《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》教學大綱-物聯(lián)網(wǎng)導論教學大綱

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程教學大綱 （《物聯(lián)網(wǎng)導論》課程教學大綱） （2018版） 一、課程編碼及課程名稱 課程編碼： 課程名稱（中文）：物聯(lián)網(wǎng)技術與應用 （英文）：The technology and application of the Internet of things 二、學時及學分 總學時數(shù)：40，其中，講授學時：24，實驗（實踐）學時：16。學分：2.5 三、適用專業(yè)及開設學期 適用專業(yè)：計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程（本科） 開設學期：第5學期 四、課程性質、目標和任務 本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程和計算機專業(yè)的一門專

2、業(yè)基礎課，是通過理論和實踐教學，使學生較好地掌握物聯(lián)網(wǎng)、RFID和無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念、原理、技術和應用；物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢和前景；熟練物聯(lián)網(wǎng)相關技術理論。為今后深入學習物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程作鋪墊。 五、課程基本要求 本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程和計算機專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，是通過理論和實踐教學，主要讓學生掌握物聯(lián)網(wǎng)概論、物聯(lián)網(wǎng)感知層技術、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術、物聯(lián)網(wǎng)應用層技術、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術以及物聯(lián)網(wǎng)在各個領域的典型應用。該課程幫助學生理解物聯(lián)網(wǎng)的概念，開闊學術視野，啟發(fā)學習興趣。通過課程學習，主要讓學生具備以下能力： 1.熟悉物聯(lián)網(wǎng)的基本組成，理解感知層、網(wǎng)絡層、應用層的功能，了解物聯(lián)網(wǎng)所需

3、環(huán)境及面臨的挑戰(zhàn)； 2.掌握感知層的概念、作用，理解常見傳感器的類型、特征，了解傳感器的語音，掌握不同類型傳感器的工作原理，掌握傳感器選擇的一般原則。 3.掌握無線傳感器網(wǎng)絡的特點、核心技術及協(xié)議，了解無線傳感器網(wǎng)絡應用。 4.掌握物聯(lián)網(wǎng)應用層的基本概念。了解云計算與大數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用。 5.了解信息安全基礎知識，了解物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全威脅趨勢的發(fā)展。 6.掌握我國物聯(lián)網(wǎng)應用的重點領域。 7.了解物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。 六、課程教學內容 第一章 物聯(lián)網(wǎng)概論（共8學時，其中實驗4學時） （一）本章教學目的和要求 了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與背景； 了解物聯(lián)網(wǎng)的定義； 理解

4、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術； 掌握物聯(lián)網(wǎng)的特點； 掌握物聯(lián)網(wǎng)相關研究與發(fā)展。 （二）教學內容 1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景 1.1.1 比爾·蓋茨與《未來之路》 1.1.2 Auto ID實驗室、RFID與物聯(lián)網(wǎng)的概念 1.1.3 ITU與TheInternetofThings研究報告 1.1.4 智慧地球與物聯(lián)網(wǎng) 1.1.5 歐盟與各國政府發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃 1.1.6 物聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) 1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術的特征 1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術特征 1.2.3 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系 1.3 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展 1.3.

5、1 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈結構 1.3.3 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點 1.3.4 物聯(lián)網(wǎng)應用對我國經(jīng)濟與社會發(fā)展的影響 1.4 物聯(lián)網(wǎng)與相關研究的發(fā)展 1.4.1 CPS的研究與發(fā)展 1.4.2 普適計算研究與發(fā)展 1.4.3 物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)與泛在網(wǎng)之間的關系 （三）重點與難點 重點：1.物聯(lián)網(wǎng)技術的特征 2.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展 3.物聯(lián)網(wǎng)的結構與特點 難點：1.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 2.物聯(lián)網(wǎng)技術特征 （四）實驗 實驗目的： 了解并熟悉物聯(lián)網(wǎng)技術特點 掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結構特點 實驗內容： （1）物聯(lián)網(wǎng)實驗環(huán)

6、境搭建與使用。 （2）集成開發(fā)環(huán)境中編寫?LED?自動閃爍程序，實現(xiàn)?LED?的自動閃爍。 （3）在開發(fā)環(huán)境中編寫定時器中斷程序。 實驗環(huán)境：物聯(lián)網(wǎng)實驗箱、電腦 第二章 物聯(lián)網(wǎng)感知層技術（共8學時，其中實驗4學時） （一）本章教學目的和要求 掌握物聯(lián)網(wǎng)感知層的相關技術 掌握物聯(lián)網(wǎng)感知層的特點與定義 （二）教學內容 2.1 感知層的基本概念 2.1.1 感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性 2.1.2 感知節(jié)點的特點 2.2 RFID與自動識別技術的發(fā)展 2.2.1 自動識別技術的發(fā)展 2.2.2 條碼、磁卡與IC卡 2.2.3 RFID標簽 2.2.4 RFID應

7、用系統(tǒng)結構與組成 2.2.5 RFID標簽編碼標準 2.3 傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡 2.3.1 傳感器的基本概念 2.3.2 智能傳感器的研究與發(fā)展 2.3.3 無線傳感器的研究與發(fā)展 2.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡的研究與發(fā)展 2.4 位置信息感知技術 2.4.1 位置信息與位置信息感知的基本概念 2.4.2 GPS與定位技術 2.5 智能信息感知設備與嵌入式技術 2.5.1 智能信息感知設備的研究與發(fā)展 2.5.2 RFID應用系統(tǒng)與智能感知設備的設計方法 2.5.3 無線傳感器網(wǎng)絡與智能感知節(jié)點的設計方法 （三）重點與難點 重點：1.條碼、磁卡與IC卡

8、 2.傳感器與無線傳感網(wǎng)絡 難點：1.無線傳感網(wǎng)絡 2.智能信息感知與嵌入式技術 （四）實驗 實驗目的： 掌握常用傳感器的工作原理 掌握常見傳感器的使用 掌握常用傳感器的線路連接 實驗內容： （1）常用溫濕度傳感器識別 （2）溫濕度傳感器的識別、基本原理與應用。 （3）壓力傳感器的識別、基本原理與應用。 （4）震動傳感器的識別、基本原理與應用。 （可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗） 實驗環(huán)境：物聯(lián)網(wǎng)嵌入式實驗箱 第三章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術（共6學時，其中實驗2學時） （一）本章教學目的和要求 掌握物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸 掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特

9、點 掌握移動通信技術 （二）教學內容 3.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層概述 3.1.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能 3.1.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特點 3.2 互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術 3.2.1 從計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng) 3.2.2 計算機網(wǎng)絡的基本概念 3.2.3 互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展 3.2.4 IP網(wǎng)絡：從IPv4到IPv6 3.2.5 接入技術與物聯(lián)網(wǎng) 3.3 移動通信技術 3.3.1 移動通信技術的發(fā)展歷程 3.3.2 移動通信系統(tǒng)的基本結構與基本工作原理 3.3.3 3G技術的發(fā)展與應用 3.3.4 4G技術的研究與應用 3.3.5 M2M技

10、術及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 （三）重點與難點 重點：1.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能 2.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特點 3.接入技術與物聯(lián)網(wǎng) 4.M2M技術及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 難點：1.接入技術與物聯(lián)網(wǎng) 2.M2M技術的應用 （四）實驗 實驗目的： 掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡傳輸?shù)氖褂? 掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡結構的搭建 加深對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦斫? 實驗內容： （1）搭建傳感器與控制器連接 （2）通信協(xié)議基礎實驗 （3）無線通信串口實驗 實驗環(huán)境：物聯(lián)網(wǎng)試驗箱 第四章 物聯(lián)網(wǎng)應用層技術（共5學時，其中實驗2學時） （一）本章教學目的和要求 掌握物聯(lián)網(wǎng)應

11、用層的特點 掌握物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲 掌握物聯(lián)網(wǎng)與云計算 （二）教學內容 4.1 物聯(lián)網(wǎng)應用層的基本概念 4.1.1 物聯(lián)網(wǎng)應用層的特點 4.1.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點 4.1.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關鍵技術 4.2 海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術 4.2.1 物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求 4.2.2 IDC的基本概念 4.2.3 云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 4.3 數(shù)據(jù)挖掘的基本概念 4.3.1 數(shù)據(jù)、信息與知識 4.3.2 數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn) 4.3.3 物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制 4.4 大數(shù)據(jù)的研究與發(fā)展 4.4.1 大數(shù)據(jù)研究的背景 4.4.2 大數(shù)據(jù)的基本概念 4.

12、4.3 大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新與競爭 （三）重點與難點 重點：1.物聯(lián)網(wǎng)應用層的特點 2.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲 3.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、信息與知識 難點：1.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲 2.物聯(lián)網(wǎng)與智能控制 （四）實驗 實驗目的： 掌握物聯(lián)網(wǎng)應用層的安裝和使用 掌握物聯(lián)網(wǎng)應用層的意義 實驗內容： （1）搭建傳感器應用系統(tǒng)連接 （2）無線通信溫度檢測系統(tǒng)實驗（可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗） 實驗環(huán)境：物聯(lián)網(wǎng)實訓室 第五章 物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術（共5學時，其中實驗2學時） （一）本章教學目的和要求 掌握物聯(lián)網(wǎng)安全中的重要關系； 理解物聯(lián)網(wǎng)安全機制；

13、 掌握物聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議； （二）教學內容 5.1 物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關系問題 5.1.1 物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關系 5.1.2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關系 5.1.3 物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關系 5.1.4 物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關系 5.2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術研究 5.2.1 信息安全需求 5.2.2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術內容與分類 5.2.3 物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡防攻擊技術研究 5.2.4 物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術研究 5.2.5 密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中應用的研究 5.2.6 網(wǎng)絡安全協(xié)議研究 5.3 RFID安全與隱私保護研究 5.3.1

14、RFID標簽的安全缺陷 5.3.2 對RFID系統(tǒng)的攻擊方法 5.3.3 基于RFID的位置服務與隱私保護 （三）重點與難點 重點：1.物聯(lián)網(wǎng)安全的重要性 2.物聯(lián)網(wǎng)安全技術研究 3.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｗo 4.RFID的服務于數(shù)據(jù)保護 難點：1.物聯(lián)網(wǎng)安全技術 2.物聯(lián)網(wǎng)相關技術缺陷 （四）實驗 實驗目的： 掌握物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的加密 掌握物聯(lián)網(wǎng)安全的重要性 加深對物聯(lián)網(wǎng)安全的相關概念 實驗內容： （1）搭建傳感器網(wǎng)絡環(huán)境或物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) （2）通過藍牙、WIFI或IPV6網(wǎng)絡傳輸傳感數(shù)據(jù)，并抓包分析。（可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗）

15、 實驗環(huán)境：物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 第六章 物聯(lián)網(wǎng)應用（共8學時，其中實驗2學時） （一）本章教學目的和要求 了解物聯(lián)網(wǎng)技術在各個行業(yè)中的應用； 掌握物聯(lián)網(wǎng)在各個行業(yè)的發(fā)展與前景； 理解物聯(lián)網(wǎng)技術在各種場景中的重要性； （二）教學內容 6.1 智能電網(wǎng) 6.1.1 智能電網(wǎng)的基本概念 6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用 6.1.3 智能電網(wǎng)的研究與發(fā)展 6.2 智能交通 6.2.1 智能交通的基本概念 6.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術與智能交通 6.2.3 車載網(wǎng)技術的研究 6.2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術在民航領域中的應用 6.3 智能醫(yī)療 6.3.1 智能醫(yī)療的基本概念

16、 6.3.2 智能醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng) 6.3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在健康監(jiān)控中的應用 6.4 智能環(huán)保 6.4.1 智能環(huán)保與物聯(lián)網(wǎng)技術 6.4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能環(huán)保中的應用 6.5 智能安防 6.5.1 智能安防的基本概念 6.5.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能安防中的應用 6.6 智能農(nóng)業(yè) 6.6.1 智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景 6.6.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能農(nóng)業(yè)中的應用 6.6.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源中的應用 6.7 智能家居 6.7.1 智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術 6.7.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居中的應用 6.8 智能物流 6.8.1 智能物流與物聯(lián)網(wǎng) 6.8

17、.2 RFID技術在智能物流中的應用 6.8.3 物聯(lián)網(wǎng)技術與未來商店 6.8.4 智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構 6.9 物聯(lián)網(wǎng)軍事應用 6.9.1 物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭 6.9.2 物聯(lián)網(wǎng)軍事應用研究的主要內容 （三）重點與難點 重點：1.物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)部應用 2.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景 難點：1.物聯(lián)網(wǎng)應用 2.物聯(lián)網(wǎng)的場景系統(tǒng)搭建 （四）實驗 實驗目的： 掌握物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的設計方法； 能正確使用相關知識搭建一個物聯(lián)網(wǎng)概念性的場景； 實驗內容： 根據(jù)自己的認識和體驗，選取感興趣的領域，完成物聯(lián)網(wǎng)應用課題的概念性設計。 （1）某物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的

18、需求分析 （2）該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體架構 （3）該系統(tǒng)的控制流程。 （4）系統(tǒng)的特點與創(chuàng)新點。 實驗環(huán)境：電腦。 七、本課程與其它課程的關系 先修課程為 《計算機科學與技術導論》 《計算機網(wǎng)絡》等 八、教學時數(shù)分配 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程教學時數(shù)分配表 總學時：40 學分：2.5 章次 各章標題名稱 講授 學時 實驗 學時 實踐 學時 討論、習題課 等學時 第一章 物聯(lián)網(wǎng)概論 4 4 0 0 第二章 物聯(lián)網(wǎng)感知層技術 4 4 0 0 第三章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術 4 2 0 0 第四章 物聯(lián)網(wǎng)應用層技術

19、 3 2 0 0 第五章 物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術 3 2 0 0 第六章 物聯(lián)網(wǎng)應用 6 2 0 0 九、實驗內容與學時分配 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程實驗教學一覽表 序號 實驗項目名稱 內容提要 實驗學時 實驗類型（演示、驗證、綜合、設計等） 所需 主要儀器設備 項目類別 （必做/選做） 是否為 開放實驗 1 物聯(lián)網(wǎng)基礎實驗 （1）物聯(lián)網(wǎng)實驗環(huán)境搭建與使用。 （2）集成開發(fā)環(huán)境中編寫?LED?自動閃爍程序，實現(xiàn)?LED?的自動閃爍。 （3）在開發(fā)環(huán)境中編寫定時器中斷程序。 4 驗證、設計 計算機及物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 必做

20、 否 2 多種傳感器采集實驗 （1）溫濕度傳感器的識別、基本原理與應用。 （2）壓力傳感器的識別、基本原理與應用。 （3）震動傳感器的識別、基本原理與應用。 （可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗） 4 驗證、設計 計算機及物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 必做 否 3 無線傳輸基本實驗 （1）搭建傳感器與控制器連接 （2）通信協(xié)議基礎實驗 （3）無線通信串口實驗 2 驗證、設計 計算機及物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 必做 否 4 多種傳感器無線傳輸與應用實驗 （1）搭建傳感器與控制器連接 （2）無線通信溫度檢測實驗（可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗） 2 驗證、設計 計

21、算機及物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 必做 否 5 多種傳感器網(wǎng)絡傳輸實驗 （1）搭建傳感器網(wǎng)絡環(huán)境或物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) （2）通過藍牙、WIFI或IPV6網(wǎng)絡傳輸傳感數(shù)據(jù)。（可根據(jù)實驗條件選部分傳感器進行實驗） 2 驗證、設計 計算機及物聯(lián)網(wǎng)實驗箱 必做 否 6 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案設計 （1）需求分析 （2）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構思 （3）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各模塊設計與思路 2 方案設計 計算機 必做 否 十、推薦教材及參考書目 （一）推薦教材： 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》，吳功宜,吳英著，機械工業(yè)出版社，2013年第1版 （二）參考書目： 1. 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用基礎》，彭揚蔣長兵著，中

22、國財富出版社，2010年第1版。 2. 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用 第2版》，武奇生著，機械工業(yè)出版社，2016年第1版 3. 《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》，吳成東著，科學出版社，2016年第1版 十一、主要教學方法與教學條件要求 以學科基本問題的講授優(yōu)先，以學科經(jīng)典案例的講授為基礎，以課堂作業(yè)、測試，以及習題課的方式加深學生對學科基礎概念的理解，著力提高學生利用物聯(lián)網(wǎng)相關技術解決實際問題的能力。 十二、考核方式與成績評定 出勤占10%，課堂提問及討論占10%，實驗與作業(yè)成績占20%，課程論文成績占60%。 制訂： 教研室： 執(zhí)筆人： 審訂人： 專心---專注---專業(yè)