《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》教學(xué)大綱

《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08140091課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論32學(xué)時）先修課程：無后續(xù)課程：無適用專業(yè)：工業(yè)工程開課單位：計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說明《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》是工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課。該課程的主要任務(wù)是能夠熟悉物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，理解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)如RFID技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、定位技術(shù)和無線接入技術(shù)等，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)、交通、物流等領(lǐng)域中的應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)新技術(shù)以及自學(xué)新知識的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生解決實際應(yīng)用問題，最終掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，掌握RFID、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)等感知層技術(shù)，掌握無線接入技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)和云計算等網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)技術(shù)。課程目標(biāo)2：理解物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)方面的應(yīng)用，能夠使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識解決工業(yè)工程領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)問題。課程目標(biāo)3：了解物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和產(chǎn)業(yè)政策，培養(yǎng)學(xué)生的良好職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)道德和團隊協(xié)作能力，同時積極培育學(xué)生的社會主義核心價值觀，樹立正確的審美觀念和勞動觀念。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程教學(xué)目標(biāo)對工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.3能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和系統(tǒng)建模方法用于推演、分析工業(yè)工程問題。課程目標(biāo)1：理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，掌握RFID、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)等感知層技術(shù)，掌握互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和無線接入等網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)技術(shù)。H2.問題分析2.1能運用相關(guān)科學(xué)原理，識別和判斷復(fù)雜工業(yè)與服務(wù)系統(tǒng)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；能基于相關(guān)科學(xué)原理和系統(tǒng)建模方法正確描述復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)2：理解物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)方面的應(yīng)用，能夠使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識解決工業(yè)工程領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)問題。M6.工程與社會6.1了解專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，理解不同社會文化對工程活動的影響。課程目標(biāo)3：了解物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和產(chǎn)業(yè)政策，培養(yǎng)學(xué)生的良好職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)道德和團隊協(xié)作能力，同時積極培育學(xué)生的社會主義核心價值觀，樹立正確的審美觀念和勞動觀念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.物聯(lián)網(wǎng)概述1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念1.2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)；1.3物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)；1.4物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。教學(xué)要求：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史、基本概念；（2）理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)；（3）理解物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。重點:物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。難點:物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。21、2、32.自動識別技術(shù)2.1自動識別技術(shù)概述；2.2RFID射頻識別系統(tǒng)；2.3RFID系統(tǒng)的典型應(yīng)用。教學(xué)要求：（1）了解常用的自動識別技術(shù)；（2）掌握RFID的分類和工作原理；（3）理解RFID的標(biāo)準(zhǔn)體系。重點：RFID的分類、組成和工作原理。難點：RFID的工作原理。41、33.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3.1傳感器概述；3.2智能傳感器與無線傳感器；3.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)要求：（1）了解傳感器的組成及分類；（2）理解無線傳感器的組成和發(fā)展；（3）掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點和和體系結(jié)構(gòu)；（4）理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。重點：無線傳感器節(jié)點，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。難點：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。41、34.定位技術(shù)4.1定位技術(shù)概述；4.2全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)；4.3基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)；4.4感知定位技術(shù)；4.5混合定位；4.6位置服務(wù)。教學(xué)要求：（1）了解定位技術(shù)的發(fā)展歷史；（2）掌握常見的衛(wèi)星定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、感知定位技術(shù)以及混合定位技術(shù)的工作原理；（3）理解基于位置的服務(wù)。重點：GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，感知定位技術(shù)，混合定位，LBS。難點：GPS定位原理，混合定位系統(tǒng)工作原理。21、35.智能嵌入技術(shù)5.1嵌入式系統(tǒng)概念；5.2嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；5.3嵌入式微處理器的分類；5.4嵌入式操作系統(tǒng)。教學(xué)要求：（1）理解嵌入式系統(tǒng)的概念；（2）掌握嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（3）掌握典型嵌入式操作系統(tǒng)的特點。重點：嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，嵌入式微處理器的分類，嵌入式操作系統(tǒng)。難點：嵌入式操作系統(tǒng)。21、36．通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6.1無線接入技術(shù)；6.2移動通信網(wǎng)絡(luò)；6.3有線接入技術(shù)。教學(xué)要求：（1）掌握各種無線接入網(wǎng)技術(shù)的特點；（2）理解移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程；（3）理解各種有線接入技術(shù)的特點。重點：無線接入技術(shù)，移動通信網(wǎng)絡(luò)。難點:無線接入技術(shù)。61、37．物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)7.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)概述；7.2物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)；7.3物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)；7.4實體標(biāo)記語言。教學(xué)要求：（1）掌握物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)的工作原理；（2）掌握ONS的工作流程；（3）理解EPCIS的功能與作用。重點：物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)的工作原理，ONS的工作流程，EPCIS的工作原理。難點:ONS的工作流程。22、38.物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)和云計算8.1大數(shù)據(jù)的概念；8.2大數(shù)據(jù)技術(shù)；8.3云計算；8.4大數(shù)據(jù)和云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。教學(xué)要求：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算之間的關(guān)系；（2）理解大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)；（3）了解云計算的概念；（4）掌握云計算的層次架構(gòu)；（5）理解云計算的關(guān)鍵技術(shù)。重點：數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，云計算的層次架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。難點:大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，虛擬化。41、39.物聯(lián)網(wǎng)中間件9.1物聯(lián)網(wǎng)中間件的概念；9.2物聯(lián)網(wǎng)中間件的分類和特點；9.3RFID中間件；9.4云計算中間件。教學(xué)要求：（1）理解物聯(lián)網(wǎng)中間件的概念；（2）掌握物聯(lián)網(wǎng)中間件的分類和特點；（3）掌握RFID中間件和云計算中間件。重點：物聯(lián)網(wǎng)中間件的定義、分類和特點，RFID中間件。難點:RFID中間件和云計算中間件。22、310.物聯(lián)網(wǎng)信息安全10.1物聯(lián)網(wǎng)安全概述；10.2物聯(lián)網(wǎng)安全體系；10.3RFID安全管理；10.4位置信息與個人隱私。教學(xué)要求：（1）理解物聯(lián)網(wǎng)信息安全模型；（2）理解RFID的安全隱患；（3）掌握RFID的安全機制；（4）了解保護位置隱私的機制。重點：RFID安全管理。難點:物聯(lián)網(wǎng)安全體系。22、311.萬物互聯(lián)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用11.1萬物互聯(lián)；11.2物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。教學(xué)要求：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域內(nèi)的綜合應(yīng)用；（2）理解物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域應(yīng)用時用到的一些關(guān)鍵技術(shù)。重點：物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。難點:物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域應(yīng)用時用到的關(guān)鍵技術(shù)。21、2、3合計32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練，鞏固課堂所學(xué)知識；課程利用豐富的線上資源，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺。六、課程資源庫1.推薦教材黃玉蘭.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2020.2.參考書（1）李聯(lián)寧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)教程(第3版）[M].北京:清華大學(xué)出版社,2021.（2）黃東軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2021.（3）張園,于寶明.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）[M].北京:人民郵電出版社,2021.（4）劉馳.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論(第3版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2021.3.期刊（1）張萍,胡應(yīng)坤.基于ZigBee和OneNET云平臺的智能農(nóng)業(yè)溫控系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2021,11(01):25-28.（2）沈靜萍,孟文杰,王政凱.改進的RFID圖書定位系統(tǒng)[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用,2021,30(07):110-116.（3）葛敏婕,趙子涵.基于藍牙技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2021,11(11):52-57.（4）吳禮福,吳佳偉,田朋溢.基于STM32和LoRa技術(shù)的噪聲采集分析系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2021,44(21):30-34.（5）SvandaM,MachacJ,PolivkaM,etal.ChiplessRFIDtagwithenhancedRCSusedasaphthalocyanine-basedsolventvaporssensor[J].IEEEAntennasandWirelessPropagationLetters,2020,9(9):1556-1560.4.網(wǎng)絡(luò)資源（1）博客園,/.（2）CSDN，/.（3）電子發(fā)燒友，/.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末大作業(yè)考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?222作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?22階段測試12（1）主要考核學(xué)生對階段所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?22期末考核60（1）期末考核采取大作業(yè)形式進行，滿分100分，以大作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核RFID、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、定位技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)、無線接入技術(shù)、大數(shù)據(jù)和云計算等內(nèi)容?！獭獭?01010合計：100分681616八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測試、作業(yè)、期末大作業(yè)等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┐笞鳂I(yè)考核成績和過程性考核成績組成。其中：期末大作業(yè)考核成績?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和大作業(yè)考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9