《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》1課程教學(xué)大綱

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》教學(xué)大綱課程英文名InternetofThings課程代碼03M0011學(xué)分3總學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)16課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)課課程性質(zhì)任選先修課程高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線(xiàn)性代數(shù)、模擬電子線(xiàn)路、通信電路適用專(zhuān)業(yè)通信工程開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》為科學(xué)技術(shù)類(lèi)課程。本課程應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的代數(shù)理論、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論的概率論知識(shí)、線(xiàn)性代數(shù)的矩陣變換、模擬電子線(xiàn)路的電路分析方法、通信電路的振蕩器、振幅調(diào)制與解調(diào)、混頻電路，探討物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會(huì)背景與技術(shù)背景，闡明物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與社會(huì)信息化發(fā)展的關(guān)系，分析物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系，說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的預(yù)期目標(biāo)，描述物聯(lián)網(wǎng)在感知中國(guó)和世界的作用，指出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的利與弊，探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后的新的技術(shù)革命，融傳感技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)等諸多技術(shù)為一體。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本組成、基本性能指標(biāo)和基本分析方法，了解電子與信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展歷史中重大突破的背景與影響，了解電子信息類(lèi)領(lǐng)域重要資源來(lái)源及獲取方法，加強(qiáng)對(duì)電子產(chǎn)品和信息技術(shù)更新?lián)Q代周期短的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念，能夠針對(duì)電子信息技術(shù)相關(guān)的當(dāng)前熱點(diǎn)問(wèn)題發(fā)表自己的想法。為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供通信技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。（二）課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1.物聯(lián)網(wǎng)概述：掌握物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和各國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略或進(jìn)展。2、ILO-2.物聯(lián)網(wǎng)感知識(shí)別：掌握RFID技術(shù)，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，無(wú)線(xiàn)單片機(jī)技術(shù)，傳感器技術(shù)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。3、ILO-3.物聯(lián)網(wǎng)通信傳輸：掌握短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，遠(yuǎn)程通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。讓學(xué)生懂得了對(duì)學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，尊重自己和他人，對(duì)集體負(fù)責(zé)，以及家國(guó)情懷和社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)，我們的青少年才能真正讓自己的青春韶華在奮斗中發(fā)出璀璨的光芒，成為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的主力軍，并身體力行，開(kāi)拓創(chuàng)新，眾志成城去實(shí)現(xiàn)偉大的中國(guó)夢(mèng)。4、ILO-4．物聯(lián)網(wǎng)信息處理：掌握智能信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。5、ILO-5．物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合期末測(cè)試、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)等途徑和方法來(lái)達(dá)成。具體每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑與方法見(jiàn)下表所示。課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)內(nèi)容ILO-1課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末測(cè)試ILO-2課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末測(cè)試ILO-3課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末測(cè)試ILO-4課堂教學(xué)、課后作業(yè)和期末測(cè)試ILO-5課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末測(cè)試三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求5-1畢業(yè)要求6-2畢業(yè)要求7-2畢業(yè)要求10-2ILO-1M（0.10）ILO-2H（0.20）ILO-3M（0.10）H（0.20）ILO-4H（0.20）ILO-5H（0.20）四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、物聯(lián)網(wǎng)概述了解物聯(lián)網(wǎng)的定義與發(fā)展，掌握聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)成，掌握物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，掌握物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系，掌握物聯(lián)網(wǎng)的特征，掌握物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握各國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略或進(jìn)展，掌握未來(lái)展望--人類(lèi)將進(jìn)人物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。這部分是該課程的基礎(chǔ)部分，重點(diǎn)講解物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本組成、基本性能指標(biāo)，了解電子信息工程專(zhuān)業(yè)的前沿理論與發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，了解電子與信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展歷史中重大突破的背景與影響。2、RFID技術(shù)了解RFID技術(shù)概述，掌握RFID系統(tǒng)工作的物理學(xué)原理，掌握RFID系統(tǒng)的分類(lèi)，掌握RFID技術(shù)的原理，掌握RFID標(biāo)準(zhǔn)，掌握RFID的安全問(wèn)題。這部分在第1部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解掌握RFID技術(shù)的原理，以便同學(xué)們能掌握RFID技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。3、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)了解無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，掌握調(diào)制與解調(diào)技術(shù)，掌握數(shù)據(jù)傳輸方式，掌握數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)，掌握無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的多路訪問(wèn)技術(shù)。這部分在第2部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解掌握無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以便同學(xué)們能掌握無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到理解相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)在通信工程領(lǐng)域?qū)嵤┲械幕具\(yùn)用。4、無(wú)線(xiàn)單片機(jī)技術(shù)了解無(wú)線(xiàn)單片機(jī)概述，掌握無(wú)線(xiàn)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，掌握無(wú)線(xiàn)單片機(jī)的介紹，掌握嵌入式智能傳感器概述，掌握嵌入式系統(tǒng)。這部分在第1部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解掌握RFID技術(shù)的原理，以便同學(xué)們能掌握無(wú)線(xiàn)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。5、傳感器技術(shù)了解傳感器的基本知識(shí)，掌握常見(jiàn)傳感器，掌握MEMS傳感器，掌握傳感器和微控制器接口。這部分在第4部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解掌握傳感器的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到了解電子信息領(lǐng)域重要資源來(lái)源及獲取方法，加強(qiáng)對(duì)電子產(chǎn)品和信息技術(shù)更新?lián)Q代周期短的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念。6、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了解無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述，掌握無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，掌握無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，掌握無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)，掌握無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。這部分在第6部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)傳感器基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到能識(shí)別設(shè)計(jì)任務(wù)所面臨的多種制約條件（如社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素），并得出可接受的指標(biāo)。7、短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)了解短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述，掌握RFID技術(shù)，掌握Z(yǔ)igBee技術(shù)，掌握藍(lán)牙技術(shù)，掌握WiFi技術(shù)，掌握超寬帶（UWB）技術(shù)。這部分在第2部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解WiFi技術(shù)的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。8、遠(yuǎn)程通信技術(shù)了解通信與遠(yuǎn)程通信概述，掌握遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸，掌握常見(jiàn)多路復(fù)用技術(shù)，掌握現(xiàn)代遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。這部分在第2部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解現(xiàn)代遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握遠(yuǎn)程通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。9、智能信息處理技術(shù)掌握機(jī)器學(xué)習(xí)，掌握模式識(shí)別，掌握信息融合，數(shù)據(jù)挖掘，掌握云計(jì)算。重點(diǎn)講解數(shù)據(jù)挖掘的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握智能信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。10、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在超市購(gòu)物中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在手機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用。這部分在前9部分的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用的基本知識(shí)，以便同學(xué)們能掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生達(dá)到能夠就與電子信息技術(shù)相關(guān)的當(dāng)前熱點(diǎn)問(wèn)題發(fā)表自己的想法，加強(qiáng)對(duì)電子產(chǎn)品和信息技術(shù)更新?lián)Q代周期短的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念。能夠求解通信工程問(wèn)題的模型或者完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)解決方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。能夠完成設(shè)計(jì)方案并分析闡明設(shè)計(jì)的合理性。能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)和通信工程基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析，得出有效解決方法和結(jié)論。能夠有效地運(yùn)用圖表展示技術(shù)信息。打*號(hào)的表示選講。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章物聯(lián)網(wǎng)概述4(其中2個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))ILO1第2章RFID技術(shù)5（其中3個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）完成RFID相關(guān)的作業(yè)ILO2第3章無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)4ILO2第4章無(wú)線(xiàn)單片機(jī)技術(shù)2ILO2第5章傳感器技術(shù)2ILO2第6章無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)9（其中3個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）完成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的作業(yè)，完成實(shí)驗(yàn)ILO2第7章短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)6（其中2個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）完成短距離無(wú)線(xiàn)通信相關(guān)的作業(yè)，完成實(shí)驗(yàn)ILO3第8章遠(yuǎn)程通信技術(shù)6完成遠(yuǎn)程通信技術(shù)作業(yè)ILO3第9章智能信息處理技術(shù)2完成智能信息處理技術(shù)方面的作業(yè)ILO4第10章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用8（其中6個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）完成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的作業(yè)，完成實(shí)驗(yàn)ILO5六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類(lèi)別1物聯(lián)網(wǎng)基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)2了解物聯(lián)網(wǎng)基本知識(shí)。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的操作步驟，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的思考題，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)證必做2IEEE802.15.4基本原理實(shí)驗(yàn)2掌握IEEE802.15.4基本原理。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的操作步驟，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的思考題，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)證必做3多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組建實(shí)驗(yàn)3掌握多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組建。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的操作步驟，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的思考題，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)必做4基于RFID的基本讀寫(xiě)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)3掌握基于RFID的基本讀寫(xiě)系統(tǒng)。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的操作步驟，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的思考題，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)二選一5RFID系統(tǒng)性能分析實(shí)驗(yàn)3掌握RFID系統(tǒng)性能分析。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的操作步驟，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的思考題，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)6物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的綜合開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)6掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，基于不同的參數(shù)設(shè)計(jì)，每個(gè)同學(xué)撰寫(xiě)相應(yīng)的程序代碼，并進(jìn)行調(diào)試測(cè)試和仿真分析，最后針對(duì)程序原理和仿真結(jié)果回答老師的提問(wèn)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。綜合必做七、考核方式、成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例考核與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系過(guò)程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄討論發(fā)言記錄作業(yè)批改成績(jī)20%ILO-1~ILO-5實(shí)驗(yàn)考核操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告操作成績(jī)報(bào)告批改成績(jī)30%ILO-1~ILO-3ILO-5期末考核開(kāi)卷卷面成績(jī)50%ILO-1~ILO-4考核類(lèi)別考查成績(jī)登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績(jī)?cè)u(píng)定ILO-1過(guò)程考核0.2相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A10驗(yàn)收+報(bào)告，0.3驗(yàn)收*0.5+報(bào)告*0.5的所有實(shí)驗(yàn)平均分B10期末測(cè)試0.5相應(yīng)期末考試平均分C10ILO-1達(dá)成度=0.2*A10+0.3*B10+0.5*C10ILO-2過(guò)程考核0.2相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A20驗(yàn)收+報(bào)告，0.3驗(yàn)收*0.5+報(bào)告*0.5的所有實(shí)驗(yàn)平均分B20期末測(cè)試0.5相應(yīng)期末考試平均分C20ILO-2達(dá)成度=0.2*A20+0.3*B20+0.5*C20ILO-3過(guò)程考核0.2相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A30驗(yàn)收+報(bào)告，0.3驗(yàn)收*0.5+報(bào)告*0.5的所有實(shí)驗(yàn)平均分B30期末測(cè)試0.5相應(yīng)期末考試平均分C30目標(biāo)達(dá)成度3=0.2*A30+0.3*B30+0.5*C30ILO-4過(guò)程考核0.5相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A40期末測(cè)試0.5相應(yīng)期末考試平均分B40目標(biāo)達(dá)成度4=0.5*A40+0.5*B40ILO-5過(guò)程考核0.2相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A40驗(yàn)收+報(bào)告，0.3驗(yàn)收*0.5+報(bào)告*0.5的所有實(shí)驗(yàn)平均分A50期末測(cè)試0.5相應(yīng)期末