物联网技术及应用基础（第2版） -电子教案

南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码1授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称物联网的发展与特点物联网的结构与关键技术教学目标了解物联网的起源与发展现状了解物联网的体系结构理解物联网关键技术教学重点物联网体系架构教学难点掌握每一层的关键技术更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计1.1物联网的发展与特点物联网的起源与发展现状1.1.2物联网的概念及特点物联网——TheInternetOfThings，简称IOT，顾名思义是把所有物品通过网络连接起来，实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点（4A）的智能化识别、信息交换与管理。物联网包含两层意思:1.物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;2.其用户端延伸和扩展到了任何物体之间。物联网把"任何时间、任何地点、任何人、任何物"这四者联系起来,为人们的生产和生活提供便捷。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”课堂活动：训练任务1-1畅想未来的物联网生活1.2物联网的结构与关键技术1.2.1物联网的网络架构全面感知：利用各种技术随时随地采集数据可靠传达：依托各种通信网络，随时随地进行信息交互和共享智能处理：对各种智能技术，对信息进行分析处理1.2.2物联网感知层技术1.2.3物联网网络层技术1.2.4物联网应用层技术南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码2授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称1.3典型物联网工程与发展面临的问题教学目标了解典型物联网工程应用教学重点物联网在不同场合的应用教学难点更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计1.3典型物联网工程与发展面临的问题1.3.1智能交通1.3.2智能家居1.3.3智能工业1.3.4智能物流1.3.5智能医疗1.3.6物联网在发展过程中面临的问题课堂活动：训练任务1-2调研生活中的物联网南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码3授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称2.1常见自动识别技术教学目标了解常见的自动识别技术教学重点掌握一维码和二维码的工作原理；了解其他识别技术的应用。教学难点不同二维码的工作原理。更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计2.1常见自动识别技术2.1.1条码技术1.一维条码2二维码2.1.2光学字符识别技术2.1.3卡识别技术2.1.4生物识别技术课堂活动训练任务2-1个人信息二维码的制作南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码4授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称2.2射频识别技术教学目标掌握射频识别技术的原理与应用教学重点掌握射频识别系统的组成教学难点RFID原理及系统更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计2.2射频识别技术2.2.1RFID系统组成1.RFID电子标签电子标签是射频识别系统的数据载体,主要用来存储被标识物的数据信息。2RFID阅读器向标签发射读取或写入信号,并接收标签的应答,对标签的标志信息进行解码,将标志信息传输到计算机处理系统以供处理。2.2.2射频识别工作原理RFID系统的基本工作流程如下:（1）阅读器将无线载波信号经发射天线向外发射。（2）射频标签进入阅读器发射天线工作区被激活，将自身信息代码由天线发射出去。（3）阅读器接收天线收到电子标签发出的载波信号，传给阅读器，阅读器对信号进行解码,送后台管理系统进行相关处理。课堂活动：训练任务2-2调研RFID系统的实际应用南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码5授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称3.1物联网定位技术的发展与应用3.2全球定位系统教学目标掌握GPS定位技术的原理与应用教学重点了解GPS系统的构成了解GPS的关键技术教学难点GPS测量原理更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计3.1物联网定位技术的发展与应用3.1.1物联网定位技术的发展历史3.1.2物联网中定位技术的具体应用3.2全球定位系统3.2.1GPS系统的架构GPS由空间部分、地面监控部分和用户设备部分组成。3.2.2GPS关键技术1.GPS测量原理GPS的定位原理：利用空间分布的卫星及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码6授课日期年月日第1周教学时数2授课章节名称3.2.3地理信息系统3.2.4北斗卫星导航定位系统教学目标掌握地理信息系统的概念和功能。了解北斗卫星导航定位系统工作原理教学重点地理信息系统的概念；北斗卫星导航定位系统工作原理。教学难点北斗卫星导航定位系统工作原理更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计3.2.3地理信息系统1.地理信息系统的概念地理信息系统被定义为在计算机系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。简单来说，GIS是利用计算机来对地图进行管理和应用的软件系统。2.地理信息系统的功能1）数据采集与输入2)数据处理与变换3）数据存储与管理4）空间查询与分析5）数据显示与输出3.2.4北斗卫星导航定位系统1.系统概述2.系统构成与工作原理课堂活动：训练任务3-1调研物联网定位技术的应用训练任务3-2体验GIS系统的应用南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码7授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称3.3其他短距离定位技术教学目标了解其他短距离定位技术教学重点其他短距离定位技术的应用教学难点其他短距离定位技术的实现方法更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计3.3其他短距离定位技术3.3.1红外定位技术3.3.2超声波定位技术3.3.3RFID定位技术3.3.4超宽带定位技术3.3.5wifi定位技术3.3.6蓝牙定位技术3.3.7ZigBee定位技术3.3.8移动通信网络定位技术课堂活动：训练任务3-3老人室内定位识别系统设计南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码8授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称4.1传感器的分类与特点教学目标掌握传感器的分类；了解典型传感器的工作原理。教学重点传感器的定义；传感器的分类。教学难点典型传感器的工作原理更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计4.1传感器的分类与特点4.1.1什么是传感器传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成4.1.2传感器的分类传感器是通过模仿人的感觉器官来获取信息的,是生物体感官的工程模仿物。例如,光敏传感器对应人的视觉器官;气敏传感器对应人的嗅觉器官;声敏传感器对应人的听觉器官;化学传感器对应人的味觉器官;压敏、温敏、流体传感器对应人的触觉器官。4.1.3传感器的特性1.静态特性2.动态特性4.1.4典型传感器1.应变片式传感器2.霍尔传感器3.超声波传感器课堂活动：训练任务4-1传感器的分类与选型南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码9授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称4.2无线传感器网络4.3数据融合教学目标掌握无线传感器网络的概念和结构，了解数据融合。教学重点无线传感器网络的体系结构传感器网络的结构教学难点数据融合的作用更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计4.2无线传感器网络4.2.1无线传感器网络的体系结构无线传感网是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式、动态组网的多跳移动性对等网络。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务及收集监测数据。4.2.2无线传感器网络的特点4.2.3传感器网络的结构课堂活动：训练任务4-2智慧农业大棚系统设计4.3数据融合4.3.1数据融合的基本概念4.3.2数据融合的作用南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码10授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称5.1认识无线通信技术教学目标掌握传感器的概念和结构，掌握典型传感器的原理应用。教学重点通信系统结构教学难点调制解调技术更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计5.1认识无线通信技术通信网络技术作为物联网提供信息传递和服务支撑的基础通道,实现信息安全且可靠的传输,成为物联网的关键技术。5.1.1通信技术的发展5.1.2通信系统结构一个简单的通信系统首先由发送和接收两部分组成。从硬件上看,通信系统主要由信源、信宿、信道、接收设备和发送设备五部分组成5.1.3调制解调技术在通信系统中,任何信道都有相关的频率范围,如果需要传输的信号不在这个频率范围内,就需要将信号的频率搬到信道频率范围之内,就像将汽车开到轮船上以便渡海一样,这个过程称之为调制。模拟调制技术数字调制技术课堂活动：训练任务5-1调研无线通信系统的实际应用南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码11授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称5.2蜂窝移动通信技术教学目标掌握各种无线通信与网络技术教学重点2G通信技术教学难点3G通信技术更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计5.2蜂窝移动通信技术5.2.11G5.2.22G5.2.33G5.2.44G课堂活动：训练任务5-2调研手机上网技术南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码12授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称5.3短距离无线通信技术教学目标了解各种短距离无线通信技术和其应用场合教学重点常见的短距离无线通信技术的应用教学难点短距离无线通信技术的工作原理更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计5.3短距离无线通信技术短距离无线通信的主要特点为通信距离短,覆盖距离一般在10200m之间;另外,无线发射器的发射功率低,一般小于100mw,工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学频段。5.3.1蓝牙5.3.2UWB5.3.3zigBee5.3.4wiFi课堂活动：训练任务5-3讨论智能电网中的通信技术南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码13授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称6.1云计算的发展6.2云计算的概念6.3云计算的服务模式及关键技术教学目标了解云计算的起源与现状了解云计算的特点掌握云计算的核心技术教学重点理解云计算的特点教学难点理解云计算的体系结构更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教学过程设计6.1云计算的发展6.2云计算的概念什么是“云计算”？“云计算”是指由几十万甚至上百万台廉价的服务器所组成的网络，在远程位置（云）为用户提供所需要的计算机服务。信息交予网络处理的技术和服务，云（网络）+计算6.3云计算的服务模式及关键技术6.3.1云计算服务模式6.3.2云计算的部署类型6.3.3云计算关键技术南京信息职业技术学院教案授课班级授课形式讲授页码14授课日期年月日第周教学时数2授课章节名称6.4云计算与大数据的关系教学目标了解云计算与大数据的关系教学重点大数据的存储和管理教学难点更新、补充、删除内容视频教学手段一体化课外作业思考与问答课后体会教