《物联网设计与创新》课程教学大纲

《物联网设计与创新》教学大纲适用范围：2020版本科人才培养方案课程代码：08170041课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（其中：理论32学时，实验0学时）先修课程：电路与电子技术、数字电路技术、嵌入式系统原理及应用、计算机网络、Java程序设计后续课程：无适用专业：物联网工程、电子信息工程、自动化等全校弱电类工科本科专业教材：自编讲义开课单位：计算机科学与技术学院一、课程的性质与任务课程性质：本课程是物联网工程专业本科学生的专业创新必修课，同时适合弱电类相近专业。课程任务：通过项目化教学，注重物联网知识的综合应用，让学生“在解决问题中学习”，使学生全面掌握物联网四个领域的技术原理和应用，对物联网的应用有较为全面的认识，使学生具备运用物联网技术与各种现实环境结合，提高工作效率的能力，最终培养能够运用物联网技术进行综合创新的复合型人才。二、课程教学目标1.知识目标掌握物联网创新应用的基本概念及基本方法。2.能力目标具备使用物联网传感器结合物联网通信协议进行物联网创新应用设计开发的能力。3.素质目标具备持续学习的习惯，良好的团队合作意识与沟通能力，具有应对计算机领域知识快速变迁的能力，能够及时掌握物联网领域的新技术，具备在该领域进行工作的劳动能力。三、课程的基本内容及要求模块一、标签的魔力（RFID的应用）（一）标签原理1．课程教学内容1）RFID原理；2）RFID应用案例；3）RFID标签应用要求。2．课程重点难点重点:RFID原理。难点:RFID原理。3．课程教学要求1）了解RFID原理；2）了解RFID应用案例；3）掌握RFID标签应用要求。（二）射频与执行器1．课程教学内容1）执行器工作原理；2）RFID应用案例；3）RFID标签信息对执行器产生作用的原理。2．课程重点难点重点:相关执行器工作原理。难点:RFID标签信息对执行器产生作用的原理。3．课程教学要求1）了解执行器工作原理；2）了解相关RFID应用案例；3）掌握RFID标签信息对执行器产生作用的原理。（三）射频、传感和执行器1．课程教学内容1）传感器工作原理；2）应用案例；3）复杂系统中标签、传感器和执行器之间信息互动的原理。2．课程重点难点重点:相关传感器、执行器工作原理。难点:RFID标签与传感器、执行器之间信息互动的原理。3．课程教学要求1）了解传感器工作原理；2）了解应用案例；3）掌握复杂系统中标签、传感器和执行器之间信息互动的原理。模块二：待感知的世界（传感器与传感网络）（四）传感器与传感网络1．课程教学内容1）传感网络原理；2）传感网络应用案例；3）掌握传感器应用及传感网络构建的特点和要求。2．课程重点难点重点:传感网络原理。难点:传感网络原理。3．课程教学要求1）了解传感网络原理；2）了解传感网络应用案例；3）掌握传感器应用的特点和要求。（五）传感器与执行器1．课程教学内容1）物联网相关执行器工作原理；2）传感器与执行器结合应用案例；3）传感器对执行器产生作用的原理。2．课程重点难点重点:相关执行器工作原理，与传感器结合的方式。难点:传感器与执行器结合的方式。3．课程教学要求1）了解执行器工作原理；2）了解应用案例；3）掌握传感器对执行器产生作用的原理。（六）传感器跨网络数据传输1．课程教学内容1）中间件工作原理；2）传感器及传感网应用案例；3）复杂系统中传感器、中间件和执行器之间信息流动的原理。2．课程重点难点重点:物联网中间件工作原理。难点:传感器通过传感网络，借助中间件与执行器结合的方式。3．课程教学要求1）了解中间件工作原理；2）了解应用案例；3）掌握复杂系统中传感器、中间件和执行器之间信息流动的原理。模块三：运动中感知（小车机器人应用）（七）让小车跑起来1．课程教学内容1）小车机器人的构成；2）小车机器人应用案例；3）小车机器人驱动原理。2．课程重点难点重点:小车机器人驱动原理、小车机器人应用案例。难点:小车机器人驱动原理。3．课程教学要求1）了解小车机器人的构成；2）了解应用案例；3）掌握小车机器人驱动的原理。（八）让小车有目的的跑起来1．课程教学内容1）小车机器人运动决策原理；2）运动决策应用案例；3）多传感器数据综合对小车机器人运动的决策产生作用的原理。2．课程重点难点重点:多传感器数据综合对小车机器人运动的决策产生作用的原理难点:多传感器数据综合对小车机器人运动的决策产生作用的原理3．课程教学要求1）了解小车机器人运动决策原理；2）了解应用案例；3）掌握多传感器数据综合对小车机器人运动的决策产生作用的原理。模块四：云深也知处（物联网与云平台的结合）（九）物与云的结合-物联网云平台1．课程教学内容1）物联网云平台的构成；2）不同物联网云平台的应用案例；3）物联网云平台的运作原理。2．课程重点难点重点:物联网云平台的构成，物联网云平台的运作原理。难点:物联网云平台的运作原理。3．课程教学要求1）了解物联网云平台的构成；2）了解不同物联网云平台的应用案例；3）掌握物联网云平台的运作原理。（十）穿透云层1．课程教学内容1）不同物联网云平台品牌产品的构成；2）不同物联网云平台采集数据的应用案例；3）采用多种方式连接物联网云平台的原理。2．课程重点难点重点:物联网云平台数据采集的应用案例，连接物联网云平台的原理。难点:连接物联网云平台的原理。3．课程教学要求1）了解不同物联网云平台品牌产品的构成；2）了解不同物联网云平台采集数据的应用案例；3）掌握不同方式连接物联网云平台的原理。（3）考核方法：采用小组方式进行项目设计，考核成绩包括理论测试（20%）、教师评价（40%）、组间互评（30%）和组内互评（10%）四、课程学时分配教学章节理论实践（验）讨论、习题一、标签的魔力（RFID的应用）8二、模块二：待感知的世界（传感器与传感网络）8三、模块三：运动中感知（小车机器人应用）8四、模块四：云深也知处（物联网与云平台的结合）8总计32五、课程考核与权重比例考核方式：采用小组方式进行项目设计，考核成绩包括理论测试（20%）、教师评价（40%）、组间互评（30%）和组内互评（10%）六、课程资源库1.熊保松，李雪峰，魏彪.物联网NB-IOT开发与实践.2020年7月．2.彭杰纲.传感器原理及应用（第2版）.电子工业出版社.2017年02月．3.范茂军.物联网与传感器技术.机械工业出版社.2019年08月．4.郭溪;杨昆;张诚.柔性织物传感器的发展与应用.毛纺科技.2018年，第08期．5.李积虎.光电传感器在自动控制中的应用.现代工业经济和信息化.2018年，第10期．6.余建华;冉艳丽;刘德明.新型智能传感器的发展与应用.中国建设信息化.2017年，第17期．7.刘泽文.集成智能传感器：智能社会的五官.今日科苑.2017年，第04期．8.GhaderRezazadeh,;MinaGhanbari.OntheMathematicalModelingofaMEMS-BasedSensorforSimultaneousMeasurementofFluidsViscosityandDensity.SensingandImaging:AnI