《物联网技术》课程教学大纲

《物联网技术》教学大纲课程英文名TheTechnologyofIoT课程代码C0806Y12学分3总学时48理论学时32实验/实践学时16课程类别专业教育课课程性质必修课先修课程数字电路，模拟电路，计算机原理，信号处理与通信原理适用专业电子信息工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程的是电子信息工程的专业必修课。物联网技术导论课程旨在帮助学生对物联网有一个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；同时通过双语教学使学生的国际化交流沟通能力也有提高。（二）课程目标1.理解物联网的基本架构，掌握感知识别层，网络层和应用层的作用和相互关系，具备设计物联网架构的初步能力。2.理解传感器的分类和工作原理，理解无线传感网络的特征，具备根据实际需要选择传感器及构建无线传感器网络的能力。3.掌握无线局域网，无线城域网和移动通信网络的特点，具备根据需要选择特定物联网通信协议标准的能力。4.理解物联网的应用中相关技术与标准、知识产权、产业政策和法律法规的相互关系，能够识别、量化和分析所采用物联网技术对社会、健康、安全法律及文化的影响。5.具备查阅英文原始文献的能力，并能使用英语撰写调查报告和实验报告。二、课程目标达成的途径与方法主要以课堂教学为主，实验操作为辅，结合课外作业和期末考试。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求3-1毕业要求4-1毕业要求4-3毕业要求4-4毕业要求6-1毕业要求6-2课程目标1M(0.1)课程目标2M(0.1)M(0.1)课程目标3H(0.2)H(0.2)M(0.1)课程目标4M(0.1)课程目标5M(0.1)注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。2.毕业要求应根据课程所在专业培养方案进行描述。3.通识选修课程可不填写上表。四、课程主要内容与基本要求1、物联网概述了解物联网的定义与发展，掌握物联网的体系构成，掌握物联网的体系架构，掌握物联网与传感网、互联网、泛在网的区别与联系，掌握物联网的特征，掌握物联网的关键技术，掌握各国物联网发展战略或进展，掌握未来展望--人类将进人物联网时代。这部分是该课程的基础部分，重点讲解物联网的体系架构，通过这部分的学习，能使学生达到熟悉物联网系统的基本组成、基本性能指标，了解电子信息工程专业的前沿理论与发展现状和趋势，了解电子与信息系统技术发展历史中重大突破的背景与影响。2、RFID技术了解RFID技术概述，掌握RFID系统工作的物理学原理，掌握RFID系统的分类，掌握RFID技术的原理，掌握RFID标准，掌握RFID的安全问题。这部分在第1部分的基础上，重点讲解RFID技术的原理，以便同学们能掌握RFID技术的基础知识。3、无线通信系统了解无线通信系统结构，掌握调制与解调技术，掌握数据传输方式，掌握数据通信技术指标，掌握无线通信系统的多路访问技术。这部分在第2部分的基础上，重点讲解无线通信系统结构，以便同学们能掌握无线通信系统的基础知识。4、无线单片机技术了解无线单片机概述，掌握无线单片机的结构，掌握无线单片机的介绍，掌握嵌入式智能传感器概述，掌握嵌入式系统。这部分在第1部分的基础上，重点讲解RFID技术的原理，以便同学们能掌握无线单片机的基础知识。5、传感器技术了解传感器的基本知识，掌握常见传感器，掌握MEMS传感器，掌握传感器和微控制器接口。这部分在第4部分的基础上，重点讲解掌握传感器的基本知识，以便同学们能掌握传感器的基础知识。通过这部分的学习，能使学生达到了解电子信息领域重要资源来源及获取方法，加强对电子产品和信息技术更新换代周期短的认识，树立终身学习的理念。6、无线传感器网络技术了解无线传感器网络概述，掌握无线传感器网络的体系结构，掌握无线传感网络协议栈，掌握无线传感网络的支撑技术，掌握无线传感器网络的应用。这部分在第6部分的基础上，重点讲解无线传感器网络的体系结构的基本知识，以便同学们能掌握无线传感器网络的体系结构传感器基础知识。7、短距离无线通信技术了解短距离无线通信技术概述，掌握RFID技术、ZigBee技术、蓝牙技术、WiFi技术、超宽带（UWB）技术。这部分在第2部分的基础上，重点讲解WiFi技术的基本知识，以便同学们能掌握短距离无线通信技术的基础知识。8、远程通信技术了解通信与远程通信概述，掌握远程信号的传输，掌握常见多路复用技术，掌握现代远程通信系统。这部分在第2部分的基础上，重点讲解现代远程通信系统的基本知识，以便同学们能掌握远程通信技术的基础知识。9、智能信息处理技术掌握机器学习，掌握模式识别，掌握信息融合，数据挖掘，掌握云计算。重点讲解数据挖掘的基本知识，以便同学们能掌握智能信息处理技术的基础知识。10、物联网技术的应用掌握物联网技术在通信网络中的应用，掌握物联网技术在智能交通中的应用，掌握物联网技术在智能家居中的应用，掌握物联网技术在超市购物中的应用，掌握物联网技术在农林业中的应用，掌握物联网技术在医疗中的应用，掌握物联网技术在物流中的应用，掌握物联网技术在手机技术中的应用，掌握物联网技术在工业生产中的应用，掌握物联网技术在环境监控中的应用。这部分在前9部分的基础上，重点讲解物联网技术在通信网络中的应用的基本知识，以便同学们能掌握物联网技术的应用的基础知识。通过这部分的学习，能使学生达到能够就与电子信息技术相关的当前热点问题发表自己的想法，加强对电子产品和信息技术更新换代周期短的认识，树立终身学习的理念。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1OverviewofInternetofThingsThedefinitionoftheinternetofthings1.1．ThedevelopmentoftheIoT1.2．TheintroductionoftheIoT1.3．Theintroductionabouttheapplicationoftheinternetofthings6(2学时实验)1.学生课下利用网络搜索与本章相关内容的知识点；2.从自己的眼界出发写一篇关于什么是物联网的小文章。课程目标1课程目标52TheidentificationtechnologyrelatedwithIoT2.1．TheconceptofRFID2.2.ThebarcodeandQRcode2.3.TheapplicationsofRFID8(2学时实验)能够自学RFID技术相关内容，掌握无线电波射频发射与接收的原理，并能将这一原理用到物联网工程设计与解决方案中。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标43Thewirelessnetworkandthemobilecommunicationsnetwork3.1.ZigbeeIEEE80.IPv66(2学时实验)1.了解无线网络的分类和各种无线网络的架构和应用场景；2.掌握zigbee网络的特性，拓补结构和在物联网中的重要作用；3.了解IPv6和IPv6协议及其在物物互联中起的重要作用。课程目标1课程目标2课程目标44Thesensorsandthewirelesssensornetworks4.1.Thesensors4.2.Thewirelesssensornetworks6(2学时实验)1.自学各种类型传感器的特性，工作原理和应用场景；2.能根据需求设计无线传感网络。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标45LocalizationtechnologiesandIoT5.1GPMLocalization5.2OtherIoTLocalization4查阅本章相关内容的资料，了解物联网中的各种定位的应用。课程目标1课程目标2课程目标46Application：IntelligentBuildings4(2学时实验)查阅相关资料设计一个物联网智能应用的项目。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标47Application:wearableequipmentandsmartmedicalcare4(2学时实验，上面实验的继续)继续查阅相关资料设计一个物联网智能应用的项目。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标48Application：smarttransportation8.1V2V8.2TheIntelligenttransportationsystem8(4学时实验)继续查阅相关资料设计一个物联网智能应用的项目。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标49Application：EnvironmentalMonitoring2查阅资料，小组讨论，讲述最新微电子发展前沿知识。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1ThebasicknowledgeexperimentofInternetofThings2了解物联网实验中的相关知识和注意事项学会烧写程序。验证必做2ExperimentofbasicreadingandwritingsystembasedonRFID2熟练应用物联网实验箱学会RFID在物联网中的应用。验证必做3Experimentofconstructingwirelessnetworkwithmultipletopologies2上机操作软件学会使用无线网络架构和多种拓补结构在数据传输中的应用学会使用无线网络架构和多种拓补结构在数据传输中的应用设计必做4IEEE802.8.4basictheoryExperiment2应用物联网实验箱学会zigbee组网和IEEE802.15.4协议的应用场景。学会zigbee组网和IEEE802.15.4协议的应用场景。综合必做5ComprehensiveDevelopmentExperimentofInternetofThingsApplication14利用物联网综合实验箱，结合相应的软件，学会智能家居，智慧医疗和智能仓储实例的应用和开发。（三选一）掌握能应用和开发智能家居、智慧医疗和智能仓储三个实例中的任何一个。综合选做6ComprehensiveDevelopmentExperimentofInternetofThingsApplication24利用物联网综合实验箱，结合相应的软件，学会智能家居，智慧医疗和智能仓储实例的应用和开发。（三选一）掌握能应用和开发智能家居，智慧医疗和智能仓储三个实例中的任何一个。综合选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录讨论发言记录作业批改成绩20%实验考核操作及实验报告操作成绩报告批改成绩20%期末考核开卷考试或论文成绩教师批阅打分60%考核类别考查成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标权重成绩评定课程目标1过程考核0.2过程考核A10实验考核0.2实验考核B10期末考核0.6期末考核C10目标达成度1=（0.2*A1+0.2*B1+0.6*C1）/（0.2*A10+0.2*B10+0.6*C10）课程目标2过程考核0.2过程考核A20实验考核0.2实验考核B20期末考核0.6期末考核C20目标达成度2=（0.2*A2+0.2*B2+0.6*C2）/（0.2*A20+0.2*B20+0.6*C20）课程目标3过程考核0.2过程考核A30实验考核0.2实验考核B30期末考核0.6期末考核C30目标达成度3=（0.2*A3+0.2*B3+0.6*C3）/（0.2*A30+0.2*B30+0.6*C30）课程目标4过程考核0.3过程考核A40期末考核0.7期末考试B40目标达成度4=（0.3*A4+0.7*B4）/（0.3*A40+0.7*B40）课程目标5过程考核0.2过程考核A50实验考核0.2实验考核B50期末考核0.6期末考核C50目标达成度5=（0.2*A5+0.2*B5+0.6*C5）/（0.2*A50+0.2*B50+0.6*C50）九、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、《ArchitectingtheInternetofThings》，Fowler,Cynthia，HYPERLINK"/?key3=Spri