《物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)Positioning Technology of Internet of Things一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學(xué)分： 2 學(xué)分課程總學(xué)時： 32 學(xué)時，其中講課：26 學(xué)時，實驗（含上機）：6 學(xué)時，課外 學(xué)時課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第7學(xué)期先修課程：傳感器技術(shù) 無線傳感網(wǎng)適用專業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程教 材：梁久禎，無線定位系統(tǒng)（第一版），電子工業(yè)出版社，2013年2月。開課單位： 計算機與軟件學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng)工程 系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標和任務(wù)無線定位技術(shù)可分為廣域網(wǎng)定位技術(shù)和無線局域網(wǎng)定位技術(shù)。廣域網(wǎng)定位分為衛(wèi)星定位和基站蜂窩移動定位；無線局域網(wǎng)定位主要包括Wi-Fi

2、定位、ZigBee定位、UWB定位、CSS定位技術(shù)等。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握無線跟蹤定位技術(shù)的原理、設(shè)計和工程實踐，包括無線傳播理論、信號探測方法、TOA測量技術(shù)、跟蹤算法的性能測評、定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、常見定位方法、定位精度、傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、非視距傳播技術(shù)等，使學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)有一個較清晰的認識，并使學(xué)生具備較強的運用物聯(lián)網(wǎng)理論與實踐知識分析解決實際問題的能力，為將來從事物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用工作打下一定的基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第1章 緒論（3學(xué)時）1.1無線定位系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀（1學(xué)時）（1）了解無線定位的起源； （2）理解無線定位的發(fā)展現(xiàn)狀； （3）掌握無線定位系統(tǒng)的應(yīng)用；重點

3、：無線定位的發(fā)展現(xiàn)狀與無線定位系統(tǒng)的應(yīng)用難點：無線定位系統(tǒng)的應(yīng)用1.2無線定位系統(tǒng)的基本分類（1學(xué)時）（1）了解衛(wèi)星定位系統(tǒng)； （2）了解蜂窩定位系統(tǒng)；重點：無線定位系統(tǒng)的基本分類難點：蜂窩定位系統(tǒng)1.3無線定位系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容（1學(xué)時）（1）了解無線定位算法及性能評價； （2）理解無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與無線定位系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)； 重點：無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議難點：無線定位系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)第2章 衛(wèi)星定位（4學(xué)時）2.1衛(wèi)星定位測量基礎(chǔ)（1學(xué)時）（1）了解衛(wèi)星定位系統(tǒng)；（2）理解衛(wèi)星定位系統(tǒng)空間與時間系統(tǒng)； （3）理解衛(wèi)星運行軌道及受攝運動；重點：衛(wèi)星定位系統(tǒng)空間與時間系統(tǒng)難點：受攝運動2.2衛(wèi)星信號及測量原理（1學(xué)

4、時）（1）了解衛(wèi)星信號成分與調(diào)制技術(shù)； （2）理解導(dǎo)航電文格式與衛(wèi)星星歷； （3）掌握衛(wèi)星信號接收機工作基本原理；重點：衛(wèi)星信號接收機工作基本原理難點：衛(wèi)星信號接收機工作基本原理2.3 衛(wèi)星定位方法及定位誤差（1學(xué)時）（1）了解靜態(tài)定位、動態(tài)定位、定位誤差2.4 衛(wèi)星定位應(yīng)用實例（1學(xué)時）（1）理解系統(tǒng)總體設(shè)計方案； （2）理解車輛調(diào)度中心設(shè)計與智能終端設(shè)計； 重點：系統(tǒng)總體設(shè)計方案難點：系統(tǒng)總體設(shè)計方案第3章 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)定位（3學(xué)時）3.1 蜂窩技術(shù)概述（1學(xué)時）（1）了解蜂窩技術(shù)的需求與發(fā)展；（2）理解現(xiàn)有蜂窩定位技術(shù)；重點：蜂窩定位技術(shù)難點：蜂窩定位技術(shù)3.2蜂窩定位方法與誤差（1學(xué)時

5、）（1）了解基本定位方法； （2）理解誤差來源；3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例（1學(xué)時）（1）了解GSM網(wǎng)絡(luò)電波特征值； （2）理解基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)；重點：基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)難點：基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)第4章 Wi-Fi定位（5學(xué)時）4.1 Wi-Fi基礎(chǔ)（1學(xué)時）（1）了解IEEE 802.11系列標準概述； （2）理解Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)成員與結(jié)構(gòu)與Wi-Fi信道； （3）理解Wi-Fi MAC幀格式與Wi-Fi掃描；4.2無線信道：傳播與衰落（1學(xué)時）（1）理解無線信道的傳播； （2）掌握小尺度衰落與大尺度衰落；4.3 位置指紋法（1學(xué)時）

6、（1）了解位置指紋數(shù)據(jù)庫與搜索空間縮減技術(shù)； （2）理解位置估算方法； （3）掌握位置估算方法的優(yōu)化；重點：位置估算方法難點：位置估算方法的優(yōu)化4.4 Loc定位研究工具集（1學(xué)時）（1）了解Loclib、Loctrace、Loceva、Locana工具集； 4.5 HTML5 GeoLocation定位實例（1學(xué)時）（1）理解HTML5 GeoLocation定位實例；重點：HTML5 GeoLocation定位難點：HTML5 GeoLocation定位應(yīng)用第5章 ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位（4學(xué)時）5.1 ZigBee概述（1學(xué)時）（1）了解ZigBee起源與技術(shù)簡介； （2）理解自組網(wǎng)通信、

7、ZigBee產(chǎn)品、ZigBee網(wǎng)絡(luò)；5.2 ZigBee協(xié)議（1學(xué)時）（1）了解物理層與媒體訪問控制層協(xié)議； （2）了解網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及組網(wǎng)方式及應(yīng)用層協(xié)議；重點：ZigBee協(xié)議難點：ZigBee協(xié)議5.3 基于ZigBee的TLM定位算法（1學(xué)時）（1）了解定位算法； （2）理解TLM定位算法設(shè)計； （3）掌握算法仿真及結(jié)果；重點：定位算法設(shè)計及仿真難點：定位算法設(shè)計5.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位應(yīng)用實現(xiàn)（1學(xué)時）（1）了解ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)的建立； （2）理解基于ZigBee技術(shù)的煤礦井定位系統(tǒng)設(shè)計； 第6章 UWB定位技術(shù)（3學(xué)時）6.1UWB簡介（1學(xué)時）（1）了解UWB的定義及發(fā)展與現(xiàn)

8、狀； （2）理解UWB與其他近距離無線通信技術(shù)的比較； （3）掌握UWB技術(shù)的主要特點與UWB的關(guān)鍵技術(shù)；重點：UWB技術(shù)的主要特點與UWB的關(guān)鍵技術(shù)難點：UWB的關(guān)鍵技術(shù)6.2 UWB定位技術(shù)（1學(xué)時）（1）了解UWB的定位方法； （2）理解基于時間的UWB測距技術(shù)及主要誤差來源；（3）理解UWB信號時延估計方法及其他形式的UWB定位；（4）掌握UWB定位算法實現(xiàn)；重點：UWB定位技術(shù)難點：UWB定位算法實現(xiàn)6.3 UWB定位應(yīng)用（1學(xué)時）（1）了解UWB定位應(yīng)用現(xiàn)狀及進一步研究方向；（2）理解UWB定位應(yīng)用實例及UWB定位應(yīng)用；重點：UWB定位應(yīng)用難點：UWB定位應(yīng)用第7章 CSS定位（4學(xué)時）7.1 CSS技術(shù)概述（1學(xué)時）（1）了解Chirp信號與脈沖壓縮理論；（2）了解CSS的發(fā)展及技術(shù)特點； （3）理解CSS無線定位技術(shù)與其他技術(shù)方案的比較；7.2 CSS信號時延估計（1學(xué)時）（1）理解基于匹配濾波器的時延估計； （2）理解基于高階累積量的時延估計； 7.3 非視距傳播問題（1學(xué)時）（1）了解非視距識別； （2）理解非視距誤差抑制；7.4 CSS定位應(yīng)用實現(xiàn)（1學(xué)時）（1）了解實驗平臺介紹； （2）掌握CSS測距實驗與定位實驗；重點：CSS測距實