《物聯(lián)網(wǎng)概述》課程教學(xué)大綱（本科）

1、物聯(lián)網(wǎng)概述Overview of the Internet of things課程代碼：05410189學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：28實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4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)、無線通信基礎(chǔ)適用專業(yè)：自動(dòng)化教材：（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用、徐穎秦、機(jī)械工業(yè)出版社、2012年第一版）一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)（需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）本課程的是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)技能選修課。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)旨在幫助學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)有一 個(gè)整體認(rèn)識(shí)，掌握其體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)。通過對自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID、傳感技術(shù)、定位系統(tǒng)、智 能信息設(shè)備的學(xué)習(xí)，掌握感知

2、識(shí)別層的基本知識(shí)；通過對無線寬帶網(wǎng)、無限低速網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的 學(xué)習(xí)，掌握網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層的基本知識(shí)；通過對大數(shù)據(jù)與海量信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)中的信息 平安與隱私保護(hù)的學(xué)習(xí)，掌握管理服務(wù)層的基本知識(shí)；通過對智能交通、智能物流、智能建筑等系 統(tǒng)的學(xué)習(xí)，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用；最后還應(yīng)將物聯(lián)網(wǎng)前沿狀況介紹給學(xué)生。在這個(gè) 過程中強(qiáng)調(diào)掌握物聯(lián)網(wǎng)涉及的基本概念和知識(shí)，提高自身對不斷變化的物聯(lián)網(wǎng)的適應(yīng)能力。.（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：通過RFID實(shí)驗(yàn)箱，掌握低頻、高頻、超高頻和2. 4G有源RFID讀寫器、原 理機(jī)、標(biāo)簽

3、的原理及應(yīng)用。課程目標(biāo)2：掌握低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE、IPv6等多種無線傳感網(wǎng)絡(luò)。課程目標(biāo)3：通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)路由、物聯(lián)網(wǎng)管理:調(diào)試與診斷、認(rèn)知無線電、移動(dòng)計(jì)算中的 群智感知，了解物聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)和應(yīng)用。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)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系（認(rèn)證專業(yè)專一業(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)1Tm-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)要求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

4、，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3-2VVV畢業(yè)要求4-17V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-o二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第1章物聯(lián)網(wǎng)概述教學(xué)內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的起源與開展、核心技術(shù)、主要特點(diǎn)、開展趨勢、應(yīng)用前景。教學(xué)要求：掌握物聯(lián)網(wǎng)的開展背景、定義、特征、平安等概念，以及物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu)和功能劃分, 對物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)全局的認(rèn)識(shí)，激發(fā)出探索物聯(lián)網(wǎng)世界的興趣。第2章感知與識(shí)別技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，包含光符號識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)、IC卡技術(shù)、條形 碼技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)；RFID的

5、歷史和現(xiàn)狀；RFID技術(shù)分析，包含閱讀器、天線、標(biāo)簽、頻率；RFID 和物聯(lián)網(wǎng)。教學(xué)要求：認(rèn)識(shí)讓物品“開口說話，發(fā)布信息”是物聯(lián)網(wǎng)最獨(dú)特的局部。掌握各類位于感知識(shí)別層的信息生成設(shè)備，重點(diǎn)掌握RFID的體系架構(gòu)、工作原理、標(biāo)準(zhǔn)和它在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用。第3章無線傳感網(wǎng)技術(shù)第3章無線傳感技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：傳感器技術(shù)的開展歷史；硬件平臺(tái)，包含傳感器、微處理器、通信芯片、供能裝置；傳感器 的操作系統(tǒng)，包含TinyOS、Contiki OS；傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)，包含選路指標(biāo)ETX、路由協(xié)議CTP、 數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議、路由協(xié)議的新挑戰(zhàn)；無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用，如軍事監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦監(jiān)測系統(tǒng)、醫(yī)療監(jiān) 控系統(tǒng)。教學(xué)要求：繼

6、續(xù)學(xué)習(xí)感知層技術(shù)。掌握傳感器的基本概念以及開展歷史、傳感器的結(jié)構(gòu)、分類、特點(diǎn)、 一般特性；了解傳感器硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)；掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、主要特征、關(guān)鍵技術(shù) 和現(xiàn)狀挑戰(zhàn)。第4章通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：基于位置的服務(wù)；定位系統(tǒng)中的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、蜂窩基站定位、室內(nèi)精確定位、WiFi基站 定位；定位技術(shù)中基于距離的定位、基于距離差的定位、基于信號特征的定位；物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下定位 技術(shù)的新挑戰(zhàn)和開展前景。教學(xué)要求：掌握各種成熟的定位系統(tǒng)和新興的A-GPS、無線AP定位系統(tǒng)；掌握基于各種定位條件的定位技 術(shù)；明確物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的定位技術(shù)的新挑戰(zhàn)和開展前景。第5章智能處理技術(shù)第5章智能處理技術(shù)教

7、學(xué)內(nèi)容：手持移動(dòng)設(shè)備，從PDA到智能手機(jī)、智能手機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)；其他智能設(shè)備，如車載設(shè)備、數(shù)字標(biāo) 牌、醫(yī)療設(shè)備、智能電視；智能設(shè)備運(yùn)行平臺(tái)、情境感知、任務(wù)遷移、智能協(xié)作、多通道交互；智 能設(shè)備開展趨勢。教學(xué)要求：掌握各類傳統(tǒng)和現(xiàn)代移動(dòng)設(shè)備的產(chǎn)生背景、功能、特點(diǎn)、應(yīng)用。特別是智能手機(jī)的歷史、特點(diǎn)、 結(jié)構(gòu)，其中的操作系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)、基本功能、技術(shù)要求、應(yīng)用領(lǐng)域、開展前景，以及智能手機(jī)在 物聯(lián)網(wǎng)中的作用、地位第6章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容：無線網(wǎng)絡(luò)簡介，包含基本組成元素、無線網(wǎng)絡(luò)的類別、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的難點(diǎn)；WiFi:無線局域網(wǎng), 包含IEEE 802. 11協(xié)議開展簡史、IEEE 802. 11架構(gòu)、

8、IEEE 802. 11介質(zhì)訪問控制協(xié)議；WiMAX: 無線城域網(wǎng)，包含WiMAX概述及架構(gòu)、WiMAX介質(zhì)訪問控制原理簡介、無線物聯(lián)世界。教學(xué)要求：掌握與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)的基本概念；無線局域網(wǎng)、IEEE 802. 11協(xié)議相關(guān)知識(shí)；無線城 域網(wǎng)、WiMAX的相關(guān)知識(shí)。第7章物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述；紅外線通信；藍(lán)牙；802.15. 4/ZigBee；體域網(wǎng)，包含物理層、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)傳 感器、體域網(wǎng)應(yīng)用；容遲網(wǎng)絡(luò)，包含網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、DTN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。教學(xué)要求：理解物聯(lián)網(wǎng)對低速網(wǎng)絡(luò)的需求，了解紅外線通信、藍(lán)牙通信技術(shù)；掌握802.15. 4/ZigBee網(wǎng)路 體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)協(xié)議；

9、掌握其組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。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應(yīng)答ACK幀及無線信道監(jiān)聽實(shí)驗(yàn)2綜合必做課程目標(biāo)1、2、32射頻休眠實(shí)驗(yàn)2綜合必做課程目標(biāo)1、2、3注：L “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)1:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：（1）掌握物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)和海量信息存儲(chǔ)技術(shù)，了解物聯(lián)網(wǎng)中的搜索引擎技術(shù)；（2）掌握數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的智能決策應(yīng)用，了解云計(jì)算的基本概念和特點(diǎn)；（3）掌握云計(jì)算工作原理、體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)層次和關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)驗(yàn)要求：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)常用的身份識(shí)別技術(shù)，掌握物聯(lián)網(wǎng)中的密鑰

10、管理技術(shù)和密鑰管理系統(tǒng)和密鑰產(chǎn)生技術(shù)；了解信息隱藏技術(shù)的基本知識(shí)，掌握信息隱藏技術(shù)的基本原理；了解RFID的平安現(xiàn)狀，掌握RFID的平安和隱私保護(hù)機(jī)制；掌握物聯(lián)網(wǎng)中位置信息技術(shù)和 位置信息保護(hù)機(jī)制。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章物聯(lián) 網(wǎng)概述22講授、討論、比照、自學(xué)課程目標(biāo)1第2章感知與識(shí)別技術(shù)44講授、討論、比照、自學(xué)課程目標(biāo)1、2第3章無線傳感技術(shù)44講授、討論、比照、自學(xué)課程目標(biāo)2第4章通信 與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)44講授、自學(xué)課程目標(biāo)2、3第5章智能處理技術(shù)66講授、自學(xué)課程目標(biāo)1、2、3第6章物聯(lián) 網(wǎng)應(yīng)

11、用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)448講授、案例、自學(xué)、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第7章物聯(lián) 網(wǎng)的典型應(yīng)用44講授、自學(xué)課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)28432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

12、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

13、書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用導(dǎo)論，暴建民，人民郵電出版社，2011年2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用，薛燕紅,清華大學(xué)出版社，2012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。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%）