《物聯(lián)網定位技術》課程教學大綱

1、物聯(lián)網定位技術Positioning Technology of Internet of Things一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學分： 2 學分課程總學時： 32 學時，其中講課：26 學時，實驗（含上機）：6 學時，課外 學時課程性質：選修開課學期：第7學期先修課程：傳感器技術 無線傳感網適用專業(yè)： 物聯(lián)網工程教 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： 計算機與軟件學院 物聯(lián)網工程 系二、課程性質、教學目標和任務無線定位技術可分為廣域網定位技術和無線局域網定位技術。廣域網定位分為衛(wèi)星定位和基站蜂窩移動定位；無線局域網定位主要包括Wi-Fi

2、定位、ZigBee定位、UWB定位、CSS定位技術等。本課程的教學目的是使學生掌握無線跟蹤定位技術的原理、設計和工程實踐，包括無線傳播理論、信號探測方法、TOA測量技術、跟蹤算法的性能測評、定位系統(tǒng)的基礎理論、常見定位方法、定位精度、傳感器網絡定位技術、非視距傳播技術等，使學生對物聯(lián)網定位技術有一個較清晰的認識，并使學生具備較強的運用物聯(lián)網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)網研究與應用工作打下一定的基礎。三、教學內容和要求第1章 緒論（3學時）1.1無線定位系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀（1學時）（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)的應用難點：無線定位系統(tǒng)的應用1.2無線定位系統(tǒng)的基本分類（1學時）（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)的主要研究內容（1學時）（1）了解無線定位算法及性能評價； （2）理解無線網絡協(xié)議與無線定位系統(tǒng)相關技術； 重點：無線網絡協(xié)議難點：無線定位系統(tǒng)相關技術第2章 衛(wèi)星定位（4學時）2.1衛(wèi)星定位測量基礎（1學時）（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

4、時）（1）了解衛(wèi)星信號成分與調制技術； （2）理解導航電文格式與衛(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)星定位應用實例（1學時）（1）理解系統(tǒng)總體設計方案； （2）理解車輛調度中心設計與智能終端設計； 重點：系統(tǒng)總體設計方案難點：系統(tǒng)總體設計方案第3章 蜂窩通信網絡定位（3學時）3.1 蜂窩技術概述（1學時）（1）了解蜂窩技術的需求與發(fā)展；（2）理解現(xiàn)有蜂窩定位技術；重點：蜂窩定位技術難點：蜂窩定位技術3.2蜂窩定位方法與誤差（1學時

5、）（1）了解基本定位方法； （2）理解誤差來源；3.3 GSM網絡的電波特征與定位實例（1學時）（1）了解GSM網絡電波特征值； （2）理解基于手機定位的交通OD數(shù)據獲取技術；重點：基于手機定位的交通OD數(shù)據獲取技術難點：基于手機定位的交通OD數(shù)據獲取技術第4章 Wi-Fi定位（5學時）4.1 Wi-Fi基礎（1學時）（1）了解IEEE 802.11系列標準概述； （2）理解Wi-Fi網絡成員與結構與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學時）

6、（1）了解位置指紋數(shù)據庫與搜索空間縮減技術； （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學時）（1）了解Loclib、Loctrace、Loceva、Locana工具集； 4.5 HTML5 GeoLocation定位實例（1學時）（1）理解HTML5 GeoLocation定位實例；重點：HTML5 GeoLocation定位難點：HTML5 GeoLocation定位應用第5章 ZigBee網絡定位（4學時）5.1 ZigBee概述（1學時）（1）了解ZigBee起源與技術簡介； （2）理解自組網通信、

7、ZigBee產品、ZigBee網絡；5.2 ZigBee協(xié)議（1學時）（1）了解物理層與媒體訪問控制層協(xié)議； （2）了解網絡層協(xié)議及組網方式及應用層協(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學時）（1）了解定位算法； （2）理解TLM定位算法設計； （3）掌握算法仿真及結果；重點：定位算法設計及仿真難點：定位算法設計5.4 ZigBee網絡定位應用實現(xiàn)（1學時）（1）了解ZigBee傳感網絡的建立； （2）理解基于ZigBee技術的煤礦井定位系統(tǒng)設計； 第6章 UWB定位技術（3學時）6.1UWB簡介（1學時）（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的比較； （3）掌握UWB技術的主要特點與UWB的關鍵技術；重點：UWB技術的主要特點與UWB的關鍵技術難點：UWB的關鍵技術6.2 UWB定位技術（1學時）（1）了解UWB的定位方法； （2）理解基于時間的UWB測距技術及主要誤差來源；（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定位技術難點：UWB定位算法實現(xiàn)6.3 UWB定位應用（1學時）（1）了解UWB定位應用現(xiàn)狀及進一步研究方向；（2）理解UWB定位應用實例及UWB定位應用；重點：UWB定位應用難點：UWB定位應用第7章 CSS定位（4學時）7.1 CSS技術概述（1學時）（1）了解Chirp信號與脈沖壓縮理論；（2）了解CSS的發(fā)展及技術特點； （3）理解CSS無線定位技術與其他技術方案的比較；7.2 CSS信號時延估計（1學時）（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定位應用實現(xiàn)（1學時）（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