《智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)概論》教學(xué)大綱

1、智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)概論教學(xué)大綱課程編號(hào)：課程名稱：智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)概論英文名稱：Introduction to the project of IOT課程類型：專業(yè)課課程要求：選修學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2 （講課學(xué)時(shí)：24 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8 上機(jī)學(xué)時(shí)：0）適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一、課程性質(zhì)與任務(wù)“智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)概論”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的方向課程。本課程主要介紹物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，智能硬件聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)景，物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及比較各技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景，及物聯(lián)網(wǎng)安全等內(nèi)容。由實(shí)際案例分析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣、訓(xùn)練系統(tǒng)化思維，強(qiáng)化實(shí)踐意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神及解決實(shí)際問題的能力。通過本課

2、程學(xué)習(xí)能夠通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜物聯(lián)網(wǎng)問題，以獲得有效結(jié)論。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解基本的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系、掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的典型應(yīng)用。讓學(xué)生能夠通過理解最典型的應(yīng)用，再結(jié)合實(shí)際，完成智能家居的實(shí)驗(yàn)，從而將理論認(rèn)識(shí)上升到實(shí)踐。根據(jù)掌握的物聯(lián)網(wǎng)安全的研究方向，建立物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的模型。二、課程與其他課程的聯(lián)系先修課程：計(jì)算基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。后續(xù)課程：無線傳感網(wǎng)技術(shù)、智能電子產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)。先修課程為課程提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)、智能硬件系統(tǒng)組成要素、供應(yīng)鏈信息技術(shù)等相關(guān)知識(shí)。本課程將為以后從事與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的工作打下理論基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與社會(huì)信息化發(fā)展的關(guān)系

3、，分析物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)中國(guó)和世界的作用，具備物聯(lián)網(wǎng)管理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等較強(qiáng)實(shí)務(wù)運(yùn)作能力。具體能力如下：1.培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代企業(yè)智能硬件應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)問題的能力，具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)解決問題的能力、綜合試驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐能力。（支撐畢業(yè)能力要求1）2.培養(yǎng)系統(tǒng)解決物聯(lián)網(wǎng)問題的能力。能夠基于物聯(lián)網(wǎng)并采用物聯(lián)網(wǎng)方法設(shè)計(jì)智能硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、并通過綜合分析得到合理有效的結(jié)論。（支撐畢業(yè)能力要求2）3.培養(yǎng)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)方案的能力，培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的。（支撐畢業(yè)能力要求4）四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課

4、程教學(xué)目標(biāo)1一、緒論1.物聯(lián)網(wǎng)的由來；2.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展；3.物聯(lián)網(wǎng)的前景展望。1.了解物流網(wǎng)發(fā)展的歷程。2.理解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、特征。3.了解物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、前景等。4講授12二、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)1.概述；2.感知層；3.網(wǎng)絡(luò)層；4.應(yīng)用層。1.明確物聯(lián)網(wǎng)各層次的關(guān)系。2.能夠闡述物聯(lián)網(wǎng)各層次涉及的核心技術(shù)。3.能夠闡述各核心技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景。4講授13三、物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用1.智能物流；2.智能家居；3.智能交通；4.智能監(jiān)控。1.掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用。2.掌握智能家居、智能交通應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。3.了解智能監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)和存在的問題。4講授1、24實(shí)驗(yàn)1：智能家

5、居實(shí)驗(yàn)1.了解智能家居的應(yīng)用技術(shù)。2.理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。3.構(gòu)建出具體應(yīng)用模型。4實(shí)驗(yàn)25四、智能硬件聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用1.市場(chǎng)環(huán)境分析；2.應(yīng)用案例介紹；3.智慧硬件系統(tǒng)介紹；4.平臺(tái)開發(fā)進(jìn)程和合作建議。1.了解智慧硬件的市場(chǎng)環(huán)境。2.掌握典型的智慧硬件系統(tǒng)。3.了解平臺(tái)開發(fā)進(jìn)程和合作建議。4講授2、36五、物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)1.條碼技術(shù)；2.電子數(shù)據(jù)交換EDI技術(shù)；3.地理信息系統(tǒng)技術(shù)；4.全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。1.了解各信息技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的作用。2. 能夠闡述各信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展前景。3. 能夠闡述如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化，標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化。4講授2、37實(shí)驗(yàn)2：物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。1.理解物

6、聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用原理。2.理解物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的關(guān)鍵作用。4實(shí)驗(yàn)28六、物聯(lián)網(wǎng)安全1. 信息安全基礎(chǔ)2. 無傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID安全3. 物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的新挑戰(zhàn)1.闡明信息安全的重要性。2.了解如何保證物聯(lián)網(wǎng)安全，可以采取哪些恰當(dāng)?shù)拇胧?.了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)及如何靈活應(yīng)對(duì)。4講授1、2五、其他教學(xué)環(huán)節(jié)（課外教學(xué)環(huán)節(jié)、要求、目標(biāo)）1.作業(yè)：（課外24學(xué)時(shí)）(1)第1章緒論作業(yè)（課外6學(xué)時(shí)）要求：上網(wǎng)查找資料，總結(jié)NB-IOT、Lora、emtc幾個(gè)前沿物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)。目標(biāo)：通過該作業(yè)使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，了解業(yè)界最先進(jìn)的研究點(diǎn)，為后續(xù)課程設(shè)立支撐點(diǎn)，做到理解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)

7、展方向。該作業(yè)主要提高學(xué)生總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)熱點(diǎn)知識(shí)能力，通過查找資料，鞏固所學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識(shí)，并在過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力。(2)第2章物聯(lián)網(wǎng)體系機(jī)構(gòu)作業(yè)（課外6學(xué)時(shí)）要求：基于zigbee描述感知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層各層的作用。目標(biāo)：通過該作業(yè)使學(xué)生掌握具體的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的各部分功能，將理論的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的可見的代碼，并分析該模型，為后續(xù)課程設(shè)立良好的基礎(chǔ)，做到理解物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)分層思想。作業(yè)主要提高學(xué)生閱讀代碼，分析代碼的能力。通過zigbee這無線通信方式，能夠建立起物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的分層思想，并能夠在實(shí)際閱讀代碼過程中提高編程能力。(3)第3章物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用（課外

8、6學(xué)時(shí)）要求：總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用涉及的技術(shù)點(diǎn)以及技術(shù)關(guān)鍵，需要重點(diǎn)考慮的要素。目標(biāo)：通過該作業(yè)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用模型的理解，讓學(xué)生可以抓住重點(diǎn)，區(qū)別應(yīng)用模型所要考慮的關(guān)鍵因素，并能夠通過多個(gè)模型的對(duì)比對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行鞏固，對(duì)后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。作業(yè)主要提高學(xué)生總結(jié)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的能力，能夠在沉淀課程理論知識(shí)的同時(shí)讓學(xué)生對(duì)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)模型建立過程中出現(xiàn)的問題有基本的認(rèn)識(shí)。(4)第6章作業(yè)（課外6學(xué)時(shí)）要求：描述物聯(lián)網(wǎng)安全問題有哪些方面？主要措施是什么。目標(biāo)：通過該作業(yè)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全研究的了解。讓學(xué)生借助已知的互聯(lián)網(wǎng)安全研究延伸到物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域，并能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)安全研究的

9、各個(gè)方向主要技術(shù)以及技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行總結(jié)。六、教學(xué)方法本課程以課堂教學(xué)為主，結(jié)合作業(yè)、自學(xué)、以及實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。在課堂教學(xué)中，通過講授、提問、討論、演示等教學(xué)方法和手段讓學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的典型應(yīng)用，理解網(wǎng)絡(luò)安全的內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建智能家居典型應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、與其他同學(xué)合作解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在自學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)課程中重點(diǎn)內(nèi)容的理解。如物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)安全問題等。通過課后作業(yè)這一教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，總結(jié)能力，化有限的課堂時(shí)間為無限的課外拓展。七、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式最終成績(jī)由平時(shí)作業(yè)成績(jī)、平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)等組合而成。各部分所占比例如下：平時(shí)作業(yè)成績(jī)：30%。主要考核對(duì)每堂課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，分組