《无线传感网技术》教学大纲2

1、无线传感网技术教学大纲课程编号：081326362课程名称：无线传感网技术英文名称：Wireless Sensor Network Technology课程类型：学科基础课程要求：选修学时/学分：48/3 （讲授学时：24 实验学时：24 ）适用专业：计算机科学与技术一、课程性质与任务“无线传感网技术”是计算机科学与技术及其相关专业的专业课，是学习嵌入式、物联网等技术的关键课程。本课程主要讲解无线传感网络体系结构、通信协议和关键技术以及无线传感网络部署和数据处理方法。通过该课程学习，使学生学习和掌握传感器网络的基本原理和思想、核心理论、典型应用技术和应用热点，使学生能够初步具备应用无线传感网络

2、知识的能力，为学生进一步从事和无线网络相关领域工作和学习打下基础。二、课程与其他课程的联系先修课程：计算机网络、嵌入式系统。后续课程：嵌入式应用开发项目实践等。先修课程在网络原理概念方面为本课程进行了铺垫，嵌入式系统为本课程的应用提供了环境。后期课程是本课程和其他嵌入式相关课程的综合应用和提升。三、课程教学目标1熟知无线传感器网络技术发展的过程；理清无线传感器网络层次关系；能够掌握ZigBee协议规范并熟知其应用开发接口算法；能够解决无线传感器网络常见问题，并且熟知使用无线传感器网络遇到的安全问题，使学生能够具备相关的工程知识，能够分析和解决无线传感网络的相关问题。（支撑毕业能力要求1、2）2

3、能够掌握传感器硬件原理及使用方法，具备使用无线传感器硬件开发平台进行仿真的能力。（支撑毕业能力要求3、4）3熟练使用无线传感器网络软件仿真调试环境；熟知无线传感器网络与物联网关系；能够根据相关工程的需求进行分析并提出无线传感器网络软硬件设计解决方案。（支撑毕业能力要求3、4）4能够树立正确的设计思想，了解无线传感网络设计过程中国家有关的经济、环境、法律、安全等政策和制约因素，并应用在传感器网络相关的实际工程开发中。（支撑毕业能力要求6、7）四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1一、无线传感器网络概述1无线传感器网络发展2无线传感器网络基本结构3无线传

4、感器网络的关键技术1了解无线传感网络发展过程；2能够说出无线传感器网络组成部分；3熟知无线传感网络的几项关键技术。2讲授12二、传感器1传感器概述2传感器分类与工作过程1熟知传感器工作分类及工作原理；2在工作中能够选择准确的传感器完成相应的工作内容。4讲授23实验1：电子温度计熟练掌握温度传感器数据采集及解析过程，结合实验板完成温度显示。2实验2、44实验2：烟雾报警器熟练掌握烟雾传感器数据采集过程，结合实验板的蜂鸣器完成超越阈值报警功能。2实验2、4、55三、物理层、MAC层协议1无线传感器网络物理层协议2无线传感器网络MAC层协议3IEEE802154标准1能够清晰准确的掌握物理层及MAC

5、层协议；2理解IEEE802.15.4标准内容；3能够清晰划分物理层和MAC层的层次关系。4讲授1、26网络层、应用层协议传感器网络路由协议2传感器网络路由特点查询路由、地理信息路由4ZigBee协议及栈的使用1掌握传感器网络路由协议的内容；2学会运用路由协议，深刻理解路由协议以及算法；3理解ZigBee协议以及栈的使用；4能够清晰划分网络层和应用层以及其他层的层次关系。4讲授1、2、37实验3：Z-Stack星状网通信实验学习建立Z-Stack（ZigBee 2007）星状网拓扑结构。2实验3、48实验4：Z-Stack网状网通信实验学习建立Z-Stack（ZigBee 2007）网状网（M

6、ESH网）拓扑结构。2实验3、49实验5：Z-Stack PRO通信实验学习建立Z-Stack（ZigBee PRO）网络拓扑结构。2实验3、410五、无线传感器网络支撑技术1无线传感器网络时间同步常见算法2无线传感器网络定位技术常见算法3无线传感网络数据融合的分类4无线传感网络数据管理内容5无线传感网络的安全问题和技术1掌握无线传感器网络事件同步常见问题的算法；2掌握无线传感器网络定位技术常见问题的算法；3了解网络数据融合的分类；4掌握无线传感器网络管理与安全问题及解决技术；5能够建立稳定、可靠的无线传感器网络。6讲授1、311六、无线传感器网络开发1无线传感器网络仿真环境2无线传感器网络操

7、作系统及节点硬件开发1学习仿真环境，对无线传感网络进行调试；2学习使用无线传感网络操作系统及节点开发。6讲授1、312实验6：无线传感器网络监控系统建立一套视频监控系统，学习mjpeg-streamer使用。2实验2、3、413实验7：校园停车场车位使用情况采集能够停车位使用情况采集。2实验2、3、414无线传感网络与物联网物联网发展及关键技术2智能校园系统设计分析与设计1了解物联网发展前景和无线传感器网络在物物联网中的作用；2对智能校园设计做出分析及模块划分，为实验打好基础。6讲授3、415实验8：智能校园实现建立一套智能校园系统，使校园里的生活更加方便、舒适。2实验2、3、4五、其他教学环

8、节（课外教学环节、要求、目标）1作业（课外16学时）（1）传感器作业（课外4学时）（2）ZigBee协议栈作业（课外4学时）（3）无线传感器网络算法作业（课外4学时）（4）综合作业（课外4学时）2实验（课外8学时）（1）传感器数据采集（课外4学时）（2）ZigBee协议栈（课外4学时）六、教学方法（1）在教学方法方面，灵活运用多种先进教学方法，启发式教学、讨论式教学、比喻式教学、现场教学、结合实际产品实物进行教学。强调理论教学和实践教学并重，重视在实践教学中培养学生的实践技能和创新能力。（2）在培养学生能力方面，学生综合素质和工程能力培养贯穿本课程的始终。有些章节内容的教学由教师列出知识点，通过学生自学和教师提问等方法，培养学生自学能力；通过参加一个或多个实际项目设计，运用所学的理论来指导实践，这样可以进一步巩固所学的理论知识，并且在设计中充分发挥学生的主观能动性，培养学生的创新能力和实践能力。七、考核及成绩评定方式成绩由作业成绩、实验成绩、考试成绩等组合而成。各部分内容所占比例如下：作业成绩：10%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。实验成绩：20%。主要考核学生实验完成情况。考试成绩：70%。主要考核传感器网络技术的基本内容。书面考试形式，题型为选择题、填空题、简答题、设计题、综合题等。八、教材及参考书目1教材：1 李晓维无