《智能港口物联网》课程教学大纲

1、智能港口物联网课程教学大纲编号：一、课程名称.中文名称：智能港口物联网.英文名称：Internet of Things for Smart Port二、课程概况课程类别：选修课学时数：32学分数：2适用专业：控制理论与控制工程开课学期：第2学期开课单位：物流科学与工程研究院四、教学目的及要求物联网是当今信息技术开展的前沿，同时也是支撑智能港口建设与运转的核 心技术之一。港口物联网这门课程就是以港口为具体应用对象，开展物联网 基础理论与技术的讲授，是相关专业学生拓展学科视野，跟踪专业开展前沿的重 要课程。智能港口物联网的学习目的是使学生在理清物联网基本概念的同时，掌 握物联网在智能港口应用领域的

2、体系架构以及各个作业环节所涉及到的关键技 术，帮助学生掌握智能港口物联网系统实施的方法论，从而最终能够运用相关理 论与方法简单构建物联网系统，解决生产实际问题。课程将依据教学大纲要求，以学生为中心，通过课堂讲授、课程实验、网络 教育资源共享等方式，并结合港口实际生产案例，帮助学生完成港口物联网系统 相关的知识理论体系的构建。在学习过程中学生需要完成大量文献查阅，以及亲 自动手参与开发，学生视野、实践与解决问题能力均能得到显著提升。五、课程主要内容及先修课程5.1课程主要内容(1)港口物联网基本概念介绍一般物联网与港口物联网的开展历程，讲述港口物联网在智慧港口中所 扮演的重要角色。介绍港口物联网

3、基本概念。举例说明港口物联网的实际应用。 (2)港口物联网体系架构介绍港口物联网现有体系架构。明确不同架构之间异同点。重点讲解经典 OSI物联网分层架构(感知层、网络层、数据管理层与应用层)。讲解各层的功 能与所涉及到的关键技术。（3）感知层-无线传感器网络介绍无线传感器网络的基本概念，讲解其主要特征。重点讲授无线传感器网 络的自组织与多跳特征。介绍经典的路由算法。举例说明无线传感器网络在智能 港口中的实际应用。（4）感知层-RFID介绍RFID的基本概念与工作原理。重点讲授RFID的分类。介绍RFID所 面临的技术挑战。举例说明RFID在智能港口中的实际应用。（5）感知层-定位系统介绍定位系

4、统的基本概念。重点明确定位系统中的3W原那么（即where, when 和who）。重点讲解全球定位系统。介绍其他定位技术（如室内定位技术）。举例 说明定位系统在智能港口中的实际应用。（6）网络层介绍港口物联网中所涉及的代表性网络通讯技术，并明确各个通讯技术之间 的优点与缺点。重点讲解各个通讯技术在智能港口中的具体应用。明确当前在智 能港口中网络层所面临的突出问题。（7）数据管理层-数据挖掘介绍数据挖掘的基本概念与方法。明确数据挖掘在智能港口的重要意义。重 点讲述数据挖掘在智能港口的具体应用。强调港口物联网以数据为中心的设计理 念。解释数据挖掘与大数据之间的有机关联。（8）数据管理层-多智能体

5、介绍多智能体的基本概念，讲解多智能体在语义描述、智能决策、系统建模 等方面的经典方法。明确多智能体在智能港口中的典型应用。（9）数据管理层-云计算介绍云计算的基本概念、架构与方法。明确云计算的突出优势。重点讲述云 计算最新进展（雾计算、边缘计算）。着重讲解云计算在智能港口中的具体应用。（10）应用层介绍物联网在交通、城市管理与农业中的典型应用。从系统角度重点讲解港 口物联网在实际港口生产作业中的功能角色。明确当前港口物联网仍面临的技术 瓶颈问题。（11）课堂实验通过RFID读写实验帮助学生更好掌握RFID工作原理；通过无线传感器网 络多跳通讯实验帮助学生掌握无线传感器网络数据采集原理；通过设计

6、最小港口 物联网系统监测AGV小车移动状态，帮助学生掌握如何合理运用物联网技术解 决实际问题。5.2先修课程C语言程序设计六、课程教学方法在教学方法上，将课堂教学、实验教学、课程研讨等有机地结合起来，并充 分引入当前港口物联网技术开展前沿与最新应用案例。在教学过程中，除讲解基 本理论、概念与方法外，重点讲授如何有效运用物联网技术解决港口实际问题。 在传授学生课堂知识的同时，注重学生认知能力、科研素质与创新意识的培养， 激发学生对于物联网、大数据与云计算等前沿技术的兴趣。七、课程考核方式本课程为选修课。在课程评定成绩中，平时成绩占20%,实验环节占20%, 课程期末论文占60%。教学过程中适当布置作业，以文献查阅为主。考试内容侧 重学生对于知识的运用能力，强调对于原理、概念与方法的理解。八、课程使用教材Perry Lea, Internet of Things for Architects, Packt Publishing, 2018.九、课程主要参考资料Andrew Minteer, Analytics for the Internet of Things, Packt Publ