中的具體應(yīng)用。（10）應(yīng)用層介紹物聯(lián)網(wǎng)在交通、城市管理與農(nóng)業(yè)中的典型應(yīng)用。從系統(tǒng)角度重點(diǎn)講解港 口物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際港口生產(chǎn)作業(yè)中的功能角色。明確當(dāng)前港口物聯(lián)網(wǎng)仍面臨的技術(shù) 瓶頸問題。（11）課堂實(shí)驗(yàn)通過RFID讀寫實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生更好掌握RFID工作原理；通過無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)多跳通訊實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集原理；通過設(shè)計(jì)

6、最小港口 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)AGV小車移動(dòng)狀態(tài)，幫助學(xué)生掌握如何合理運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解 決實(shí)際問題。5.2先修課程C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)六、課程教學(xué)方法在教學(xué)方法上，將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程研討等有機(jī)地結(jié)合起來，并充 分引入當(dāng)前港口物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展前沿與最新應(yīng)用案例。在教學(xué)過程中，除講解基 本理論、概念與方法外，重點(diǎn)講授如何有效運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決港口實(shí)際問題。 在傳授學(xué)生課堂知識(shí)的同時(shí)，注重學(xué)生認(rèn)知能力、科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)， 激發(fā)學(xué)生對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等前沿技術(shù)的興趣。七、課程考核方式本課程為選修課。在課程評(píng)定成績(jī)中，平時(shí)成績(jī)占20%,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)占20%, 課程期末論文占60%。教學(xué)過程中適當(dāng)布置作業(yè)，以文獻(xiàn)查閱為主。考試內(nèi)容側(cè) 重學(xué)生對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用能力，強(qiáng)調(diào)對(duì)于原理、概念與方法的理解。八、課程使用教材Perry Lea, Internet of Things for Architects, Packt Publishing, 2018.九、課程主要參考資料Andrew Minteer, Analytics for the Internet of Things, Packt Publ