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上海交通大学软件学院硕士课程内容介绍《物联网技术》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《物联网技术》

课程代码F037538学分/学时3.0/51开课时间
课程名称物联网技术
开课学院软件学院
任课教师王东
面向专业
预修课程
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程是计算机应用的核心课程,针对软件学院信息系统大方向研究生开设。授课内容主要以物联网应用技术为主线,介绍物联网系统的架构;物联网关键技术及系统,包括射频识别(RFID)技术及系统、无线传感网(WSN)技术及系统、定位技术及系统、嵌入式技术及系统、无线网络通信技术等;通过案例分析和课程实验,掌握物联网应用系统实施方法论。本课程的目的是使学生通过课程的学习,能够全面地了解物联网的基本理论知识,掌握物联网关键技术及其应用方法,能够运用这些技术和方法构建物联网应用系统。

课程内容简介(英文)

This course is a core curriculum of computer application, which is designed for students in the field of information system in software school. The content mainly based on the IOT(Internet of Things) application technology, including the introduction of IOT system architecture and its key technologies, mainly including Radio Frequency Identification(RFID) technology, Wireless Sensor Networks(WSN) technology, Positioning technology, Embedded Technology and Systems, Wireless Network Communication technology. In this course, students can master the implementation methodology of IOT application system by case studies and experimental programs. The main purpose of the course is to make it possible for students to understand the basic theoretical knowledge of IOT, master its key technologies, and be able to use IOT techniques and methods freely in the information system design.

教学大纲

教学内容安排与学习大纲:第一部分 课堂教学第一章物联网理论基础(6学时)主要介绍物联网的产生发展,物联网的概念,物联网的架构体系和关键技术体系,以及物联网在各领域的应用,使学生能对物联网理论有一个概括了解。1.引言(2学时)由国家将物联网列为战略新兴产业的背景介绍物联网技术和产业在国内外发展的概况。并介绍本课程的内容、组织和考核方法。2.物联网概念(1学时)介绍物联网的内涵和外延,剖析物联网与Internet、传感网、泛在计算、智能空间等概念的关系。3.物联网架构体系(1学时)介绍国内外学术界和产业界提出的物联网架构体系。4.物联网技术体系(1学时)介绍识别技术、通信技术、数据和信号处理技术、嵌入式系统及硬件技术、发现和搜索引擎技术、数据挖掘技术、安全和隐私技术、标准化技术等。5.物联网应用(1学时)介绍物流与供应链领域、生产制造领域、食品药品安全防伪领域、人员与资产管理领域等领域的应用。第二章 物联网关键技术(28学时)主要介绍射频识别(RFID)技术及系统、无线传感网(WSN)技术及系统、定位技术及系统、嵌入式系统技术、无线网络通信技术等,使学生掌握物联网应用关键技术。1.射频识别(RFID)技术及系统(12学时)本表用A4纸正反打印。(续前表内容)(1)自动识别技术和物品编码体系(2学时)(2)RFID基本工作原理(1学时)(3)RFID应用系统的组成和分类(1学时)(4)RFID标签和读写器设计(2学时)(5)RFID应用工程技术(4学时)包括RFID标签编码方法、RFID标签选型技术与系统、RFID标签空间部署技术与系统、RFID读写器配置技术、RFID读写器空间部署技术与系统、可重构RFID中间件技术与系统、RFID业务流程仿真技术与系统等。(6)RFID应用系统实施方法论及案例分析(2学时)2.无线传感网络(WSN)技术及系统(4学时)(1)WSN概述(1学时) (2)WSN通信组网技术(1学时)(3)WSN的典型开发环境与仿真平台(1学时)(4)WSN的应用(1学时)3.定位技术及系统(4学时)(1)基于RFID的定位技术(1学时)(2)基于WiFi的定位技术(0.5学时)(3)基于UWB的定位技术(0.5学时)(4)卫星定位技术(1学时)(5)定位系统及其应用(1学时)4.嵌入式系统技术(4学时)(1)嵌入式系统概述(1学时)(2)ARM体系结构(1学时)(3)嵌入式系统软硬件设计实例--RFID读写器设计(2学时)5.无线网络通信技术(4学时)(1)无线传输基本概念(1学时)(2)无线通信技术(1学时)(3)无线局域网(1学时)(4)蜂窝式无线网络(1学时)第三章 物联网应用系统设计技术及实施案例(5学时)介绍物联网应用系统实施方法论,通过实施案例分析,使学生了解物联网应用系统的设计和实施方法。1.物联网应用系统实施方法论(2学时)2.物联网应用案例分析(3学时)以商品防伪物联网应用为例说明物联网应用系统的设计和实施方法。第二部分 课程实验(12学时)实验1 RFID系统设计实验(2学时) 学生利用RFID标签设计制作工具箱,根据特定RFID应用需求,设计、制作RFID标签,并利用读写器进行RFID标签性能测试实验,通过实验掌握RFID标签和读写器的工作原理。实验2 RFID应用工程课程实验(2学时) 进行现场参观,在观摩学习的基础上,学生操作RFID标签选型系统、RFID标签空间部署系统、RFID读写器空间部署系统、可重构RFID中间件系统、RFID业务流程仿真系统,完成特定的实验任务。实验3 WSN应用课程实验(2学时) 进行现场参观,了解WSN开发平台,学生利用无线传感器节点和相关软件,面向特定的应用需求,进行WSN应用系统的搭建。实验4 定位技术课程实验(2学时) 学生按照应用要求,分别利用主动RFID读写器和被动RFID读写器进行定位方案设计,根据部署实施了解定位系统的工作原理。实验5嵌入式系统设计实验(2学时) 学生学习固定式RFID读写器和手持式RFID读写器开发实验平台的使用方法,根据要求,进行RFID读写器硬件的设计和软件的开发,了解基于嵌入式系统技术的RFID读写器设计方法。实验6 中国移动RF SIM卡应用实验(2学时) 学生学习RF SIM卡原理和开发套件使用方法,根据要求,进行RF SIM卡应用实验,加深对无限网络通信技术的理解。

课程进度计划

教学内容安排与学习大纲:第一部分 课堂教学第一章物联网理论基础(6学时)主要介绍物联网的产生发展,物联网的概念,物联网的架构体系和关键技术体系,以及物联网在各领域的应用,使学生能对物联网理论有一个概括了解。1.引言(2学时)由国家将物联网列为战略新兴产业的背景介绍物联网技术和产业在国内外发展的概况。并介绍本课程的内容、组织和考核方法。2.物联网概念(1学时)介绍物联网的内涵和外延,剖析物联网与Internet、传感网、泛在计算、智能空间等概念的关系。3.物联网架构体系(1学时)介绍国内外学术界和产业界提出的物联网架构体系。4.物联网技术体系(1学时)介绍识别技术、通信技术、数据和信号处理技术、嵌入式系统及硬件技术、发现和搜索引擎技术、数据挖掘技术、安全和隐私技术、标准化技术等。5.物联网应用(1学时)介绍物流与供应链领域、生产制造领域、食品药品安全防伪领域、人员与资产管理领域等领域的应用。第二章 物联网关键技术(28学时)主要介绍射频识别(RFID)技术及系统、无线传感网(WSN)技术及系统、定位技术及系统、嵌入式系统技术、无线网络通信技术等,使学生掌握物联网应用关键技术。1.射频识别(RFID)技术及系统(12学时)本表用A4纸正反打印。(续前表内容)(1)自动识别技术和物品编码体系(2学时)(2)RFID基本工作原理(1学时)(3)RFID应用系统的组成和分类(1学时)(4)RFID标签和读写器设计(2学时)(5)RFID应用工程技术(4学时)包括RFID标签编码方法、RFID标签选型技术与系统、RFID标签空间部署技术与系统、RFID读写器配置技术、RFID读写器空间部署技术与系统、可重构RFID中间件技术与系统、RFID业务流程仿真技术与系统等。(6)RFID应用系统实施方法论及案例分析(2学时)2.无线传感网络(WSN)技术及系统(4学时)(1)WSN概述(1学时) (2)WSN通信组网技术(1学时)(3)WSN的典型开发环境与仿真平台(1学时)(4)WSN的应用(1学时)3.定位技术及系统(4学时)(1)基于RFID的定位技术(1学时)(2)基于WiFi的定位技术(0.5学时)(3)基于UWB的定位技术(0.5学时)(4)卫星定位技术(1学时)(5)定位系统及其应用(1学时)4.嵌入式系统技术(4学时)(1)嵌入式系统概述(1学时)(2)ARM体系结构(1学时)(3)嵌入式系统软硬件设计实例--RFID读写器设计(2学时)5.无线网络通信技术(4学时)(1)无线传输基本概念(1学时)(2)无线通信技术(1学时)(3)无线局域网(1学时)(4)蜂窝式无线网络(1学时)第三章 物联网应用系统设计技术及实施案例(5学时)介绍物联网应用系统实施方法论,通过实施案例分析,使学生了解物联网应用系统的设计和实施方法。1.物联网应用系统实施方法论(2学时)2.物联网应用案例分析(3学时)以商品防伪物联网应用为例说明物联网应用系统的设计和实施方法。第二部分 课程实验(12学时)实验1 RFID系统设计实验(2学时) 学生利用RFID标签设计制作工具箱,根据特定RFID应用需求,设计、制作RFID标签,并利用读写器进行RFID标签性能测试实验,通过实验掌握RFID标签和读写器的工作原理。实验2 RFID应用工程课程实验(2学时) 进行现场参观,在观摩学习的基础上,学生操作RFID标签选型系统、RFID标签空间部署系统、RFID读写器空间部署系统、可重构RFID中间件系统、RFID业务流程仿真系统,完成特定的实验任务。实验3 WSN应用课程实验(2学时) 进行现场参观,了解WSN开发平台,学生利用无线传感器节点和相关软件,面向特定的应用需求,进行WSN应用系统的搭建。实验4 定位技术课程实验(2学时) 学生按照应用要求,分别利用主动RFID读写器和被动RFID读写器进行定位方案设计,根据部署实施了解定位系统的工作原理。实验5嵌入式系统设计实验(2学时) 学生学习固定式RFID读写器和手持式RFID读写器开发实验平台的使用方法,根据要求,进行RFID读写器硬件的设计和软件的开发,了解基于嵌入式系统技术的RFID读写器设计方法。实验6 中国移动RF SIM卡应用实验(2学时) 学生学习RF SIM卡原理和开发套件使用方法,根据要求,进行RF SIM卡应用实验,加深对无限网络通信技术的理解。

课程考核要求

本课程含有较多的实验和应用案例分析,希望学生通过实验操作实践和案例分析,了解物联网基本理论,掌握物联网应用系统设计和实施方法。最终成绩由平时课堂表现、作业、期末考试成绩组合而成。各部分所占比例如下:1)平时参与程度:20%。主要考核课程出席情况,参与程度,交互等方面的能力。2)作业:30%。主要考核对于物联网理论、技术和应用领域前沿的把握程度,以及利用物联网理论和技术解决实际问题的能力。3)期末考试:50%。主要考核对于物联网基本理论和技术的掌握程度。

参 考 文 献
  • 主要参考书如下:《射频识别技术理论与实践》,张智文主编,中国科学技术出版社,2008年1月《智能无线传感器网络系统》,于海斌等编著,科学出版社,2006年1月《RFID应用工程》(校内讲义)《无线局域网设计与实现》,M. Ciampa著,王顺满等译,科学出版社,2003年《嵌入式系统技术》,张培仁等著,中国科学技术大学出版社,2009年1月
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