《物联网工程导论》教学大纲

《物联网工程导论》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：08140091课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：无后续课程：无适用专业：工业工程开课单位：计算机科学与技术学院一、课程说明《物联网工程导论》是工业工程专业学生的专业选修课。该课程的主要任务是能够熟悉物联网的基本概念，理解物联网的关键技术如RFID技术、无线传感网络技术、定位技术和无线接入技术等，了解物联网技术在工业、交通、物流等领域中的应用，提高学生学习新技术以及自学新知识的能力，同时培养学生解决实际应用问题，最终掌握发现问题、分析问题和解决问题的能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：理解物联网的体系结构，掌握RFID、无线传感器网络和定位技术等感知层技术，掌握无线接入技术、移动通信网络、大数据和云计算等网络层相关技术。课程目标2：理解物联网在智能工业方面的应用，能够使用物联网技术知识解决工业工程领域相关的技术问题。课程目标3：了解物联网的技术标准体系和产业政策，培养学生的良好职业素质、职业道德和团队协作能力，同时积极培育学生的社会主义核心价值观，树立正确的审美观念和劳动观念。三、课程目标与毕业要求《物联网工程导论》课程教学目标对工业工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够将相关知识和系统建模方法用于推演、分析工业工程问题。课程目标1：理解物联网的体系结构，掌握RFID、无线传感器网络和定位技术等感知层技术，掌握互联网、移动互联网、大数据、云计算和无线接入等网络层相关技术。H2.问题分析2.1能运用相关科学原理，识别和判断复杂工业与服务系统问题的关键环节；能基于相关科学原理和系统建模方法正确描述复杂工程问题。课程目标2：理解物联网在智能工业方面的应用，能够使用物联网技术知识解决工业工程领域相关的技术问题。M6.工程与社会6.1了解专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对工程活动的影响。课程目标3：了解物联网的技术标准体系和产业政策，培养学生的良好职业素质、职业道德和团队协作能力，同时积极培育学生的社会主义核心价值观，树立正确的审美观念和劳动观念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.物联网概述1.1物联网的概念1.2物联网的体系结构；1.3物联网的关键技术；1.4物联网的应用领域。教学要求：（1）了解物联网的发展历史、基本概念；（2）理解物联网的体系结构和关键技术；（3）理解物联网的应用领域。重点:物联网的体系结构和关键技术。难点:物联网的关键技术。21、2、32.自动识别技术2.1自动识别技术概述；2.2RFID射频识别系统；2.3RFID系统的典型应用。教学要求：（1）了解常用的自动识别技术；（2）掌握RFID的分类和工作原理；（3）理解RFID的标准体系。重点：RFID的分类、组成和工作原理。难点：RFID的工作原理。41、33.无线传感器网络3.1传感器概述；3.2智能传感器与无线传感器；3.3无线传感器网络。教学要求：（1）了解传感器的组成及分类；（2）理解无线传感器的组成和发展；（3）掌握无线传感器网络特点和和体系结构；（4）理解无线传感器网络的通信协议。重点：无线传感器节点，无线传感器网络。难点：无线传感器网络的通信协议。41、34.定位技术4.1定位技术概述；4.2全球导航卫星系统；4.3基于网络的定位技术；4.4感知定位技术；4.5混合定位；4.6位置服务。教学要求：（1）了解定位技术的发展历史；（2）掌握常见的卫星定位技术、网络定位技术、感知定位技术以及混合定位技术的工作原理；（3）理解基于位置的服务。重点：GPS卫星定位系统，网络定位技术，感知定位技术，混合定位，LBS。难点：GPS定位原理，混合定位系统工作原理。21、35.智能嵌入技术5.1嵌入式系统概念；5.2嵌入式系统的结构；5.3嵌入式微处理器的分类；5.4嵌入式操作系统。教学要求：（1）理解嵌入式系统的概念；（2）掌握嵌入式系统的结构；（3）掌握典型嵌入式操作系统的特点。重点：嵌入式系统的结构，嵌入式微处理器的分类，嵌入式操作系统。难点：嵌入式操作系统。21、36．通信网络技术6.1无线接入技术；6.2移动通信网络；6.3有线接入技术。教学要求：（1）掌握各种无线接入网技术的特点；（2）理解移动通信网络的发展过程；（3）理解各种有线接入技术的特点。重点：无线接入技术，移动通信网络。难点:无线接入技术。61、37．物联网网络服务7.1物联网网络服务概述；7.2物联网名称解析服务；7.3物联网信息发布服务；7.4实体标记语言。教学要求：（1）掌握物联网名称解析服务的工作原理；（2）掌握ONS的工作流程；（3）理解EPCIS的功能与作用。重点：物联网名称解析服务的工作原理，ONS的工作流程，EPCIS的工作原理。难点:ONS的工作流程。22、38.物联网与大数据和云计算8.1大数据的概念；8.2大数据技术；8.3云计算；8.4大数据和云计算在物联网中的应用。教学要求：（1）了解物联网、大数据和云计算之间的关系；（2）理解大数据的处理技术；（3）了解云计算的概念；（4）掌握云计算的层次架构；（5）理解云计算的关键技术。重点：数据存储技术，云计算的层次架构和关键技术。难点:大数据的处理技术，虚拟化。41、39.物联网中间件9.1物联网中间件的概念；9.2物联网中间件的分类和特点；9.3RFID中间件；9.4云计算中间件。教学要求：（1）理解物联网中间件的概念；（2）掌握物联网中间件的分类和特点；（3）掌握RFID中间件和云计算中间件。重点：物联网中间件的定义、分类和特点，RFID中间件。难点:RFID中间件和云计算中间件。22、310.物联网信息安全10.1物联网安全概述；10.2物联网安全体系；10.3RFID安全管理；10.4位置信息与个人隐私。教学要求：（1）理解物联网信息安全模型；（2）理解RFID的安全隐患；（3）掌握RFID的安全机制；（4）了解保护位置隐私的机制。重点：RFID安全管理。难点:物联网安全体系。22、311.万物互联与物联网应用11.1万物互联；11.2物联网应用。教学要求：（1）了解物联网在各个领域内的综合应用；（2）理解物联网在各领域应用时用到的一些关键技术。重点：物联网在各个领域内的应用。难点:物联网在各个领域应用时用到的关键技术。21、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，巩固课堂所学知识；课程利用丰富的线上资源，提供灵活的自主学习平台。六、课程资源库1.推荐教材黄玉兰.物联网技术导论与应用[M].北京:人民邮电出版社,2020.2.参考书（1）李联宁.物联网技术基础教程(第3版）[M].北京:清华大学出版社,2021.（2）黄东军.物联网技术导论教程[M].北京:清华大学出版社,2021.（3）张园,于宝明.物联网技术及应用基础（第2版）[M].北京:人民邮电出版社,2021.（4）刘驰.物联网技术概论(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2021.3.期刊（1）张萍,胡应坤.基于ZigBee和OneNET云平台的智能农业温控系统[J].物联网技术,2021,11(01):25-28.（2）沈静萍,孟文杰,王政凯.改进的RFID图书定位系统[J].计算机系统应用,2021,30(07):110-116.（3）葛敏婕,赵子涵.基于蓝牙技术的物联网室内定位系统[J].物联网技术,2021,11(11):52-57.（4）吴礼福,吴佳伟,田朋溢.基于STM32和LoRa技术的噪声采集分析系统[J].现代电子技术,2021,44(21):30-34.（5）SvandaM,MachacJ,PolivkaM,etal.ChiplessRFIDtagwithenhancedRCSusedasaphthalocyanine-basedsolventvaporssensor[J].IEEEAntennasandWirelessPropagationLetters,2020,9(9):1556-1560.4.网络资源（1）博客园,/.（2）CSDN，/.（3）电子发烧友，/.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末大作业考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√1222作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√822阶段测试12（1）主要考核学生对阶段所学内容的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√822期末考核60（1）期末考核采取大作业形式进行，满分100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核RFID、无线传感器网络、定位技术、互联网和移动互联网、无线接入技术、大数据和云计算等内容。√√√401010合计：100分681616八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测试、作业、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业考核成绩为100分（权重60%）；课堂表现、阶段测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和大作业考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9