《无线传感器网络及应用》课程教学大纲（本科）

1、无线传感器网络及应用Wireless Sensor Networks and Its Applications课程代码：05410125学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：26实验学时：6上机学时：课程实践学时：）先修课程：数字电路技术基础、物联网通信技术适用专业：自动化教材：无线传感器网络技术导论、王汝传、清华大学出版社、2012年第一版一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程主要介绍无线传感网体系结构、通信协议和关键技术，以及无线传感网部署和数据处理 方法。通过该课程学习，使学生了解无线传感网络的体系结构、通信协议、命名与寻址、拓扑控制、 时间同步

2、、能耗控制、数据处理等技术及应用模式；掌握常见无线传感网的应用及部署。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）课程目标1:培养学生能够学习和掌握传感器网络的基本原理和思想、开展历程、开展趋势、 核心内容、典型应用和应用热点。课程目标2：培养学生基本的工程、科研思路、综合运用理论知识的能力与实践动手的能力,课程目标3：培养学生对无线网络领域的进一步学习、研究的兴趣，培养学生严谨的治学、 研究、工作作风，为今后的再学习、研究或工作打下良好的基础。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指

3、标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点m-n1 .毕业要求3-2:能够针对特定需求设计硬件系统和软件程序，并能验证其正确性。2毕业耍求4-1：能够对自动化工程相关的各类物理现象、特性进行分析、实验验证，能 够正确操作实验装置。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求3-277V毕业要求4-1VV注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“，也可标注“H、M、L”。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第1章无线传感器网络概述教学内容：无线传感器网络的开展历程、无线传感器网络的基本结构、无线传感器网络的关键性能指标、 无线传感器网络的

4、关键技术、无线传感器网络的应用范围。教学要求：1.了解无线传感器网络开展历程2 .了解无线传感器网络基本结构3.了解无线传感器网络的关键性能指标和关键技术第2章无线传感器网络关键技术教学内容：无线传感器网络物理层协议、MAC协议、IEEE802. 15.4。教学要求：.了解无线传感器网络的物理层协议2.了解无线传感器网络的MAC层协议3.了解IEEE802. 15.4标准。2.1物理层关键技术第3章无线传感器网络操作系统教学内容：操作系统的设计难点，操作系统的设计目标以及热点技术介绍。教学要求：L 了解传感器网络路由协议的特点、分类和要求。.基于查询的路由、基于地理信息的路由。.了解TinyO

5、S简介以及TinyOS的安装。第4章无线传感器网络数据管理技术教学内容：无线传感器网络数据管理，定位技术、数据融合、平安机制、数据管理。教学要求：.数据为中心的无线传感器网络数据库.无线传感器网络数据管理技术研究热点.无线传感器网络数据管理的关键技术.无线传感器网络数据存储结构.数据查询处理技术5章无线传感器网络中间件技术教学内容：传感器定义，传感器分类，常见传感器，传感器工作过程。教学要求：.掌握传感器定义；.了解常见传感器分类。.掌握传感器工作过程。第6章 无线传感器网络平安教学内容：常见无线传感器网络仿真环境，节点的组成与核心模块设计，节点设计实例。教学要求：.了解常见无线传感器网络仿真

6、环境；.了解节点硬件开发过程；.了解无线传感器网络操作系统7章无线传感器网络接入技术教学内容：基于无线传感器网络的监控系统，用于无线传感器网络接入技术。教学要求：,了解基于无线传感器网络的监控系统；.了解无线传感器网络接入技术。第8章无线多媒体传感器网络教学内容：物联网介绍和现状，智能家居物联网系统的设计，物联网远程无线测控系统的设计教学要求：. 了解无物联网现状和关键技术.了解智能家居物联网系统的设计模块了解物联网远程无线测控系统的设计第9章无线传感器网络的应用教学内容：智能家居物联网系统的设计模块，智能交通系统的设计。教学要求：.了解基于无线传感器网络的智能家居物联网系统的设计；.了解用于

7、智能交通系统的无线传感器网络系统。三、本课程开设的实验工程（如课程不含实验，该项可不填）编号实验工程名称学时类型要求支撑的课程目标1定时器和串口通信2综合性必做课程目标1、22CC2420启动和SPI初始化2综合性必做课程目标2、33接收和地址译码实验2综合性必做课程目标1、2、3注：1.“类型”填验证性、综合性、设计性等；2. “要求”填必做、选做。实验L网络节点接入实验目标：熟练掌握无线网终端的基本应用，以及无线AP的接入设置，要求对本实验设计的设备和软件的 使用方法有基本了解，为今后的实验打下基础。写明实验目标及要求。实验要求：通过本实验，学会构建无线传感网、网络数据采集和应用、网络数据

8、融合等基本方法。实验2：传感网络应用协议应用实验目标：熟悉一个传感网网络应用协议，编程实现协议应用程序。实验要求：通过本实验学会能正确布局和连接实际无线传感网网络，观察网络现象，读取数据，分析和判 断网络工作状态能力，以及无线传感网网络的常规测试方法。实验3：网络数据服务实验目标：构建网络数据分布式存储结构，完成传感网络的数据海量存储。实验要求：通过本课程能提高正确规划无线传感网网络的设计、包括需求、网络拓扑结构、带宽流量安排、 存储需求的能力。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课程实践小 计第1章无线 传感器网络 概述22讲授

9、、演示、讨论、自学课程目标1第2章无线 传感器网络 关键技术224讲授、案例、自学、 实验课程目标1、2第3章无线 传感器网络 操作系统44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2第4章无线 传感器网络 数据管理技 术44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2第5章无线 传感器网络 中间件技术426讲授、案例、自学、 实验课程目标2、3第6章无线 传感器网络 平安22讲授、演示、讨论、自学课程目标2、3第7章无线 传感器网络 接入技术44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2、3第8章无线 多媒体传感 器网络224讲授、案例、自学、 实验课程目标1、2、3第9章无线 传感器网络 的应用22讲授、演示、

10、讨论、自学课程目标1、2、3合计26632注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、工程、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课前提问课前问答，主要考核学生对每节课知识点的复 习、理解和掌握度，计算全部作业的平均成绩 再按15%计入总成绩；可让学生查阅资料，了解 本课程相关技术开展情况，自主学习并完成。15%问答情况实验完成2个实验，主要训练学生应用所学知识构 建实验系统，并进行实验的能力，最后按15% 计入课程总成绩。15%评分细那么见附录1期末考试试卷题型包括填空题、选择题、判断改错题、 简答

11、题、分析题和计算题6大类，以卷面成绩 的70%计入课程总成绩。其中考核继电保护原理 及应用基础知识及应用能力的题占90%；考核能 针对个人或职业开展的需求，采用合适的方法， 自主学习，适应开展占比10%。70%期末考试采用闭卷笔试。注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、工程设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.唐宏，无线传感器网络原理及应用，人民邮

12、电出版社，2010年.李晓维，无线传感器网络技术，北京理工大学出版社，2007年.彭力：无线传感器网络技术，冶金工业出版社，2010年.无线龙,ZigBee无线网络原理，冶金工业出版社，2011年七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）.主要采用多媒体教学手段，主要知识点板书与多媒体相结合，多种教学手段综合运用。.课前进行提问，以评价学生对所学内容的理解和应用情况。建议利用网络教学平台自学相关 内容。年 月 日附录1:实验考核方式及评分细那么本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验 报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。实验成绩中出勤、预习占 10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细那么对应的毕业 要求指标点出勤、预 习10%出勤状况， 预习评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备（占 5%）；能够预习，并理解实验原理及目的（占5%）。4-3实验过程 60%实验