第頁無線傳感器網(wǎng)技術(shù)一、課程說明課程編號(hào)：090339Z10課程名稱：無線傳感器網(wǎng)技術(shù)/WirelessSensorNetworkTechnology課程類別：專業(yè)教育課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2（含實(shí)踐學(xué)時(shí)：6）先修課程：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，數(shù)字通信原理，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)適用專業(yè)：電子信息工程教材、教學(xué)參考書：何云，《物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》，電子工業(yè)出版社，2013年01月李曉維，《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》，北京理工大學(xué)出版社，2007年08月。孫利民，李建中，陳渝，朱紅松，《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》，清華大學(xué)出版社，2005年05月。IanF.Akyildiz，MehmetCanVuran。WirelessSensorNetworks。WileyPublisher，2010年5月。二、課程設(shè)置的目的意義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立在無線通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、傳感與檢測技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的交叉融合上并具有自身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍非常廣闊。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。課程內(nèi)容涵蓋無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)（物理層、MAC、路由協(xié)議，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）、服務(wù)支撐技術(shù)（時(shí)間同步，節(jié)點(diǎn)定位，容錯(cuò)技術(shù)、安全設(shè)計(jì)，服務(wù)質(zhì)量保證）及應(yīng)用支撐技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)管理，操作系統(tǒng)以及開發(fā)環(huán)境）等方面。要求學(xué)生領(lǐng)會(huì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能、特點(diǎn)、分析方法和設(shè)計(jì)原則，并對(duì)已有的典型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、節(jié)點(diǎn)功能部件和應(yīng)用開發(fā)有深入的了解。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能設(shè)計(jì)基于應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方案。本課程主要培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題，應(yīng)用新知識(shí)的能力。三、課程的基本要求知識(shí)：1、本課程主要講述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開放技術(shù)，要求學(xué)生逐步掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能、特性、體系結(jié)構(gòu)、功能部件、通信協(xié)議和應(yīng)用支持等方法與技術(shù)。2、了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景和主要特性，設(shè)計(jì)合適的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。3、能使用嵌入系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、通信模塊和傳感模塊搭建無線傳感器節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行測試維護(hù)。4、初步掌握面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序開發(fā)的一般過程，了解各種典型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)環(huán)境和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法。5、適當(dāng)了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些高層應(yīng)用專題，如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編碼、冗余設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘和普適計(jì)算等。能力：1．具備無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)的能力；2.具備利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用射頻技術(shù)、無線通信技術(shù)等的基本能力，并將理論應(yīng)用于項(xiàng)目的實(shí)踐，提高分析、解決問題的能力；3.具有一定的團(tuán)隊(duì)合作能力，并善于通過溝通交流解決項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題。素質(zhì)：1.能夠針對(duì)課程設(shè)計(jì)方案，使用批判性思維方法，不斷完善和豐富工程設(shè)計(jì)；2.培養(yǎng)敬業(yè)精神和職業(yè)道德、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，理解團(tuán)隊(duì)合作的作用和意義；3.通過課程中的分析討論辯論培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)，通過課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展素質(zhì)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐1緒論：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的由來、發(fā)展、研究現(xiàn)狀、應(yīng)用前景、體系結(jié)構(gòu)、存在的問題。44概念與體系結(jié)構(gòu)、存在的問題概念從應(yīng)用需求引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。講授、多媒體2數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議 ：路由的基本概念，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集的特點(diǎn)，路由設(shè)計(jì)的基本方法，數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議。422協(xié)議思想?yún)f(xié)議分析講解路由設(shè)計(jì)的基本方法，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集的簡單路由協(xié)議，再介紹一數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議。啟發(fā)式、研討3集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議、地理位置信息的路由協(xié)議：協(xié)議的思想，算法，分析，有點(diǎn)與缺點(diǎn)22協(xié)議思想?yún)f(xié)議分析給出特點(diǎn)的應(yīng)用場景，探討針對(duì)該場景的路由設(shè)計(jì)，然后介紹課本上的協(xié)議4競爭型MAC協(xié)議、分配型MAC協(xié)議：協(xié)議的思想，算法，分析，有點(diǎn)與缺點(diǎn)22協(xié)議思想?yún)f(xié)議分析引導(dǎo)學(xué)生分析協(xié)議，展開優(yōu)化協(xié)議的討論5混合型MAC協(xié)議、MAC層與跨層設(shè)計(jì)：協(xié)議的思想，算法，分析，有點(diǎn)與缺點(diǎn)22協(xié)議思想?yún)f(xié)議分析引導(dǎo)學(xué)生分析協(xié)議，展開優(yōu)化協(xié)議的討論6頻率分配，通信信道 調(diào)制解調(diào)方式，物理層設(shè)計(jì)44信道分配信道分配從頻率資源有限入手，導(dǎo)入信道沖突問題。7802.15.4，ZigBee.介紹2個(gè)通信協(xié)議的基本內(nèi)容，區(qū)別，應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)層功能的實(shí)現(xiàn)。422ZigBee.ZigBee網(wǎng)絡(luò)層功能的實(shí)現(xiàn)講授8服務(wù)支持技術(shù)：節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步，節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全威脅及應(yīng)對(duì)方法66時(shí)間同步，定位容錯(cuò)與安全提出現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中面臨的問題，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生提出解決方法。9操作系統(tǒng)與開發(fā)環(huán)境422開發(fā)環(huán)境講授合計(jì)32266五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求1對(duì)節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)的讀取，收集；2節(jié)點(diǎn)間通信，節(jié)點(diǎn)與微機(jī)的通信。實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求數(shù)據(jù)收集節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)的收集3掌握數(shù)據(jù)的收集方式節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)間通信，節(jié)點(diǎn)與微機(jī)的通信3掌握通信方式、信道分配、沖突避免六、考核方式及成績?cè)u(píng)定期末考試：筆試，開卷，占總評(píng)的40%；