《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱（本科）

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用Wireless Sensor Networks and Its Applications課程代碼：05410125學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：26實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6上機(jī)學(xué)時(shí)：課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：）先修課程：數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)適用專業(yè)：自動(dòng)化教材：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論、王汝傳、清華大學(xué)出版社、2012年第一版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)（需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）本課程主要介紹無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議和關(guān)鍵技術(shù)，以及無線傳感網(wǎng)部署和數(shù)據(jù)處理 方法。通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、命名與尋址、拓?fù)淇刂啤?時(shí)間同步

2、、能耗控制、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)及應(yīng)用模式；掌握常見無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用及部署。（二）課程目標(biāo)（根據(jù)課程特點(diǎn)和對畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，確定課程目標(biāo)。應(yīng)包括知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)。）課程目標(biāo)1:培養(yǎng)學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理和思想、開展歷程、開展趨勢、 核心內(nèi)容、典型應(yīng)用和應(yīng)用熱點(diǎn)。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生基本的工程、科研思路、綜合運(yùn)用理論知識(shí)的能力與實(shí)踐動(dòng)手的能力,課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生對無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)、 研究、工作作風(fēng)，為今后的再學(xué)習(xí)、研究或工作打下良好的基礎(chǔ)。注：工程類專業(yè)通識(shí)課程的課程目標(biāo)應(yīng)覆蓋相應(yīng)的工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求通用標(biāo)準(zhǔn)；（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指

3、標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系（認(rèn)證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫）本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)m-n1 .畢業(yè)要求3-2:能夠針對特定需求設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)和軟件程序，并能驗(yàn)證其正確性。2畢業(yè)耍求4-1：能夠?qū)ψ詣?dòng)化工程相關(guān)的各類物理現(xiàn)象、特性進(jìn)行分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能 夠正確操作實(shí)驗(yàn)裝置。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求3-277V畢業(yè)要求4-1VV注：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對接的單元格中可輸入“，也可標(biāo)注“H、M、L”。二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第1章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述教學(xué)內(nèi)容：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開展歷程、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

4、關(guān)鍵技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。教學(xué)要求：1.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開展歷程2 .了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)3.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)第2章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層協(xié)議、MAC協(xié)議、IEEE802. 15.4。教學(xué)要求：.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層協(xié)議2.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議3.了解IEEE802. 15.4標(biāo)準(zhǔn)。2.1物理層關(guān)鍵技術(shù)第3章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容：操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及熱點(diǎn)技術(shù)介紹。教學(xué)要求：L 了解傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)、分類和要求。.基于查詢的路由、基于地理信息的路由。.了解TinyO

5、S簡介以及TinyOS的安裝。第4章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理，定位技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、平安機(jī)制、數(shù)據(jù)管理。教學(xué)要求：.數(shù)據(jù)為中心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究熱點(diǎn).無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵技術(shù).無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu).數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)5章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：傳感器定義，傳感器分類，常見傳感器，傳感器工作過程。教學(xué)要求：.掌握傳感器定義；.了解常見傳感器分類。.掌握傳感器工作過程。第6章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平安教學(xué)內(nèi)容：常見無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，節(jié)點(diǎn)的組成與核心模塊設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)例。教學(xué)要求：.了解常見無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真

6、環(huán)境；.了解節(jié)點(diǎn)硬件開發(fā)過程；.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)7章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。教學(xué)要求：,了解基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)；.了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。第8章無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)介紹和現(xiàn)狀，智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程無線測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)教學(xué)要求：. 了解無物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù).了解智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊了解物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程無線測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第9章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊，智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。教學(xué)要求：.了解基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；.了解用于

7、智能交通系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)工程（如課程不含實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)可不填）編號(hào)實(shí)驗(yàn)工程名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1定時(shí)器和串口通信2綜合性必做課程目標(biāo)1、22CC2420啟動(dòng)和SPI初始化2綜合性必做課程目標(biāo)2、33接收和地址譯碼實(shí)驗(yàn)2綜合性必做課程目標(biāo)1、2、3注：1.“類型”填驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等；2. “要求”填必做、選做。實(shí)驗(yàn)L網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接入實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：熟練掌握無線網(wǎng)終端的基本應(yīng)用，以及無線AP的接入設(shè)置，要求對本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)備和軟件的 使用方法有基本了解，為今后的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)及要求。實(shí)驗(yàn)要求：通過本實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)構(gòu)建無線傳感網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

8、融合等基本方法。實(shí)驗(yàn)2：傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：熟悉一個(gè)傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議，編程實(shí)現(xiàn)協(xié)議應(yīng)用程序。實(shí)驗(yàn)要求：通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)能正確布局和連接實(shí)際無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，觀察網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象，讀取數(shù)據(jù)，分析和判 斷網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)能力，以及無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)測試方法。實(shí)驗(yàn)3：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，完成傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)要求：通過本課程能提高正確規(guī)劃無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、包括需求、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、帶寬流量安排、 存儲(chǔ)需求的能力。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上機(jī)課程實(shí)踐小 計(jì)第1章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 概述22講授

9、、演示、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1第2章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵技術(shù)224講授、案例、自學(xué)、 實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2第3章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 操作系統(tǒng)44講授、演示、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1、2第4章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)管理技 術(shù)44講授、演示、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1、2第5章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 中間件技術(shù)426講授、案例、自學(xué)、 實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2、3第6章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 平安22講授、演示、討論、自學(xué)課程目標(biāo)2、3第7章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 接入技術(shù)44講授、演示、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1、2、3第8章無線 多媒體傳感 器網(wǎng)絡(luò)224講授、案例、自學(xué)、 實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第9章無線 傳感器網(wǎng)絡(luò) 的應(yīng)用22講授、演示、

10、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)26632注：1.課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、工程、案例等教學(xué)方法）等。五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課前提問課前問答，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù) 習(xí)、理解和掌握度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績 再按15%計(jì)入總成績；可讓學(xué)生查閱資料，了解 本課程相關(guān)技術(shù)開展情況，自主學(xué)習(xí)并完成。15%問答情況實(shí)驗(yàn)完成2個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)構(gòu) 建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力，最后按15% 計(jì)入課程總成績。15%評分細(xì)那么見附錄1期末考試試卷題型包括填空題、選擇題、判斷改錯(cuò)題、 簡答

11、題、分析題和計(jì)算題6大類，以卷面成績 的70%計(jì)入課程總成績。其中考核繼電保護(hù)原理 及應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用能力的題占90%；考核能 針對個(gè)人或職業(yè)開展的需求，采用合適的方法， 自主學(xué)習(xí)，適應(yīng)開展占比10%。70%期末考試采用閉卷筆試。注：1.分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、工程設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、工程設(shè)計(jì)要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）.唐宏，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用，人民郵

12、電出版社，2010年.李曉維，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，北京理工大學(xué)出版社，2007年.彭力：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，冶金工業(yè)出版社，2010年.無線龍,ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)原理，冶金工業(yè)出版社，2011年七、大綱說明（內(nèi)容可包括課程基本要求、習(xí)題要求及其它一些必要的說明）.主要采用多媒體教學(xué)手段，主要知識(shí)點(diǎn)板書與多媒體相結(jié)合，多種教學(xué)手段綜合運(yùn)用。.課前進(jìn)行提問，以評價(jià)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用情況。建議利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)自學(xué)相關(guān) 內(nèi)容。年 月 日附錄1:實(shí)驗(yàn)考核方式及評分細(xì)那么本實(shí)驗(yàn)以考查為主，考核的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過程的表現(xiàn)（其中包含分析與解決問題的能力）、實(shí)驗(yàn) 報(bào)告的質(zhì)量等。分析與解決問題的能力采用提問和現(xiàn)場操作的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)成績中出勤、預(yù)習(xí)占 10%,實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)占60%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題占30%。成績組成考核/評價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評價(jià)細(xì)那么對應(yīng)的畢業(yè) 要求指標(biāo)點(diǎn)出勤、預(yù) 習(xí)10%出勤狀況， 預(yù)習(xí)評價(jià)10能按時(shí)到勤，遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)定，不損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備（占 5%）；能夠預(yù)習(xí)，并理解實(shí)驗(yàn)原理及目的（占5%）。4-3實(shí)驗(yàn)過程 60%實(shí)驗(yàn)