《氣象傳感網(wǎng)技術(shù)工程實(shí)踐》課程教學(xué)大綱

1、I氣象傳感網(wǎng)技術(shù)工程實(shí)踐課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）氣象傳感網(wǎng)技術(shù)工程實(shí)踐課程名稱（英文）Curriculum Design of Meteorological sensor network technology課程類別1：專業(yè)實(shí)踐課程性質(zhì)2必修授課語言3中文授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分1課程學(xué)時(shí)及分配總學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)課外160160適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)及與技術(shù)教材無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，電子工業(yè)出版社，Ian F. Akyildiz(伊恩 F. 阿基迪茲 ), Mehmet Can Vuran( 梅梅特 C. 沃安) 編，徐平平等譯， 2013.授課學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院先修

2、課程通信原理、傳感器原理及應(yīng)用后續(xù)課程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)課程簡介課程基本定位：無線傳感網(wǎng)技術(shù)工程實(shí)踐是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)類課程，開設(shè)本實(shí)驗(yàn)課程的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)課程通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)箱平臺(tái)，依據(jù)相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)了解WSN中的一些基本概念，并通過相應(yīng)的編程接口在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡單的WSN系統(tǒng)應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理解，與此同時(shí)使學(xué)生在WSN網(wǎng)絡(luò)搭建和應(yīng)用設(shè)計(jì)方面也能夠得到基本的訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生解決傳感器網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜工程問題過程中所需的專業(yè)設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。核心學(xué)習(xí)結(jié)果：結(jié)合理論授課知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)一套傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在TINYOS

3、1.X版本以上開發(fā)，實(shí)現(xiàn)1種或以上環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，通過2.4GHZ無線傳輸至基站，通過串口發(fā)送上位機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行片上存儲(chǔ)。主要教學(xué)方法：講授、實(shí)驗(yàn)、專題研討大綱更新時(shí)間2020.8注：1.課程類別：選填“通識(shí)核心課/通識(shí)拓展課/通修課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)主干課/專業(yè)選修課/專業(yè)實(shí)踐/素質(zhì)拓展” 2.課程性質(zhì)：選填“選修/必修”3.授課語言：選填“中文/雙語/全英文或其他語種”二、課程目標(biāo)序號(hào)課程目標(biāo)（參考培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程定位）支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1達(dá)成途徑1.1掌握基于ATOS平臺(tái)的傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵組件、配件和模塊的內(nèi)涵，并掌握對(duì)應(yīng)的NesC代碼的使用

4、講授、實(shí)際操作、案例、專題研討2.1理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，并認(rèn)識(shí)到使用庫內(nèi)組件的優(yōu)勢和不足；講授、實(shí)際操作、案例、專題研討2.2理解不同類型傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗、RSSI場強(qiáng)與通信距離的關(guān)系，掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力；講授、實(shí)際操作、案例、專題研討2.3能夠在傳感網(wǎng)工程實(shí)踐中獨(dú)立或合作開展硬件系統(tǒng)和軟件組件設(shè)計(jì)、組合與調(diào)試工作，能夠通過小組協(xié)作，完成實(shí)驗(yàn)總報(bào)告。講授、實(shí)際操作、案例、專題研討3.1具有正確的學(xué)術(shù)志向、學(xué)術(shù)誠信；實(shí)驗(yàn)總報(bào)告、答辯注：1.支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：選填項(xiàng)。需

5、要進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證，有畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的課程必填，無明確畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的可不填。三、理論教學(xué)內(nèi)容章標(biāo)題教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)思政融入點(diǎn)1學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果2教學(xué)方式3課程目標(biāo)注：1.思政融入點(diǎn)：至少寫3條， 簡述該課程教學(xué)中將思政教育內(nèi)容與專業(yè)教育內(nèi)容有機(jī)融合的知識(shí)點(diǎn)（下同）。 2.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果：描述學(xué)生在學(xué)完本節(jié)內(nèi)容后應(yīng)獲得的知識(shí)、能力或素養(yǎng)水平（下同） 3.教學(xué)方式:包括講授、討論、案例、演示等，但不限于所列，根據(jù)課程實(shí)際需要列舉四、實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)）教學(xué)1編號(hào)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)項(xiàng)目名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)類型2思政融入點(diǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課程目標(biāo)1第一單元基于ATOS平臺(tái)的傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵

6、組件、配件和模塊的設(shè)計(jì)與使用4綜合性掌握LED、定時(shí)器、串口調(diào)試、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、網(wǎng)狀網(wǎng)通信等組件的使用與測試 目標(biāo)1.12第二單元功率等級(jí)、RSSI場強(qiáng)采集、ATOS平臺(tái)底層協(xié)議棧設(shè)計(jì)與使用4綜合性CC2530芯片的8個(gè)輸出功率等級(jí)，掌握節(jié)點(diǎn)輸出功率的設(shè)置方法，掌握測定RSSI場強(qiáng)值，熟練地使用ATOS平臺(tái)下的底層協(xié)議棧目標(biāo)2.13第三單元ATOS平臺(tái)多傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯聚與顯示6綜合性掌握如何在ATOS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)傳感器采集；熟練掌握點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，熟練掌握串口通訊實(shí)驗(yàn)，掌握傳感器數(shù)據(jù)顯示的能力。目標(biāo)2.24第四單元實(shí)驗(yàn)答辯2綜合性每組成員須分工協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)總報(bào)告，并就報(bào)告內(nèi)容回答教師

7、提出的問題。目標(biāo)2.3目標(biāo)3.1注：1.此表可用于課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)或某門綜合實(shí)踐課程2.實(shí)驗(yàn)類型：選填”驗(yàn)證性/綜合性/設(shè)計(jì)性”；實(shí)習(xí)類型：選填“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)/生產(chǎn)實(shí)習(xí)/畢業(yè)實(shí)習(xí)”五、課程評(píng)價(jià)（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容課程目標(biāo)在各考核方式中占比1實(shí)際操作課程實(shí)驗(yàn)課程總報(bào)告1.1掌握基于ATOS平臺(tái)的傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵組件、配件和模塊的內(nèi)涵，并掌握對(duì)應(yīng)的NesC代碼的使用；30%2.1理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，并認(rèn)識(shí)到使用庫內(nèi)組件的優(yōu)勢和不足；5%5%22 理解不同類型傳感器節(jié)點(diǎn)的

8、能耗、RSSI場強(qiáng)與通信距離的關(guān)系，掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力；5%5%2.3能夠在傳感網(wǎng)工程實(shí)踐中獨(dú)立或合作開展硬件系統(tǒng)和軟件組件設(shè)計(jì)、組合與調(diào)試工作，能夠通過小組協(xié)作，完成實(shí)驗(yàn)總報(bào)告。20%20%3.1具有正確的學(xué)術(shù)志向、學(xué)術(shù)誠信；5%5%合計(jì)40%25%35%各考核方式占總成績權(quán)重（自行賦值）40%25%35%注：1. 課程目標(biāo)在考核方式及占比：主要根據(jù)課程目標(biāo)自行設(shè)計(jì)和制定多元化考核方式，表中所列僅為參考（紅色數(shù)據(jù)可刪除）。但所列考核方式必須覆蓋全體學(xué)生，可根據(jù)當(dāng)學(xué)期具體教學(xué)情況酌情調(diào)整。2. 各考核方式占總成績權(quán)重：根據(jù)課程實(shí)際情況對(duì)各考核方式占總成績

9、的權(quán)重予以賦值。（二）考核方式評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)總體說明：（1）本課程通過中英文知識(shí)講授、實(shí)際操作、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)踐等環(huán)節(jié)，最終要求學(xué)生能夠以小組為單位完成在操作系統(tǒng)TINYOS 1.X版本以上，實(shí)現(xiàn)2種或以上氣象數(shù)據(jù)的采集，通過2.4GHZ無線傳輸至基站，串口發(fā)送上位機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。（2）總評(píng)成績由實(shí)際操作、方案設(shè)計(jì)報(bào)告、課程實(shí)驗(yàn)、課程競賽、課程總報(bào)告五個(gè)部分及其相應(yīng)的答辯環(huán)節(jié)構(gòu)成，各項(xiàng)課程子目標(biāo)成績按五等百分制評(píng)定，根據(jù)考核方式及占比表中規(guī)定的比例折算得到個(gè)人最終成績。2.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分項(xiàng)說明（1）實(shí)際操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-

10、69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)1.1： 充分理解傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集interfaces、configurations和modules的內(nèi)涵；熟練掌握NESC程序的在Linux環(huán)境中設(shè)計(jì)與調(diào)試?yán)斫鈧鞲芯W(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集interfaces、configurations和modules的內(nèi)涵；熟練掌握NESC程序的在Linux環(huán)境中的設(shè)計(jì)與調(diào)試熟悉傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集interfaces、configurations和modules的內(nèi)涵；熟練掌握NESC程序的在Linux環(huán)境中設(shè)計(jì)與調(diào)試基本理解傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集interfaces、configurations和modules的內(nèi)涵；熟練

11、掌握NESC程序的在Linux環(huán)境中設(shè)計(jì)與調(diào)試未理解傳感網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集interfaces、configurations和modules的內(nèi)涵；熟練掌握NESC程序的在Linux環(huán)境中的設(shè)計(jì)與調(diào)試（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)2.1： 能很好地理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，并認(rèn)識(shí)到使用庫內(nèi)組件的優(yōu)勢和不足。較好地理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，

12、并認(rèn)識(shí)到使用庫內(nèi)組件的優(yōu)勢和不足。理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，并認(rèn)識(shí)到使用庫內(nèi)組件的優(yōu)勢和不足。基本理解理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)。未能理解基于TinyOS操作系統(tǒng)下的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的關(guān)鍵組件的開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù) 。目標(biāo)2.2：能夠熟練掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力。較好地掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力。掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)

13、存儲(chǔ)的能力?；菊莆崭鶕?jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力。未掌握根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同組網(wǎng)類型、匯聚方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力。（3）方案設(shè)計(jì)報(bào)告、總報(bào)告及其答辯環(huán)節(jié)反映的學(xué)術(shù)態(tài)度、科學(xué)精神評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)2.3： 所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告格式規(guī)范，文字表達(dá)通順，條理性強(qiáng)；文獻(xiàn)引用較多且綜述合理，能夠就報(bào)告內(nèi)容正確回答問題。所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告格式規(guī)范，文字表達(dá)通順，條理性尚可；有一定的文獻(xiàn)引用，能夠就報(bào)告內(nèi)容正確回答問題。所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告格式較規(guī)范，錯(cuò)別字少，文字表達(dá)較通順，條理性尚可；能夠就報(bào)告

14、內(nèi)容較正確地回答問題。所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告格式基本規(guī)范，錯(cuò)別字較少，文字表達(dá)基本通順，有一定的條理性；能夠就報(bào)告內(nèi)容基本正確回答問題。所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告格式極不規(guī)范，有較多錯(cuò)別字，文字表達(dá)不通順，條理性差，抄襲嚴(yán)重；不能就報(bào)告內(nèi)容正確回答問題。目標(biāo)3.1：總報(bào)告中所負(fù)責(zé)撰寫部分格式規(guī)范，文字嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容正確，條理性好，無抄襲痕跡，圖文并茂；能正確問答所提的問題。總報(bào)告中所負(fù)責(zé)撰寫部分格式規(guī)范，內(nèi)容較正確，條理性較好，無抄襲痕跡；能較正確地問答所提的問題?？倛?bào)告中所負(fù)責(zé)撰寫部分格式較規(guī)范，內(nèi)容基本正確，有一定的條理性，抄襲痕跡不明顯；能基本正確問答所提的問題?？倛?bào)告中所負(fù)責(zé)撰寫部分格式較規(guī)范，內(nèi)容基本正確，抄襲較少；能基本問答所提的問題?？倛?bào)告中所負(fù)責(zé)撰寫部分抄襲嚴(yán)重；問答環(huán)節(jié)答非所問。注：考核方式和課程目標(biāo)在考核方式中占比應(yīng)與“（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系”一致。所列考核環(huán)節(jié)，除了筆試類均須依次給出評(píng)分