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1、物联网工程及应用课程教学大纲一、课程基本信息二、课程简介和教学目标课程中文名称物联网工程及应用课程英文名称Engineering and Applications of课程编号52802Internet of Things课程模块口思想政治理论课口通识教育课口专业基础课 0专业课课程性质口必修口限选0专业任选口任选总学时32讲授学时24实验（专题辅导） 学时8总学分2开课单位电子与信息 工程学院开课系（室）自动化授课对象电气电气工程及其自动化专业大三本科生、自动化专业大四本科生适用专业电气工程及其自动化、自动化先修课程计算机网络、电路分析、电工基础、程序设计基础、传感器与检测技术1 .课程简介
2、本课程是电气工程及其自动化、自动化专业的一门专业任选课程0主要介绍物联网、 RFID、无线传感器网络、云计算的概念、原理、技术、应用以及发展趋势和前景。主要内容 包括：物联网体系结构及信息技术、无线射频识别技术、无线传感器网络简介、无线传感器 网络协议规范与通信技术、无线传感器网络及其应用、云计算、物联网安全技术、物联网的 典型应用等。通过本课程的学习，使学生了解和掌握物联网所涉及的主要核心技术，为以后 的创新创业和科学研究、应用开发等工作打下扎实的理论和实践基础。2 .教学目标教学目标1：根据信息生成、传输、处理和应用，掌握物联网分为感知识别层、网络构 建层、管理服务层和综合应用层等概念。教
3、学目标2：通过对各层所涉及的核心技术进行分析以及技术举例，使学生掌握有关物 联网的基本知识。教学目标3：让学生系统地了解物联网的基本原理与内部运行机制，为培养学生对物联 网系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。教学目标4 ：能够坚守客观、公正、诚信的原则；尊重他人，具有良好的合作态度与协 作精神；主动积极的工作态度，持续钻研以提高专业素养。教学目标5 （课程思政）：引导学生树立正确的人生观、世界观和价值观，增强学生实.业报国的理想信念。3.教学目标与毕业要求指标点的支撑关系三、理论教学教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标15.1 了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的
4、原理和使 用方法，并理解其局限性。教学目标25.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对自动 化相关领域的工程问题进行分析、计算与设计；能够针对具体的对象，开发或选 用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。教学目标33.1掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解 影响设计目标和技术方案的各种因素。教学目标48.2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，并能在工程实践中自觉遵 守；理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及环境保护的社会责任，能够在 工程实践中自觉履行责任。9 .个人和团队具有良好的独立工作能力、团队
5、合作能力和组织管理协作能力， 能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。10 .沟通能够就复杂的自动化控制工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟 通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备 一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。12 .终身学习具有跟踪和发展自动化及相关领域新理论、新知识和新技术的能 力，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。教学目标53.2能够针对特定需求，完成单元（部件）的设计；能够进行系统或工艺流程设 计，在设计中体现创新意识，并在设计中能够考虑安全、健康、法律、文化及环 境等制约因素。8.1
6、有正确的价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情。表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1一、触（2学时）1 .物联网的概念和技术特 征。2 .物联网发展的国内外概 况。4 .物联网的内涵：物联网起 源于射频识别领域，无线传 感器网络概念的融入，泛在 网络的愿景。（*）5 .从互联网到物联网的演 进：互联网的概念，互联网讲授式、讨论 式、演示等方式 相结合。1, 5讨论：1 物联网 的内涵 课外任 务：L 收集资 料调研 物联网序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他与物联网的关系，H2H与T2T 的发展路线，网络
7、向泛在化 演进。（）发展的 国内外 概况。2二、物联网的体系结构（4学时）.物联网的基本组成2 .感知识别层：感知识别层 的功能和关键技术 （*）3 .网络传输层：网络传输层 的功能和关键技术。（）4 .应用支撑层：应用支撑层 的功能和关键技术。（）5 .应用接口层：应用接口层 的功能和关键技术。（）6 .物联网发展面临的挑战。7 .物联网应用前景展望讲授式、讨论式、 演示等方式相结 合。1讨论：1. 传感器 网络拓 扑控制 主要研 究的问 题是什 么？2.收 集资料 调研物 联网面 临的挑 战和应 对策略3三、感知识别层（6学时）1 .传感器技术：传感器简介， 传感器的作用和分类，传感 器的
8、特性参数，智能传感器。2 .自动识别技术：自动识别技 术概述，生物识别技术，磁 条（卡）和IC卡识别技术， 光学字符技术。3 .RFID技术：RFID技术的概 念与特点，RFID技术的原理 和分类,RFID关键技术。（） （）4 .条形码技术：条形码概述， 条形码的识别原理，条形码 技术的优点，条形码的结构， 条形码的制作。（）讲授式、讨论 式、演示等方式 相结合。22, 4讨论1. 物联网 的关键 技术主 要有哪 些？ 2. 什么是 RFID ? 试简述 RFID 发 展历 程。四、网络传输层（4学时）1.无线个人区域网:ZigBee 简介，ZigBcc协议体系，讲授式、讨论 式、案例式与启
9、 发式相结合。3, 4讨论：1.物联序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他ZigBce网络系统，ZigBee 技术的应用，蓝牙技术，超 宽带技术。（）2 .无线局域网：无线局域网 的分类，IEEE 802. H局域 网的物理层，IEEE 802. 11 局域网的CSMA/CA基本工作 原理，WiFi技术。3 .无线城域网4 .无线传感器网络：传感器 网络体系结构，传感器网络 的特征，传感器网络的应 用，传感器网络的研究进 展。（） （）5 .无线移动通信网络：无线 移动通信简介，3G、4G通信 技术标准。网的无 线通信 技术有 哪些？ 谈谈各 自的优 缺点。2.
10、一个 无线传 感器节 点主要 由哪些 部分构 成？各 部分的 功能分 另I是什 么？五、物联网 应用层及业 务系统构架（4 学时）1 .数据库系统：数据库技术 发展史，数据管理和后键盘 时代，物联网中数据的特点， 物联网中的主要数据管理问 题。（*）2 .海量信息存储技术：存储 系统的发展概况，海量数字 资源管理，海量存储的技术 措施，物联网与云计算，数 据中心。（巧3 .搜索引擎技术：搜索引擎 概述，搜索引擎的系统架构， 搜索引擎面临的挑战，搜索 引擎应对方略。4 .大数据：大数据产生背景， 大数据的关键问题，大数据 处理技术，复杂数据智能分 析技术，数据质量基础理论采用理论讲授、 讨论和演
11、示等方 式。1、2、3、4、5讨论：1. 物联网 大数据 与云计 算的关 系。序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他与关键技术，数据挖掘的进 展及挑战。（） （）5.物联网应用接口层：物联 网的业务分类，物联网业务 系统构架，行业运营平台。六、物联网 综合应用（4学时）1 .智能电网：智能电网系统 架构，智能电网分层网络架 构，智能电网中的主要关键 技术，智能电网应用实例。（）2 .智能物流：智能物流系统 架构，智能物流分层网络架 构，智能物流中的主要关键 技术，智能物流应用实例。3 .智能家居：智能家居系统 架构，智能家居分层网络架 构，智能家居中的主要关键
12、技术，智能家居应用实例一 一智能家居安防系统。4 .其他领域的物联网应用系 统：智能环保，智能农业， 智能工业，智能交通，智能 安防，智能医疗。（）采用理论讲授、 讨论和案例演示 等方式。1、2、3、4、51.收集 资料调 研智能 电网应 用实例， 思考物 联网技 术扮演 的角色。2.调研 其他领 域的物 联网应 用系统： 智能环 保，智能 农业，智 能工业， 智能交 通，智能 安防，智 能医疗 应用实 例。四、实验教学表2实验教学安排序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他1实验1 ：感知层实验（2 学时）通过高频RFID读 卡器感应射频卡信 息，并将数据上传 PC机；读取温
13、湿度 传感器温湿度数 据。综合性1、42实验2 :无线自组网实安装使用Zigbee综合性1、2、4序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他验（2学时）开发软件，搭建 Zigbee开发环境， 进行抓包测试。实验3 ：智能家居系统（4学时）搭建智能家居环 境，并对控制程 序进行调整，测 试控制效果。综合性1、2、3、4、5五、考核与成绩评定方法表3课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩 （40%）作业10主要考核学生对每章节知识点的 理解和掌握程度，并通过IDE软 件编写与验证代码；取各次成绩 的平均值作为书面作业成绩，满 分100分，按10
14、%计入总成绩。1、2、3实验30依据实验课堂提问验收成绩（80 分），以及实验报告质量评分（20 分），满分100分，按30%计入总 成绩。1、2、3期末成绩 （60%）大作业60布置研究任务：1 .选题介绍；2 .指导学生进行需求分析、查阅文 献资料；3 .对于要解决的实际问题，设计解决方案与开发流程， 并于实验台完系统的设计与调试。4 .按照要求撰写报告和答辩PPT。5 .该项满分为100分，按60%计入 总成绩。1、2、3六、建议教材及相关教学资源1崔艳荣.物联网概论北京:清华大学出版社，2014.2王志良,王粉花.物联网工程概论M.北京:机械工业出版社，2011.3韩毅刚,王大鹏,李琪等.物联网概论M.北京:机械工业出版社，2012.4武奇生,惠萌，巨永锋等.物联网工程及应用M.西安:西t安电子科技大学出版社, 2014.