联网教学大纲.docx
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联网教学大纲
《物联网技术与应用》教学大纲
课程名称：
物联网技术与应用课程代码：
课程类别：
专业课开课系部：
计算机与信息工程系
适用专业：
信息管理与信息系统
总学时：
64学时
先修课程：
《程序设计基础》、《计算机网络技术》、《数据库原理与应用》、《信息安全技术》
后续课程：
一、课程教学目标
《物联网技术与应用》课程是信息管理与信息系统专业的专业能力选修课，旨在对物联网技术的基本内涵、技术应用以及前沿进展做概括性介绍。
本课程的主要任务是培养学生对物联网概念体系的理解，培养学生对物联网所需要相关技术的认识，使学生了解物联网在社会生活各领域中的应用，使学生能够较好地掌握物联网的网络体系架构及相关实现技术的基本理论和基本分析问题的方法。
课程目标对学生能力要求如下：
课程目标1.让学生了解物联网发展的社会背景与技术背景。
课程目标2.让学生了解物联网发展与社会信息化发展的关系，理解物联网在感知中国和世界的作用。
课程目标3.让学生了理解物联网与互联网的区别与联系，说明物联网建设的预期目标。
课程目标4：
让学生掌握物联网的网络体系架构及相关实现技术的基本理论和基本分析问题的方法。
二、课程教学目标对学习成果的支撑关系
课程目标对学习成果的支撑关系
学习成果
学习成果指标点
课程目标
毕业能力G2.问题分析
能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂信息管理和信息系统问题，以获得有效结论。
课程目标3
课程目标4
毕业能力G5.使用现代工具
能够针对复杂信息管理和信息系统问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、信息技术工具，包括对复杂信息管理和信息系统问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
课程目标4
毕业能力G7.环境和可持续发展
能够理解和评价针对复杂信息管理和信息系统问题的实践对社会可持续发展的影响。
课程目标1
课程目标2
三、课程教学方法（或手段）
1.课堂讲授
（1）采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
（2）采用电子教案，CAI课件，多媒体教学与传统板书教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。
（3）采用案例教学。
理论教学与工程实践相结合，引导学生应用基本理论知识进行信息系统设计。
（4）采用互动式教学。
课内讨论和课外答疑
2、作业
围绕各章教学重点内容，布置一定数量的课后作业。
3.实验教学
实验是本课程一个重要环节，对物联网技术与应用教学具有重要的作用，通过实验使学生掌握有关物联网技术方面的基本知识，基本设计方法，巩固课堂所讲授的内容，提高解决实际问题的能力。
要求态度认真、原理清楚、方法正确、数据准确、实验报告工整。
4.思政进课堂
每节课讲述一个与本课或本专业相关的人物介绍、历史事件或新闻事件，提高学生对本课程和本专业的学习兴趣，增强民族自信心，自豪感，鼓励学生勇于担当民族复兴的重任。
四、课程教学内容
第一章物联网概述（4学时）
1．教学内容
（1）物联网的起源与发展；
（2）物联网的理论基础；
（3）物联网的体系结构和主要特点；
（4）物联网的核心技术和体系标准；
（5）物联网的应用前景。
2．教学目的及要求
本章讲解物联网的基本概念和基本知识，是学习后续各个章节的基础。
学习本章的目的在于了解基本知识，掌握基本概念，为以后的学习打好扎实的基础。
了解：
了解物联网的起源和发展，澄清物联网的相关概念；
理解：
物联网的理论基础；
掌握：
物联网的体系结构和主要特点；
掌握：
物联网的核心技术和体系标准；
了解：
物联网的应用前景
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标1。
第二章自动识别技术与RFID（4学时）
1．教学内容
（1）自动识别技术介绍；
（2）RFID介绍
（3）RFID的特点和在物联网中的地位
2．教学目的及要求
本章介绍自动识别技术与RFID，目的是让学生了解和掌握自动识别技术与RFID在物联网中的应用。
了解：
目前常用的自动识别技术；
了解：
RFID的历史和现状；
理解：
RFID的工作原理，RFID系统的构成和工作过程；
掌握：
RFID的技术特点和解决标签冲突的常用方案；
理解：
RFID在物联网中的地位。
。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第三章传感器技术（4学时）
1．教学内容
（1）传感器基本知识介绍；
（2）智能传感器简介；
（3）传感器接口技术；
（4）传感器的应用。
2．教学目的及要求
本章介绍了传感器的相关知识，目的是让学生理解和掌握传感器的相关技术和在物联网中的应用。
理解：
传感器的概念、作用；
掌握：
传感器的组成、分类和基本特性；
了解：
常用的传感器；
掌握：
智能传感器和传感器接口技术；
了解：
传感器的应用。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第四章定位系统（4学时）
1．教学内容
（1）介绍定位系统基本知识和常见的定位系统和定位技术；
（2）讲解基于距离的定位技术、基于距离差的定技术和基于信号特征的定位技术；
（3）介绍物联网环境下定位技术的挑战和发展。
2．教学目的及要求
本章介绍了定位系统的相关知识和技术，目的是让学生了解和掌握定位系统在物联网中的发挥的重要作用。
了解：
定位系统基本知识和常见的定位系统和定位技术；
掌握：
基于距离的定位技术、基于距离差的定技术和基于信号特征的定位技术；
了解：
物联网环境下定位技术的挑战和发展。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第5章 智能通信设备（4学时）
1．教学内容
（1）介绍智能设备产生的背景、传统智能设备和新时代的智能设备；
（2）讲解智能设备运行平台的特点；
（3）介绍智能设备发展新趋势。
。
2．教学目的及要求
本章介绍智能设备的产生和发展，目的是让学生了解和掌握智能设备在物联网中的作用和相关技术。
了解：
智能设备产生的背景、发展和现状；
理解：
智能设备运行平台的特点
了解：
智能设备发展新趋势。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第6章 互联网原理（4学时）
1．教学内容
（1）介绍互联网的基本知识，包括互联网的网络协议和体系结构，如OSI七层结构和TCP/IP四层结构；
（2）讲解TCP/IP各层的主要协议和服务；
（3）介绍从互联网到物联网的演变趋势。
2．教学目的
本章介绍互联网的基本知识，目的是让学生了解从互联网到物联网的演变趋势。
理解：
互联网的网络协议和体系结构；
掌握：
TCP/IP各层的主要协议和服务；
了解：
从互联网到物联网的演变趋势。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标3。
第7章 无线传感器网络（4学时）
1．教学内容
（1）介绍无线传感器网络的基本知识，包括体系结构和发展等；
（2）讲解无线传感器网络的技术体系，如自组网技术、节点定位技术、时间同步技术和安全技术；
（3）讲解无线传感器网络的路由协议和MAC协议；
（4）介绍无线传感器网络数据融合的常用技术。
2．教学目的及要求
本章介绍无线传感器网络的基本知识，目的是让学生理解无线传感器网络在物联网中的作用和相关技术。
了解：
无线传感器网络的基本知识，体系结构和发展；
掌握：
无线传感器网络的技术体系，如自组网技术、节点定位技术、时间同步技术和安全技术；
理解：
无线传感器网络的路由协议和MAC协议；
了解：
无线传感器网络数据融合的常用技术。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第8章 移动通信网络（4学时）
1．教学内容
（1）介绍移动通信的发展历史；
（2）讲解3G通信技术和标准,TD-SCDMA、W-CDMA、CDMA2000；
（3）介绍4G网络的基本问题。
2．教学目的及要求
本章介绍移动通信网络的基本知识和相关技术，目的是让学生理解和掌握移动通信网络在物联网中作用。
了解：
移动通信的发展历史；
掌握：
3G通信技术和标准,TD-SCDMA、W-CDMA、CDMA2000；
了解：
4G网络的基本问题。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4。
第9章 物联网的管理服务（6学时）
1．教学内容
（1）介绍物联网中数据库系统技术和海量信息存储技术；
（2）讲解物联网中的搜索引擎技术；
（3）讲解数据挖掘技术在物联网的智能决策应用；
（4）介绍云计算的基本概念和特点；
（5）讲解云计算工作原理、体系结构、服务层次和关键技术。
2．教学目的及要求
本章介绍物联网的管理服务，包括信息存储技术、搜索引擎技术、智能决策技术、数据挖掘技术和云计算，目的是让学生了解和掌握物联网的管理服务。
掌握：
物联网中数据库系统技术和海量信息存储技术；
掌握：
物联网中的搜索引擎技术；
掌握：
数据挖掘技术在物联网的智能决策应用；
理解：
云计算的基本概念和特点；
掌握：
云计算工作原理、体系结构、服务层次和关键技术。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标4.
第10章 物联网中的信息安全（6学时）
1．教学内容
（1）介绍物联网常用的身份识别技术；
（2）讲解物联网中的密钥管理技术和密钥管理系统中密钥产生技术；
（3）介绍信息隐藏技术的基本知识和基本原理；
（4）介绍RFID的安全现状，讲解RFID安全和隐私保护机制；
（5）讲解物联网中位置信息技术和位置信息保护机制。
2．教学目的及要求
本章介绍物联网中的信息安全技术，目的是使学生了解信息安全的重要性并掌握保护信息安全的各种技术。
掌握：
物联网常用的身份识别技术；
掌握：
物联网中的密钥管理技术和密钥管理系统中密钥产生技术；
理解：
信息隐藏技术的基本知识和基本原理；。
掌握：
RFID的安全现状，讲解RFID安全和隐私保护机制；
掌握：
物联网中位置信息技术和位置信息保护机制。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标2。
第11章 物联网的综合应用（4学时）
1．教学内容
（1）介绍物联网在智能电网中的应用；
（2）介绍物联网在智能交通中的应用；
（3）介绍物联网在智能物流中的应用；
（4）介绍物联网在智能绿色建筑中的应用；
（5）介绍物联网在环境监测中的应用。
2．教学目的及要求。
本章介绍物联网在多个领域中的应用情况，目的是让学生了解物联网的具体应用方法。
了解；物联网在智能电网中的应用；
了解；物联网在智能具交通中的应用；
了解；物联网在智能物流中的应用；
了解；物联网在智能绿色建筑中的应用；
了解；物联网在环境监测中的应用。
3．对应的课程目标
本章节对应课程目标2。
五、实验教学内容
实验项目
（一）温湿度和光照采集实验（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
学习使用CC2530及相应模块采集温湿度及光电信号，学习针对温湿光电转换器的编程。
（4）主要仪器：
装有IAR的PC一台。
2530仿真器，USB线（A型转变型）。
无线节点模块，带LCD的智能主板。
温湿度及光电传感器模块。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目
（二）建立通信实验（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
了解如何处理上层应用与中间服务以及和协调器的通信逻辑，如何处理上层应用与中间服务间的心跳检测。
（4）主要仪器：
PC。
中间服务软件。
协调器与节点。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（三）节点组网实验（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
了解各节点间的父子关系，正确处理节点父子关系并在界面上把父子关系表示出来。
（4）主要仪器：
PC。
中间服务软件。
协调器与节点。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（四）实时数据采集实验（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
正确处理节点上传的各种数据，并按一定的形式显示出来。
（4）主要仪器：
PC。
中间服务软件。
协调器与节点。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（五）节点资源控制实验（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
与中间服务建立通信，显示节点上传的数据并控制节点上的资源。
（4）主要仪器：
PC。
中间服务软件。
协调器与节点。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（六）获取当前软件版本信息（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
本实验获取当前软件版本信息，要求掌握其命令格式和响应格式就，理解实验原理和过程。
（4）主要仪器：
OURS-RFID-RP-LF-U2270板子一块，PC一台，一针一空串口线一条，5V3A电源线一条，LF标签卡片一张。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（七）控制PC声音（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
本实验控制PC声音，要求掌握其命令格式和响应格式，理解实验原理和过程。
（4）主要仪器：
OURS-RFID-RP-LF-U2270板子一块，PC一台，一针一空串口线一条，5V3A电源线一条，LF标签卡片一张。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
实验项目（八）控制读写器是否进入低功耗模式（2学时）：
（1）项目类别：
必做
（2）项目性质：
验证性
（3）项目主要目的要求：
本实验控制读写器是否进入低功耗模式，要求掌握其命令格式和响应格式，理解实验原理和过程。
（4）主要仪器：
OURS-RFID-RP-LF-U2270板子一块，PC一台，一针一空串口线一条，5V3A电源线一条，LF标签卡片一张。
（5）实验考核方法：
过程评价和实验报告评价相结合。
六、学时分配
章目
教学内容
教学环节
理论教学学时
实践/实验/上机学时
一
物联网概述
4
二
自动识别技术与RFID
4
6
三
传感器技术
4
四
定位系统
4
五
智能通信设备
4
六
互联网原理
4
七
无线传感器网络
4
2
八
移动通信网络
4
九
物联网的管理服务
6
8
十
物联网中的信息安全
6
十一
物联网的综合应用
4
总计
64
48
16
七、课程考核与成绩评定
成绩组成
考核/评价细则
分值（或百分比）
考勤、作业
随堂检查（点名表、课堂问答、作业）
20％
实验报告
检查
10％
期末成绩
考试
70％
八、选用教材和参考书目
（一）参考教材：
黄玉兰，《物联网概论》（第二版），人民邮电出版社，2018年9月
（二）主要参考资料：
1.《物联网技术与应用》，张春红，人民邮电出版社，2013年
2.《物联网导论》（第2版），刘云浩，科学出版社，2012年
3.薛燕红，《物联网技术与应用》，清华大学出版社，2012年
九、授课教研室
计算机与信息工程系信息科学技术教研室
学院审核：
系部审核：
执笔人：
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