《物聯(lián)網(wǎng)工程及應用》課程教學大綱一、課程基本信息課程中文名稱物聯(lián)網(wǎng)工程及應用課程英文名稱EngineeringandApplicationsofInternetofThings課程編號16752802課程模塊￡思想政治理論課￡通識教育課￡專業(yè)基礎(chǔ)課R專業(yè)課課程性質(zhì)￡必修￡限選R專業(yè)任選￡任選總學時32講授學時24實驗（專題輔導）學時8總學分2開課單位電子與信息工程學院開課系（室）自動化授課對象電氣電氣工程及其自動化專業(yè)大三本科生、自動化專業(yè)大四本科生適用專業(yè)電氣工程及其自動化、自動化二、課程簡介和教學目標1．課程簡介本課程是電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)的一門專業(yè)任選課程。主要介紹物聯(lián)網(wǎng)、RFID、無線傳感器網(wǎng)絡、云計算的概念、原理、技術(shù)、應用以及發(fā)展趨勢和前景。主要內(nèi)容包括：物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及信息技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡簡介、無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議規(guī)范與通信技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡及其應用、云計算、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的典型應用等。通過本課程的學習，使學生了解和掌握物聯(lián)網(wǎng)所涉及的主要核心技術(shù)，為以后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和科學研究、應用開發(fā)等工作打下扎實的理論和實踐基礎(chǔ)。2.教學目標教學目標1：根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應用，掌握物聯(lián)網(wǎng)分為感知識別層、網(wǎng)絡構(gòu)建層、管理服務層和綜合應用層等概念。教學目標2：通過對各層所涉及的核心技術(shù)進行分析以及技術(shù)舉例，使學生掌握有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的基本知識。教學目標3：讓學生系統(tǒng)地了解物聯(lián)網(wǎng)的基本原理與內(nèi)部運行機制，為培養(yǎng)學生對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的分析、設計、開發(fā)和使用能力打下基礎(chǔ)。教學目標4：能夠堅守客觀、公正、誠信的原則；尊重他人，具有良好的合作態(tài)度與協(xié)作精神；主動積極的工作態(tài)度，持續(xù)鉆研以提高專業(yè)素養(yǎng)。教學目標5（課程思政）：引導學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，增強學生實業(yè)報國的理想信念。3．教學目標與畢業(yè)要求指標點的支撐關(guān)系教學目標支撐畢業(yè)要求對應指標點教學目標15.1了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的原理和使用方法，并理解其局限性。教學目標25.2能夠選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程問題進行分析、計算與設計；能夠針對具體的對象，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，模擬和預測專業(yè)問題，并能夠分析其局限性。教學目標33.1掌握工程設計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設計目標和技術(shù)方案的各種因素。教學目標48.2理解誠實公正、誠信守則的工程職業(yè)道德和規(guī)范，并能在工程實踐中自覺遵守；理解工程師對公眾的安全、健康和福祉，以及環(huán)境保護的社會責任，能夠在工程實踐中自覺履行責任。9．個人和團隊具有良好的獨立工作能力、團隊合作能力和組織管理協(xié)作能力，能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。10．溝通能夠就復雜的自動化控制工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。12．終身學習具有跟蹤和發(fā)展自動化及相關(guān)領(lǐng)域新理論、新知識和新技術(shù)的能力，具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力。教學目標53.2能夠針對特定需求，完成單元（部件）的設計；能夠進行系統(tǒng)或工藝流程設計，在設計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，并在設計中能夠考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。8.1有正確的價值觀，理解個人與社會的關(guān)系，了解中國國情。三、理論教學表1理論教學安排序號章節(jié)（學時）學習內(nèi)容（含重點、難點）教學方法、手段支撐教學目標其他1一、緒論（2學時）1.物聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)特征。2.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國內(nèi)外概況。4.物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵：物聯(lián)網(wǎng)起源于射頻識別領(lǐng)域，無線傳感器網(wǎng)絡概念的融入，泛在網(wǎng)絡的愿景。（）5.從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演進：互聯(lián)網(wǎng)的概念，互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，H2H與T2T的發(fā)展路線，網(wǎng)絡向泛在化演進。（）講授式、討論式、演示等方式相結(jié)合。1，5討論：1物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵課外任務：1.收集資料調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國內(nèi)外概況。2二、物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)（4學時）.物聯(lián)網(wǎng)的基本組成2.感知識別層：感知識別層的功能和關(guān)鍵技術(shù)。（）3.網(wǎng)絡傳輸層：網(wǎng)絡傳輸層的功能和關(guān)鍵技術(shù)。（）4.應用支撐層：應用支撐層的功能和關(guān)鍵技術(shù)。（）5.應用接口層：應用接口層的功能和關(guān)鍵技術(shù)。（）6.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。7.物聯(lián)網(wǎng)應用前景展望講授式、討論式、演示等方式相結(jié)合。1討論：1.傳感器網(wǎng)絡拓撲控制主要研究的問題是什么？收集資料調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)和應對策略3三、感知識別層（6學時）1.傳感器技術(shù)：傳感器簡介，傳感器的作用和分類，傳感器的特性參數(shù)，智能傳感器。2.自動識別技術(shù)：自動識別技術(shù)概述，生物識別技術(shù)，磁條（卡）和IC卡識別技術(shù)，光學字符技術(shù)。3.RFID技術(shù)：RFID技術(shù)的概念與特點，RFID技術(shù)的原理和分類，RFID關(guān)鍵技術(shù)。（）（）4.條形碼技術(shù)：條形碼概述，條形碼的識別原理，條形碼技術(shù)的優(yōu)點，條形碼的結(jié)構(gòu)，條形碼的制作。（）講授式、討論式、演示等方式相結(jié)合。22，4討論1.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有哪些？2.什么是RFID？試簡述RFID發(fā)展歷程。四、網(wǎng)絡傳輸層（4學時）1.無線個人區(qū)域網(wǎng)：ZigBee簡介，ZigBee協(xié)議體系，ZigBee網(wǎng)絡系統(tǒng)，ZigBee技術(shù)的應用，藍牙技術(shù)，超寬帶技術(shù)。（）2.無線局域網(wǎng)：無線局域網(wǎng)的分類，IEEE802.11局域網(wǎng)的物理層，IEEE802.11局域網(wǎng)的CSMA/CA基本工作原理，WiFi技術(shù)。3.無線城域網(wǎng)4.無線傳感器網(wǎng)絡：傳感器網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，傳感器網(wǎng)絡的特征，傳感器網(wǎng)絡的應用，傳感器網(wǎng)絡的研究進展。（）（）5.無線移動通信網(wǎng)絡：無線移動通信簡介，3G、4G通信技術(shù)標準。講授式、討論式、案例式與啟發(fā)式相結(jié)合。3，4討論：1.物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術(shù)有哪些？談談各自的優(yōu)缺點。2.一個無線傳感器節(jié)點主要由哪些部分構(gòu)成？各部分的功能分別是什么？五、物聯(lián)網(wǎng)應用層及業(yè)務系統(tǒng)構(gòu)架（4學時）1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展史，數(shù)據(jù)管理和后鍵盤時代，物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的特點，物聯(lián)網(wǎng)中的主要數(shù)據(jù)管理問題。（）2.海量信息存儲技術(shù)：存儲系統(tǒng)的發(fā)展概況，海量數(shù)字資源管理，海量存儲的技術(shù)措施，物聯(lián)網(wǎng)與云計算，數(shù)據(jù)中心。（）3.搜索引擎技術(shù)：搜索引擎概述，搜索引擎的系統(tǒng)架構(gòu)，搜索引擎面臨的挑戰(zhàn)，搜索引擎應對方略。4.大數(shù)據(jù)：大數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景，大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵問題，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，復雜數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)，數(shù)據(jù)質(zhì)量基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)據(jù)挖掘的進展及挑戰(zhàn)。（）（）5.物聯(lián)網(wǎng)應用接口層：物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務分類，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)構(gòu)架，行業(yè)運營平臺。采用理論講授、討論和演示等方式。1、2、3、4、5討論：1.物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與云計算的關(guān)系。六、物聯(lián)網(wǎng)綜合應用（4學時）1.智能電網(wǎng)：智能電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，智能電網(wǎng)分層網(wǎng)絡架構(gòu)，智能電網(wǎng)中的主要關(guān)鍵技術(shù)，智能電網(wǎng)應用實例。（）2.智能物流：智能物流系統(tǒng)架構(gòu)，智能物流分層網(wǎng)絡架構(gòu)，智能物流中的主要關(guān)鍵技術(shù)，智能物流應用實例。3.智能家居：智能家居系統(tǒng)架構(gòu)，智能家居分層網(wǎng)絡架構(gòu)，智能家居中的主要關(guān)鍵技術(shù)，智能家居應用實例——智能家居安防系統(tǒng)。4.其他領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)：智能環(huán)保，智能農(nóng)業(yè)，智能工業(yè)，智能交通，智能安防，智能醫(yī)療。（）采用理論講授、討論和案例演示等方式。1、2、3、4、51.收集資料調(diào)研智能電網(wǎng)應用實例，思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)扮演的角色。2.調(diào)研其他領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)：智能環(huán)保，智能農(nóng)業(yè)，智能工業(yè)，智能交通，智能安防，智能醫(yī)療應用實例。四、實驗教學表2實驗教學安排序號實驗項目名稱（學時）實驗內(nèi)容實驗類型支撐教學目標其他1實驗1：感知層實驗（2學時）通過高頻RFID讀卡器感應射頻卡信息，并將數(shù)據(jù)上傳PC機；讀取溫濕度傳感器溫濕度數(shù)據(jù)。綜合性1、42

實驗2：無線自組網(wǎng)實驗（2學時）安裝使用Zigbee開發(fā)軟件，搭建Zigbee開發(fā)環(huán)境，進行抓包測試。綜合性1、2、4實驗3：智能家居系統(tǒng)（4學時）搭建智能家居環(huán)境，并對控制程序進行調(diào)整，測試控制效果。綜合性1、2、3、4、5五、考核與成績評定方法表3課程考核及評價細則成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分值考核/評價細則支撐教學目標平時成績（40%）作業(yè)10主要考核學生對每章節(jié)知識點的理解和掌握程度，并通過IDE軟件編寫與驗證代碼；取各次成績的平均值作為書面作業(yè)成績，滿分100分，按10%計入總成績。1、2、3實驗30依據(jù)實驗課堂提問驗收成績（80分），以及實驗報告質(zhì)量評分（20分），滿分100分，按30%計入總成績。1、2、3期末成績（60%）大作業(yè)60布置研究任務：1.選題介紹；2.指導學生進行需求分析、查閱文獻資料；3.對于要解決的實際問題，設計解決方案與開發(fā)流程，并于實驗臺完系統(tǒng)的設計與調(diào)試。4.按照要求撰寫報告和答辯PPT。