《物联网概论》课程标准

《物联网概论》课程标准 一、课程说明 课程名称 物联网概论 标准简称 物联网概论 适用专业 物联网应用技术 修读学期 第四 制订时间 2022年8月 课程代码 1343110 课程学时 64 制订时间 4 课程类型 B类 课程性质 必修课 课程类别 专业基础课 先修课程 电子技术基础、通信原理、单片机应用技术、自动检测与转换技术 后续课程 物联网工程应用 对应职业资格证或内容 助理物联网工程师 合作开发企业 无 执笔人 合作者 无 审核人 修定日期 2022年8月 二、课程定位 《物联网概论》是物联网应用技术专业基础课程，该课程的核心技能是掌握物联网基本知识和概念，为后期《物联网工程应用》课程的学习提供理论基础，注重学生在物联网工程相关职业素质与职业能力的培养。前导课程包括《传感器技术》、《通信原理》、《单片机技术与应用》等，后续课程是《物联网工程应用》。 三、设计思路 《物联网概论》紧紧围绕物联网中感知、传输、应用所涉及的3项技术架构物联网技术知识体系，比较全面地介绍了物联网的基本概念、体系结构、软硬件平台系统组成、关键技术以及主要应用领域与发展；感知技术、射频识别（RFID）工作组成和原理及应用；传感器及传感网的基本知识及应用；与物联网相关的无线通信与网络技术及其关键支撑技术等；应用技术、中间件及云计算等；物联网的应用；物联网的安全。 本课程内容设计重在培养学生对物联网基础知识、基本概念、网络架构的认识与理解能力，围绕物联网的网络架构要求，从感知层、传输层、应用层出发，介绍物联网的相关知识与架构，培养学生对物联网的认知和理解。 四、课程培养目标 1．专业能力 （1）了解物联网技术的概念，具备物联网体系结构分析的能力； （2）掌握物联网网络层的功能及其技术，掌握物联网中间件构成、类型和实现； （3）了解物联网的主要应用。 （4）具备物联网网络安全防御实施的能力；掌握物联网网络安全技术。 2．方法能力 （1）通过该门课程的学习，掌握物联网的发展情况，关注物联网进展，思考实际应用，解决实际问题的能力，培养终生学习的能力； （2）具备参阅其它电子书籍的能力，具备一定的信息搜索能力； （3）良好的工作协调能力； （4）提高学习兴趣，掌握举一反三的学习方法。 3．社会能力 （1）通过课程学习培养学生的信息意识和能力，提高专业实践能力；培养学生的信息意识和信息素养； （2）具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力； （3）通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质； （4）通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力； （5）爱岗敬业的职业态度与职业责任心。创新、创业、开拓能力。 五、课程内容、要求及教学设计 标准教学周为16周，课时为64节，每周2次课4课时。其中4课时用于复习和考试。其中理论课时安排为52课时，实践课时（含复习和考试课时）为8课时。 （一）课程整体设计 序号 学习情境 知识目标 专业能力 方法能力 社会能力 学时 1 物联网体系结构 1.了解物联网课程及智慧化教学； 2.物联网的发展背景； 3.物联网概念； 4.物联网的体系结构； 5.物联网的关键技术； 6.物联网的发展趋势和组网结构。 1.理解物联网的概念和定义； 2.了解物联网与传感网、泛在网、互联网等之间的关系； 3.掌握物联网的层次体系结构； 4.了解物联网目前的建设状况和组网方式。 1.能够预习、复习、自学相关知识； 2.通过阅读参考资料、网络资源了解物联网的发展； 3.培养学生的信息意识和能力。 1.培养学生理论联系实际的能力； 2.进一步培养学生团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质； 3.培养学生独立和创新意识。 4 2 物联网感知层技术 1.物品信息编码，一条码的种类和用途，二维码的编制方法和使用场合； 2.自动识别技术，RFID技术原理，其他自动识别技术及其应用； 3.嵌入式系统概念、结构及其应用； 4.定位技术，GPS定位原理，其他定位技术。 1.掌握EAN.UCC系统的物品编码体系，掌握EPC编码体系； 2.了解自动识别的概念和应用场合，掌握RFID的原理和系统组成； 3.了解嵌入式设备在实际生活中的应用状况，掌握嵌入式系统的体系结构及各种嵌入式操作系统的状况； 4.了解定位技术的分类和应用场合。 1.能够运用生活实践联系课本知识，巩固所学知识； 2.阅读课外数据，了解与物联网相关知识如自动识别、定位等； 3.通过阅读参考资料、网络资源加深所学知识。 1.通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力； 2.培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力； 3.培养学生独立和创新意识。 14 3 物联网传输层技术 1.传感器； 2.传感器网络； 3.物联网的接入和承载； 4.互联网。 1.掌握传感器的功能和组成结构，理解各种传感器的工作原理； 2.了解MEMS技术及其应用，掌握无线电传感器网络的组网和特征，MAC、路由和传输协议； 3.掌握利用ZigBee技术组建无线传感器网络的方法； 4.了解各种无线电IP接入技术，了解各种互联网有线接入技术，组网技术；了解移动通信网的组成结构和工作原理。 1.能够利用原来的知识运用到本课程中； 2.积极思考、解决出现的问题； 3.通过阅读参考资料、网络资源加深所学知识； 4.培养学生的信息意识和信息素养。 1.通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力； 2.培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力； 3.应变能力； 4.培养学生独立和创新意识。 12 4 物联网处理层技术 1.联网的数据处理方法； 2.云计算的概念和实现机制。 1.了解数据中心的建设和使用情况； 2.理解数据库、搜索引擎、数据挖掘的概念和方法； 3.了解网络数据存储的不同方法； 4.掌握云计算的概念和实现机制； 5.了解普适计算的概念及其物联网的关系。 1.结合所学知识能够正确描述数据处理知识； 2.通过阅读参考资料、网络资源加深所学知识，了解PCB绘图软件； 3.培养学生的信息意识和信息素养。 1.通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力； 2.培养学生独立和创新意识； 3.进一步培养学生吃苦耐劳优秀品质。 8 5 物联网的安全与管理 物联网的安全构架；物联网的安全威胁与需求；物联网安全的关键技术；物联网的管理。 1.了解物联网的安全威胁与安全需求； 2.了解物联网安全的解决方法及其核心技术； 3.了解物联网的网络安全管理机制及其与目前网络管理的不同之处。 1.结合实际，理解物联网中涉及记得安全问题； 2.通过阅读参考资料、网络资源加深所学知识； 3.培养学生的信息意识和信息素养。 1.通过电路和外观设计，开拓学生的视野，激发学习热情，培养学生创新能力； 2.培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力； 3.培养学生独立思考意识。 8 6 物联网的应用 1.物联网的应用之一智能电网的应用； 2.物联网的应用之一智能交通的应用； 3.物联网的应用之一智能物流的应用； 4.物联网的应用之一精细农业的应用； 5.物联网的应用之一智能环保的应用； 6.物联网的应用之一智能家居的应用； 7.物联网的应用之一智慧医疗的应用。 1.了解物联网在实际生活中的具体应用情况； 2.理解四网融合概念； 3.掌握智能家电的实现原理； 4.了解WAN、MAN、LAN、PAN、BAN在物联网中的应用。 1.加深对物联网应用的理解，能够举例物联网的其它应用实例； 2.通过阅读参考资料、网络资源加深所学知识； 3.培养学生的信息意识和信息素养。 1.通过学习能够设计其它方面的应用； 2.培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力； 3.进一步培养学生吃苦耐劳优秀品质； 4.培养学生独立和创新意识。 8 7 物联网标准及发展 1.物联网标准的体系框架； 2.国际物联网标准的制定现状； 3.我国物联网标准的制定现状； 4.物联网的重要标准及简介。 1.了解制订物联网标准的各种技术内容； 2.了解物联网所涉及的各种技术内容； 3了解物联网各种技术标准或名称之间的关系； 4.根据物联网制订的标准系列了解物联网的发展状况。 1.了解各种标准概念； 2.通过书籍资料、网络资源查阅其它绘图软件； 3.培养学生的信息意识和信息素养。 1.通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力。 6 8 复习、习题与考试 全部理论知识 能够灵活使用所学知识 能够收集整理资料，做到有效利用。 养成对待学习实事求是、精益求精的精神。 4 合计 讲授56学时、实践8学时（含复习、考试4学时），共64学时 （二）课程学习单元内容与要求 学习单元情境设计 单元名称 物联网体系结构 学时 4 学习要求 1.了解物联网课程及智慧化教学； 2.了解物联网的发展背景； 3.了解物联网概念； 4.掌握物联网的体系结构； 5.掌握物联网的关键技术； 6.了解物联网的发展趋势和组网结构。 任务分解 任务1 课程介绍及智慧教学 任务2 物联网的发展背景 任务3 物联网概念 任务4 物联网的体系结构 任务5 掌握物联网的关键技术 任务6 物联网的发展趋势和组网结构 学习单元情境设计 单元名称 物联网感知层技术 学时 14 学习要求 1.掌握EAN.UCC系统的物品编码体系，掌握EPC编码体系； 2.了解自动识别的概念和应用场合，掌握RFID的原理和系统组成； 3.了解嵌入式设备在实际生活中的应用状况，掌握嵌入式系统的体系结构及各种嵌入式操作系统的状况； 4.了解定位技术的分类和应用场合。 任务分解 任务1 物品信息编码 任务2 自动识别技术 任务3 嵌入式系统 任务4 定位技术 学习单元情境设计 单元名称 物联网传输层技术 学时 12 学习要求 1.掌握传感器的功能和组成结构，理解各种传感器的工作原理； 2.了解MEMS技术及其应用，掌握无线电传感器网络的组网和特征，MAC、路由和传输协议； 3.掌握利用ZigBee技术组建无线传感器网络的方法 4.了解各种无线电IP接入技术，了解各种互联网有线接入技术，组网技术；了解移动通信网的组成结构和工作原理。 任务分解 任务1 传感器 任务2 传感器网络 任务3 物联网的接入和承载 任务4 互联网 学习单元情境设计 单元名称 物联网处理层技术 学时 8 学习要求 1.了解数据中心的建设和使用情况； 2.理解数据库、搜索引擎、数据挖掘的概念和方法； 3.了解网络数据存储的不同方法； 4.掌握云计算的概念和实现机制； 5.了解普适计算的概念及其物联网的关系。 任务分解 任务1 数据库 任务2 联网的数据处理方法 任务3 云计算的概念和实现机制 学习单元情境设计 单元名称 物联网的安全与管理 学时 8 学习要求 1.了解物联网的安全威胁与安全需求； 2.了解物联网安全的解决方法及其核心技术； 3.了解物联网的网络安全管理机制及其与目前网络管理的不同之处。 任务分解 任务1 物联网的安全构架 任务2 物联网的安全威胁与需求 任务3 物联网安全的关键技术 任务4 物联网的管理 学习单元情境设计 单元名称 物联网的