《物联网技术及应用》课程教学大纲

一、课程信息

英文名称：The Technology and Application of the Internet of Things 课程编码： 授课语言：汉语 授课方式：线下 课程类别：专业发展 课程性质：限选 学 分：2

学 时：32-40学时（实验10学时）

适用对象：物联网、电子信息、通信工程、自动化等专业 先修课程：无

开课院系：相关学院 相关系部 二、课程简介

《物联网技术及应用》是物联网、电子信息、通信工程、自动化等专业学生的专业发展课程，是一门综合性、多学科交叉的课程，以培养学生应用现代信息理论，达到万物感知到网络数据传输的分析和设计能力的培养目标。

本课程所涉及内容是作为自动化初级工程师必须掌握的基本知识和基本技能。物联网是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是第三次IT科技浪潮的方向。本课程在人才培养方案和课程体系中起着承前启后的作用。

本课程旨在从物联网的感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层分别进行阐述，具体内容包括九个章节。通过本课程的学习，使同学们能够深入浅出地掌握物联网中信息生成、传输、处理和应用所涉及的核心技术，并为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础。

课程中有机融入课程思政和工程伦理内容，使学生感受到我国在物联网领域的创新发展和取得的成就，以此激励同学正确的人生观、价值观和爱国热情。课程使用PPT教学，生动、形象地展示课程内容，辅以课后答疑，使学生容易掌握对课程知识。通过课堂上重点讲授、难点分析、工程案例讨论分析，并有作业辅导和实验指导，加强学生的创造性思维与造型构思能力、利用物联网知识进行系统设计的能力。 三、课程任务、目标与要求

1. 课程任务

本课程的任务是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。其中包括：物联网基本概念，体系结构，关键技术：射频技术、传感器及检测技术、无线传感网络技术，蓝牙技术，大数据与云计算，区块链等。

本课程设置主要是培养学生对于物联网技术的基本理论知识及基本应用方法的掌握，培养学生将所学理论和工程运用有机结合，提高系统分析、设计以及实践能力，努力培养自身分析问题和解决问题的能力以及团队协作意识；掌握应用仿真工具对物联网进行分析和设计；了解物联网最新技术成果及发展方向。并能够从我国物联网领域发展的艰难历程和取得的成就中，建立为国家在新时代科技发展奉献力量的决心。

2. 课程基本要求

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2.1课程目标

通过本课程的学习，使学生获得以下几方面的能力：

（1）使学生了解一定的物联网相关技术。掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用；了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络；了解大数据、云计算、区块链等与物联网密切相关的新技术；

（2）通过讲解智能交通、智能物流、智能建筑等若干实际应用案例，使学生了解物联网前沿技术和相关应用；

（3）伴随着知识的学习，技能的训练，培养学生对新鲜事物的兴趣，激发学习动力，养成对新事物的好奇心和求知欲。特别是对于一些新技术，不仅要了解技术的更新，更要关注观念的改变，社会生活方式的改变；

（4）使学生对物联网有一个较清晰和全面的认识，为后续专业课程的学习奠定一定的基础和实践能力。

2.2 课程目标与考核要求之间的对应关系

毕业要求标准 指标点 课程目标 3.设计/开发解决方案 3.3 能够设计针对复杂自动化工程问题的解决方案，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 课程目标（1） 6.工程与社会 6.2 能够客观评价自动化工程实践及其解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响并理解应承担的责任。 课程目标（2） 7.环境和可持续发展 7.1 理解环境保护和社会可持续发展的内涵及意义，了解自动化技术及工程项目的相关标准和规范。 课程目标（3） 12．终身学习 12.1 能够理解终身学习意义，具有自主学习能力。 课程目标（4） 3

3. 课程的重点、难点 3.1课程重点

物联网的体系结构；RFID技术的工作原理 ；无线通信系统结构、数据传输方式；传感器的基本知识；无线传感器网络的体系结构、无线传感器网络协议栈；ZigBee技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术；常见多路复用技术；大数据与云计算、区块链；机器学习；物联网技术在智能交通中的应用。

3.2课程难点

物联网的关键技术；RFID技术的工作原理；调制与解调技术；无线传感器网络SoC系统；传感器和微控制器接口；无线传感器网络协议栈；ZigBee技术；远程信号的传输；模式识别、信息融合；物联网技术在智能家居中的应用。

4. 课程思政设计

（1）通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果，明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用，引领学生树立为中华民族伟大复兴的努力奋斗的信念；

（2）通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展，培养学生的民族自豪感和民族自信心；

（3）通过介绍我国物联网领域的前沿发展，引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神；

（4）通过结合物联网技术在环保、教育、生产等领域的应用，激发学生的内在学习驱动力，继续在相关学科领域进行探索；

（5）让学生意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距，激发学生承担社会责任，以国家富强、民族复兴为己任，努力学习。

四、 教学内容安排 1. 教学内容安排

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序号 章 节 参考学时 教学内容 基本要求 了解物联网的由来，理解网的定义，掌握物联网的体系结构，理解物联网的特征，了解物联网的各项关键技术，了解各国物联网的发展战略或者进展。 了解RFID技术的基本情况，掌握RFID系统的分类，掌握RFID技术的工作原理，了解各项RFID标准。 了解无线传感器网络技术的基本情况，掌握无线传感器网络的体系结构，掌握无线传感器网络的协议栈，理解无线传感器网络的制程技术。 了解短距离无线通信技术的基本情况，理解ZigBee技术的工作原理、优势及不足，了解ZigBee技术的应用开发。 理解物联网的定义与发展，掌握第1章 物联网及1 体系结构 2 物联网的体系结构，理解物联网的特征，了解物联网的关键技术，了解各国物联网发展战略或进展。 了解RFID技术概述，掌握RFID第2章 无线射频2 技术 4 系统的分类，掌握RFID技术的工作原理，了解RFID标准。了解RFID应用案例。 掌握无线传感器网络的概念、特第3章 无线传感3 器网络概述 2 点与系统结构，掌握无线传感器网络协议栈，理解无线传感器网络的支撑技术，了解无线传感器网络的技术挑战及其应用。 掌握无线传感器网络通信协议第4章 无线传感4 器网络协议规范与应用开发技术 4 及其体系结构，了解短距离无线通信技术概述，了解ZigBee技术及其协议、组性，掌握无线传感器网络的应用开发。 理解传感器的基本知识，了解传第5章 无线传感5 器网络SoC系统及其应用 4 感器和微控制器接口。掌握无线传感器网络SoC芯片的特点与结构，掌握CC2530芯片的功能结构及主要外部设备，了解物联网交通流仿真平台的概要技术。 掌握蓝牙技术的概念和体系结2 构，掌握蓝牙片上系统的特性。 理解传感器的基本知识、了解传感器和微控制器接口，熟悉SoC片上系统的特征和应用。 了解蓝牙技术概要特性，理解蓝牙技术的工作原理、优势及不足。 了解大数据与云计算的概念及发展，了解大数据与云计算的架构和关键技术，了解相关的软件工具，了解区块链技术的概念与应用。 6 第6章 蓝牙技术 了解大数据与云计算的概念及第7章 大数据与7 云计算 2 发展，了解大数据与云计算的架构和关键技术，了解相关的软件工具，了解区块链技术的概念与应用。 5

掌握物联网安全的特点与模型，第8章 物联网安8 全技术 2 了解无线传感器网络的安全管理技术，了解蓝牙安全管理技术，了解云安全的架构，了解区块链安全技术。 了解物联网安全的特点与模型，了解无线传感器网络的安全管理技术，了解蓝牙安全管理技术，了解云安全的架构，了解区块链安全技术。 掌握无线射频识别套件及其序列号读取、存储区读写实验，掌握蓝牙相关的协议栈和温度采集实验，了解轨道交通刷卡大数据分析实验，掌握区块链实验。 开展无线射频识别套件及其序列号第9章 物联网基9 础实验 10 读取、存储区读写实验，介绍蓝牙相关的协议栈和温度采集实验，介绍轨道交通刷卡大数据分析实验，开展区块链实验。 2. 课程实验安排 结合实验教学设备开展实验内容。 五、课程考核方式与成绩评定 1. 课程考核

考核环节 所占比例 考核方式 迟到1次扣0.25分，请假1次扣0.5分，旷课1次扣平时成绩 作业 期末成绩 期末考试 80 试题能全面反映指标点的要求。 期末成绩 15 考勤与课堂表现 5 1分。超过2次主讲老师要和该学生谈话。对严重违反课堂纪律的学生1次扣0.25分；对积极回答问题并正确的学生1次加0.25分。 每次作业按优、良、中、合格和不合格对应考核A、B、C、D和E。 作业 考勤与课堂记录 评价材料 2. 成绩评定

课程总成绩=期末成绩60%+平时成绩20%（平时成绩=考勤与课堂表现5%+作业15%）+实验成绩20%

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六、课程建议教材及主要参考资料 1. 建议教材

物联技术与应用[M]（第三版）. 2. 主要参考资料

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