《物联网概论》教学大纲Word格式.docx

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二、课程教学目标

学生通过本课程的学习，能够熟悉物联网的基本概念，掌握物联网的关键技术如RFID技术、物联网传感器技术、无线传感网络技术、中间件技术，熟悉物联网相关的基本技术如M2M技术、智能处理技术，了解物联网相关的基本技术如物联网安全、云计算技术等系统知识。

通过对各层所涉及的核心技术进行分析以及举例，使学生能系统地了解物联网的基本原理与内部运行机制，对培养学生对物联网系统地分析、设计、开发和使用能力打下良好的基础。

三、教学学时分配

《物联网概论》课程理论教学学时分配表

章次

主要内容

学时

分配

教学方法或手段

第一章

物联网概论

讲授法、案例法

第二章

传感器技术

4

第三章

无线传感网络

6

第四章

物联网的通信技术

第五章

云计算

第六章

物联网智能处理技术

第七章

物联网的安全与管理

合计

24

＊理论学时包括讨论、习题课等学时。

《物联网技术》课程实验内容设置与教学要求一览表

序号

实验项目名称

实验内容

教学要求

实验

类别

类型

每组

人数

1

四种基本传感器的应用方法

通过SerialTest串口通讯程序，直接确认串行传入的数据

（1）了解几种常用传感器；

（2）理解传感器接口技术；

（3）理解解智能传感器技术。

必做

验证型

8

RFID读写控制

RFID读卡器和RFID标签

（1）理解RFID技术的基本工作原理

（2）掌握RFID应答器的组成和原理

（3）掌握RFID阅读器

必做

3

ZigBee协议应用

顺序调用节点的多个传感器，创建利用多个传感器的实际多跳网络，用Z-Stack协议栈开发ZigBee应用程序

（1）理解无线传感器网络的通信协议；

（2）理解ZigBee网络体系结构；

（3）掌握无线传感器网络的通信标准。

设计性

四、教学内容和教学要求

第一章物联网概论（2学时）

（一）教学要求

通过本章内容的学习，了解物联网的起源与发展、了解物联网标准体系，理解物联网的相关概念，掌握物联网的体系架构等。

（二）教学重点与难点

教学重点：

物联网关键技术、体系架构；

教学难点：

物联网的体系架构。

（三）教学内容

第一节物联网的起源与发展

1．物联网的由来；

2．国内外物联网发展的现状。

第二节物联网的相关概念

1．物联网的基本定义、特征与功能；

2．物联网与其他网络的关系。

第三节物联网的体系结构

第四节物联网的关键技术简介

第五节物联网的标准体系

1．制定标准的意义；

2．物联网的标准体系的划分情况。

本章习题要点：

物联网的概念；

物联网体系结构；

物联网的相关标准；

物联网的关键技术；

物联网的应用和发展。

第二章传感器技术（4学时）

通过本章内容的学习，了解几种常用传感器、MEMS技术，理解智能传感器技术、传感器接口技术，掌握传感器基础知识等。

传感器基础知识；

智能传感器技术、传感器接口技术。

第一节传感器知识概述

1．传感器的概念；

2．传感器的作用与组成；

3.传感器的分类；

4.传感器的基本特性。

第二节常用传感器介绍

1．温度传感器；

2．湿度传感器；

3.超声波传感器；

4.气敏传感器。

第三节智能传感器

1.智能传感器的基本概念；

2.智能传感器的组成；

3.智能传感器的功能与特点；

4.智能传感器标准体系；

5.智能传感器的应用；

6.智能传感器的发展趋势。

第四节MEMS技术

1．MEMS概述；

2．MEMS特点；

3.MEMS应用；

4.常用的MEMS传感器。

第五节传感器接口技术

1．传感器接口特点；

2．常用传感器接口电路；

3.传感器与微机接口的一般结构；

4.接口电路应用实例。

传感器的基础知识；

常用的传感器；

MEMS技术的基本知识以及常用MEMS传感器；

传感器接口技术等知识。

第三章无线传感网络（6学时）

通过本章内容的学习，了解无线传感器网络的特点，理解无线传感器网络的通信协议、无线传感器网络的支撑技术，掌握无线传感器网络的通信标准等。

无线传感器网络的通信标准；

无线传感器网络的通信协议、无线传感器网络的支撑技术。

第一节无线传感器网络的体系结构

1．无线传感器节点结构；

2．无线传感器网络结构；

3.无线传感器网络协议体系结构。

第二节无线传感器网络的特点

第三节无线传感器网络的关键技术简介

1.无线传感器网络的通信协议；

2.无线传感器网络的网络管理技术；

3.无线传感器网络的网络支撑技术。

第四节无线传感器网络的通信协议

1．无线传感器网络的网络路由协议；

2．无线传感器网络的MAC协议；

3.无线传感器网络拓扑控制协议。

第五节无线传感器网络的主要支撑技术

1．节点定位技术；

2．时间同步技术；

3.无线传感器网络安全技术；

4.无线传感器网络数据融合技术。

第六节无线传感器网络的通信标准

1．IEEE802.15.4标准简介；

2．ZigBee标准简介。

第七节无线传感器网络与物联网

无线传感器网络的概念、特点和体系结构；

无线传感器网络的通信协议、支撑技术和通信标准；

无线传感器网络在物联网中的应等知识。

第四章物联网的通信技术（2学时）

通过本章内容的学习，了解移动通信的新技术，理解物联网通信的接入层和传输层的功能，掌握物联网传输层、接入层的技术等。

物联网传输层、接入层的技术；

物联网传输层、接入层的技术。

第一节传输层

1.IPv4简介；

2.IPv6简介；

3.核心网过渡。

第二节接入层

1.有线接入技术；

2.无线接入技术；

3.移动通信。

物联网的通信技术，主要包括传输网和接入网。

第五章云计算（4学时）

通过本章内容的学习，了解云计算的起源现状、特点，理解云计算的体系结构和主要服务形式，掌握云计算的相关概念和核心技术。

云计算的核心技术；

云计算的体系结构和主要服务形式。

第一节云计算简介

1．云计算的起源；

2．云计算的基本概念；

3.云计算的特点。

第二节云计算实现技术

1.云计算的核心技术；

2.云计算体系结构；

3.云计算的主要服务形式。

第三节云计算应用

1.典型云计算平台；

2.云存储；

3.云安全。

第四节云计算与物联网

云计算的基本概念和特点；

云计算实现技术，主要包括云计算的核心技术、体系结构和主要服务形式；

云计算与物联网的关系等知识。

第六章物联网智能处理技术（4学时）

通过本章内容的学习，了解智能处理技术的发展现状、分类、主要的智能处理技术，理解Agent技术，掌握遗传算法的计算过程、粒子群算法的计算过程。

遗传算法、粒子群算法；

神经网络的学习规则。

第一节智能处理技术概述

1．人工智能的概念；

2．软计算的概念。

第二节智能计算

1.遗传算法；

2.粒子群算法；

3.蚁群算法。

第三节人工免疫系统

1.自然免疫系统地经典模型；

2.人工免疫系统经典模型；

3.克隆选择模型。

第四节人工神经网络

1.大脑神经元；

2.人工神经元模型；

3.人工神经元的学习规则；

4.人工神经元的网络结构。

第五节模糊系统

1.模糊系统地数学基础；

2.模糊系统地结构。

第六节分布式人工智能

1.Agent技术概述；

2.多Agent系统。

物联网与智能处理技术的关系；

遗传算法、粒子群算法、人工蚁群、免疫系统、神经网络以及Agent技术等知识。

第七章物联网的安全与管理技术（2学时）

通过本章内容的学习，了解物联网的安全现状与面临的安全威胁、物联网的安全架构，理解安全技术与物联网的关系、物联网的取证技术，掌握物联网的认证与入侵检测机制、安全加密机制等。

物联网的安全架构；

物联网安全加密机制。

第一节物联网面临的安全威胁

1．物联网感知节点的本地安全威胁；

2．感知网络的信息安全威胁；

3.核心网络的信息安全威胁；

4.物联网管理的安全威胁。

第二节物联网的安全架构

1.感知层的安全架构；

2.网络层的安全架构；

3.应用层的安全架构。

第三节物联网与传统的安全技术

1.加密机制；

2.认证机制；

3.访问控制机制；

4.入侵检测技术；

5.信息隐藏技术；

6.数字取证技术。

第四节物联网身份识别技术

1．信息系统识别技术；

2．生物识别技术。

第五节物联网的密钥管理

1．集中管理密钥方式；

2．PGP。

传统的安全机制与物联网的关系；

加密机制、认证机制、访问控制机制、入侵检测机制等；

物联网的身份识别技术和密钥管理技术等知识。

五、教学方法或手段

本课程目前采用课堂讲授、案例教学、操作实践等教学方法与手段、积极探索将传统教学与现代化教学手段相结合的教学模式，并运用现代信息技术、网络技术等手段改革传统的教学思想观念、教学方法和教学手段。

六、考核方式及评价要求

本课程是信息与网络工程学院网络工程专业重要的专业拓展课程，具有很强的理论性和实践性，涉及的概念和技术很多，在教学过程中，安排课后作业应侧重基础知识的掌握、通过分析、设计的训练，以巩固和加深对所学理论的理解。

用课堂讨论和答疑来活跃学生思维，解决同学疑难问题，培养学生兴趣。

期末总成绩包括实验成绩、平时的作业、考勤和课堂讨论及期末考察成绩。

上机实验和实际操作实验相结合，使学生从原理到应用对物联网有理性和感性认识。

帮助学生对基本概念、基本原理和技术的理解与掌握。

考核内容

评价标准及要求

权重

出勤和课堂情况

1.评价标准：

按时上课，不得无故缺席，上课勤做笔记，积极回答问题

10%

作业

能正确解答问题，提出正确、合理的解决方法、见解。

2.要求：

能灵活运用所学知识、方法，查阅资料，独立、按时完成作业。

上机实验

实验态度，实验报告的规范性、数据分析的准确性和回答实验思考题的正确性。

30%

期末考核

期末考核采取考察形式，要求：

解答问题准确清晰

50%

七、教材及教学主要参考书

推荐教材：

《物联网概论》，王金甫、王亮主编，北京大学出版社，2012年12月第1版；

《物联网概论》，崔艳荣、周贤善主编，清华大学出版社，2014年3月第1版。

参考书目：

《物联网技术与应用导论》，暴建民主编，人民邮电出版社，2011年10月第1版；

《物联网工程概论》，王志良主编，机械工业出版社，2011年4月第1版；

《物联网安全技术》，雷吉成主编，电子工业出版社，2012年6月第1版；

《物联网技术及应用》，薛燕红主编，清华大学出版社，2012年1月第1版；

《物联网技术及应用开发》，熊茂华主编，清华大学出版社，2014年3月第1版；

《物联网工程实训教程》，王志良、王新平主编，机械工业出版社，2011年9月第1版；

《物联网技术实验教程》，陈邦琼主编，清华大学出版社，2013年9月第1版；

《物联网技术及应用实验与习题解析》，薛燕红主编，清华大学出版社，2014年11月第1版；

《物联网工程概论》，邓谦、曾辉主编，人民邮电出版社，2015年9月第1版。

八、说明

此部分可做一些补充说明，若无需说明则可省略该项。