無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 課程考核大綱

無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程考核大綱（WirelessSensingandInternetofThingsTechnology）課程基本信息課程編號(hào)：04021187課程學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)課程學(xué)分：2學(xué)分一、課程的性質(zhì)和地位無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程屬于專業(yè)選修課，主要面向農(nóng)業(yè)智能裝備專業(yè)的學(xué)生，旨在培養(yǎng)他們?cè)跓o線傳感與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技能。課程內(nèi)容涵蓋無線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和應(yīng)用等方面的知識(shí)，通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，使學(xué)生掌握相關(guān)技術(shù)并能夠應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目和應(yīng)用場景。無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)之一。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)、智能交通、智能家居等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。二、理論教學(xué)部分的考核目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，了解無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念、原理、技術(shù)體系和發(fā)展趨勢，包括無線傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和通信協(xié)議、傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理與分析等方面的知識(shí)。理解無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理、分析相關(guān)問題，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行問題解決和應(yīng)用場景的分析評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的解決方案和改進(jìn)建議。能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。這包括設(shè)計(jì)無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、選擇合適的傳感器和通信協(xié)議、進(jìn)行系統(tǒng)集成和優(yōu)化等方面的能力。第一章無線傳感網(wǎng)技術(shù)概論（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1．一般了解：無線傳感網(wǎng)技術(shù)的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域、無線傳感網(wǎng)的組成要素，包括傳感器節(jié)點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理。2．一般掌握：無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)的能量管理、數(shù)據(jù)采集和處理、無線通信協(xié)議等。3．熟練掌握：無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，能夠進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立開發(fā)和調(diào)試無線傳感網(wǎng)應(yīng)用程序。（二）考核內(nèi)容考核學(xué)生對(duì)無線傳感網(wǎng)技術(shù)的基本概念、原理和發(fā)展歷程的理解。考核學(xué)生對(duì)無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方法和節(jié)點(diǎn)通信方式的了解和應(yīng)用能力。考核學(xué)生對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量管理、數(shù)據(jù)采集和處理，以及無線通信協(xié)議的原理和功能的掌握?？己藢W(xué)生對(duì)無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，包括節(jié)點(diǎn)布置、通信配置和數(shù)據(jù)處理等方面；以及對(duì)無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的熟練掌握?？己藢W(xué)生對(duì)無線傳感網(wǎng)性能優(yōu)化和故障排除的理解和應(yīng)用能力，包括能耗管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化和通信協(xié)議改進(jìn)等方面?？己藢W(xué)生對(duì)無線傳感網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中的能力，包括根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)、應(yīng)用創(chuàng)新和問題解決的能力。（三）考核要求1．識(shí)記：要求學(xué)生能夠記住無線傳感網(wǎng)技術(shù)的基本概念、術(shù)語和關(guān)鍵要點(diǎn)，例如無線傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳感數(shù)據(jù)采集等。2．領(lǐng)會(huì)：要求學(xué)生能夠理解無線傳感網(wǎng)技術(shù)的原理、工作方式和應(yīng)用場景，能夠解釋相關(guān)概念和原理，并能夠理解無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的組成和功能。3．應(yīng)用：要求學(xué)生能夠?qū)o線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際問題中，能夠根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)和搭建無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)配置、通信設(shè)置和數(shù)據(jù)處理。第二章WSN關(guān)鍵技術(shù)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1．一般了解：對(duì)無線傳感網(wǎng)（WSN）的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域有一定的了解2．一般掌握：熟悉無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛿?shù)據(jù)處理等。3．熟練掌握：無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，能夠獨(dú)立進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。（二）考核內(nèi)容傳感器節(jié)點(diǎn)的基本概念、功能和特點(diǎn)；傳感器節(jié)點(diǎn)的配置和部署，包括節(jié)點(diǎn)的布置、能量管理和傳感數(shù)據(jù)采集等；無線傳感網(wǎng)常用的通信協(xié)議；無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星型、網(wǎng)狀、集群樹等；無線傳感網(wǎng)中能耗管理的重要性和方法；數(shù)據(jù)的傳輸和共享，包括節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的配置。（三）考核要求1．識(shí)記：WSN關(guān)鍵技術(shù)分類及細(xì)分、工作原理。2．領(lǐng)會(huì)：傳感器節(jié)點(diǎn)相關(guān)技術(shù)。3．應(yīng)用：大田和設(shè)施農(nóng)業(yè)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。第三章Wi-Fi無線通信技術(shù)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1．一般了解：對(duì)Wi-Fi無線通信技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用有一定的了解2．一般掌握：熟悉Wi-Fi無線通信技術(shù)的關(guān)鍵概念、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。3．熟練掌握：具備解決Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)故障和性能問題的能力，能夠進(jìn)行故障排除和性能優(yōu)化。（二）考核內(nèi)容Wi-Fi無線通信技術(shù)的基本概念、原理和特點(diǎn)，包括頻段、調(diào)制解調(diào)、編碼解碼等方面。Wi-Fi無線通信的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE802.11系列協(xié)議等，包括802.11a/b/g/n/ac/ax等版本的區(qū)別和特點(diǎn)。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)置和配置，包括設(shè)置無線接入點(diǎn)、SSID、密碼、安全設(shè)置等。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性能設(shè)置，如MAC地址過濾、IP地址分配等。Wi-Fi信號(hào)的傳播特性和干擾源，能夠進(jìn)行信道選擇和優(yōu)化，以提高無線信號(hào)質(zhì)量和覆蓋范圍。Wi-Fi傳輸功率、信道帶寬和速率等參數(shù)調(diào)整的方法和技巧。熟悉Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，如加密算法、身份驗(yàn)證、訪問控制等。配置和管理Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)置，以確保網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全和保密性。（三）考核要求1．識(shí)記：Wi-Fi無線通信技術(shù)的基本概念、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，掌握相關(guān)術(shù)語和定義。2．領(lǐng)會(huì)：Wi-Fi無線通信技術(shù)的原理、工作方式和應(yīng)用場景，能夠解釋相關(guān)概念和原理，并理解無線網(wǎng)絡(luò)的組成和通信流程。3．應(yīng)用：配置和管理Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，包括設(shè)置無線接入點(diǎn)、連接設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置等。4．分析：要求學(xué)生能夠分析Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的性能問題和優(yōu)化方法，能夠評(píng)估信號(hào)質(zhì)量、信道選擇和干擾源等因素，并提出相應(yīng)的解決方案。第四章ZigBee概述（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1．一般了解：ZigBee無線通信協(xié)議，ZigBee協(xié)議運(yùn)行的頻段，通信范圍和功耗。2．一般掌握：ZigBee的協(xié)議棧，包括物理層（PhysicalLayer）、介質(zhì)訪問控制層（MACLayer）、網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）和應(yīng)用層（ApplicationLayer）。3．熟練掌握：能夠使用ZigBee開發(fā)工具和平臺(tái)，進(jìn)行ZigBee設(shè)備的配置、組網(wǎng)和通信調(diào)試。（二）考核內(nèi)容ZigBee無線通信技術(shù)、低功耗特性、通信范圍、頻段選擇等；ZigBee網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備的功能和作用；ZigBee的物理層、介質(zhì)訪問控制層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，了解各層的功能和協(xié)議；ZigBee在家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用；ZigBee的安全特性，包括身份驗(yàn)證、加密和訪問控制，以確保通信的機(jī)密性和完整性；ZigBee與其他技術(shù)（如Wi-Fi、藍(lán)牙）的優(yōu)劣勢，并能評(píng)估在不同應(yīng)用場景下選擇合適的通信技術(shù)。（三）考核要求1．識(shí)記：ZigBee的基本概念、特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備角色、協(xié)議棧以及通信機(jī)制等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。2．領(lǐng)會(huì)：ZigBee的原理、工作機(jī)制和應(yīng)用場景，并能夠解釋ZigBee在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)中的作用和優(yōu)勢。3．應(yīng)用：能夠應(yīng)用所學(xué)的ZigBee知識(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于ZigBee的應(yīng)用系統(tǒng)，包括組網(wǎng)、通信調(diào)試、傳感器數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等功能。第五章ZStack協(xié)議棧（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：了解Z-Stack協(xié)議棧的作用和用途。2.一般掌握：Z-Stack協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)和各個(gè)組件之間的關(guān)系，如MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等。3.熟練掌握：Z-Stack開發(fā)工具，進(jìn)行ZigBee應(yīng)用的全生命周期開發(fā)，包括創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備加入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿膶?shí)現(xiàn)。（二）考核內(nèi)容Z-Stack協(xié)議棧的作用、用途；Z-Stack協(xié)議棧的各個(gè)組件，包括MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層以及相關(guān)的工具和接口；Z-Stack協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)組件之間的通信和協(xié)作方式；Z-Stack的數(shù)據(jù)流和通信機(jī)制，包括消息的傳遞、數(shù)據(jù)幀的格式和處理流程等。（三）考核要求1.識(shí)記：Z-Stack協(xié)議棧的基本概念、組成部分、體系結(jié)構(gòu)和通信機(jī)制等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。2.領(lǐng)會(huì)：Z-Stack協(xié)議棧的原理、功能和應(yīng)用，Z-Stack在ZigBee應(yīng)用中的作用和優(yōu)勢。3.應(yīng)用：應(yīng)用Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行實(shí)際的ZigBee應(yīng)用開發(fā)，包括配置、組網(wǎng)、通信調(diào)試和部署等方面。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分的考核要求考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作技能和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性。學(xué)生需要能夠正確使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)記錄等操作?？己藢W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析能力。學(xué)生需要能夠正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、結(jié)果統(tǒng)計(jì)和圖表展示，并能夠從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論和進(jìn)行討論?？己藢W(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。學(xué)生需要能夠按照規(guī)定的格式和要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法、結(jié)果分析和結(jié)論等內(nèi)容，并能夠清晰地表達(dá)自己的實(shí)驗(yàn)過程和思路。考核學(xué)生在實(shí)習(xí)中的表現(xiàn)和能力。實(shí)習(xí)考核要求學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用場景中進(jìn)行工作實(shí)踐，掌握實(shí)際應(yīng)用技能和解決問題的能力。學(xué)生需要具備團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力和創(chuàng)新能力，并能夠適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境和要求?？己藢W(xué)生完成實(shí)習(xí)任務(wù)后撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告和總結(jié)。學(xué)生需要對(duì)實(shí)習(xí)過程和實(shí)習(xí)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和歸納，包括實(shí)習(xí)項(xiàng)目的背景、目的、所做工作、遇到的問題和解決方法等內(nèi)容。四、考核方式課程采用過程化的考核方式，平時(shí)成績包括出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)都貫穿整個(gè)學(xué)期，在總評(píng)成績中所占權(quán)重系數(shù)分別定為0.1、0.2和0.2。課程考核采用形成性評(píng)價(jià)方式，考核以課程目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，采用項(xiàng)目式論文考核形式，占權(quán)重系數(shù)為0.5。五、成績?cè)u(píng)定考核成績由平時(shí)考核成績和期末考核成績兩部分組成，在總評(píng)成績中所占權(quán)重系數(shù)分別定為0.5和0.5。課程總評(píng)成績=期末考核成績（50%）＋平時(shí)成績（50%）六、考核結(jié)果分析反饋教學(xué)反饋的內(nèi)容是多元化的，反饋內(nèi)容包括：授課內(nèi)容是否合適，學(xué)時(shí)安排是否恰當(dāng)；教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法是否新穎；授課內(nèi)容是否隨著新技術(shù)和新方法的不斷發(fā)展而變化；課程評(píng)價(jià)模式、人才評(píng)價(jià)模式