自考 12585 物联网控制原理与技术

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1、高纲 1545江苏省高等教育自学考试大纲12585物联网控制原理与技术南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室I课程性质与课程目标一、课程性质和特点物联网控制原理与技术是一门专业核心课程，是物联网工程专业学生学习物联网和 控制理论知识的入门课和控制课程能力培养的起点课程，为后续的专业知识学习和能力培养 提供计算机工具。物联网控制原理与技术虽然是一门专业核心课程，但直接关系到该专业人才培养的 基本规格要求，即要求毕业生能熟练掌握物联网控制基本应用技能，培养和提高学生的物联 网控制文化素质，为学生利用物联网控制学习其他课程打下良好的基础。因此，物联网控 制原理与技术在各专业所开设的课程

2、中占有十分重要的地位，是该专业的一门专业核心课 程。本课程教学目的是让学生能够掌握关于物联网基础知识、现场总线技术、控制理论与方 法、以及智能家居中最基本和最重要的概念和知识，并能熟练掌握 PID 控制的实现技术、 网络控制系统仿真等基本操作技能。通过本课程的学习，使学生掌握以经典控制理论和现代物联网智能家居为工作平台，应 用计算机高效率、高质量地进行信息处理的基本手段和方法，提高学生综合利用控制的水平， 为今后后续课程的学习和使用控制理论解决本专业问题打下坚定的基础，同时培养学生具有 良好的职业道德、行为规范和认真细致操作的工作态度，树立高度责任意识，对毕业后能迅 速适应工作岗位需要，在工作

3、岗位上具有可持续发展的再学习能力，具有重要作用。二、课程目标 1了解物联网以及控制理论的发展与现状。 2掌握各典型应用中的物联网控制技术。3掌握智能电网、智能交通、智能农业、智慧医疗等中的物联网控制典型应用。 4掌握物联网控制的典型应用，能运用所学知识和技能分析问题、解决问题。5较强的知识、技术的自我更新能力，在工作岗位上具有可持续发展的再学习能力。三、与相关课程的联系与区别本课程是物联网工程专业的专业核心课程，本课程的学习要以C语言程序设计、单 片机应用与实践、传感器技术基础课程的学习为基础，同时与物联网规划与组建、 物联网典型应用案例分析课程相衔接。四、课程的重点和难点 本课程重点主要包括

4、：控制理论与方法； 本课程次重点主要包括：PID控制的实现技术； 本课程一般重点主要包括：现场总线技术； 本课程难点主要包括：网络控制系统及其仿真。II考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的 能力层次要求。四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：识记（I）:要求考生能够识别和记忆本课程中有关控制概念及规律的主要内容（如定 义、定理、定律、表达式、公式、原理、重要结论、方法及特征、特点等），并能够根据考 核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。领会（II）:要求考生能够领悟和理解本课程中有关物联网概念及控制规律的内涵

5、及外 延，理解控制概念、控制规律的确切含义，控制规律的适用条件，能够鉴别关于概念和规律 的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系，并能根据考核的不同要求对物理问题进行 逻辑推理和论证，做出正确的判断、解释和说明。简单应用（III）:要求考生能够根据已知的知识和物联网应用案例事实、条件，对实际 问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达 出来。还可运用本课程中的少量知识点，利用简单的数学方法分析和解决一般应用问题，如 简单的仿真和分析等。综合应用（W）：要求考生能够面对具体、实际的物联网控制应用情境发现问题，并能 探究解决问题的方法，建立合理的仿真模型，根

6、据具体问题列出物联网控制之间的关系式， 进行推导和求解，必要时会用简单的 Matlab 软件解决问题，并根据结果得出控制结论，如 分析、计算、绘图和论证等。I 课程内容与考核要求第一章 绪论一、学习目的与要求1理解物联网的基础知识2掌握物联网的建模探究二、课程内容1物联网的定义以及体系框架2物联网的建模3物联网的控制理论三、考核知识点与考核要求1. 物联网的基础知识识记：物联网的定义。领会：物联网的体系框架；物联网的关键技术和难点。应用：物联网的应用领域。2. 物联网的建模探究识记：物联网的基本原理。领会：物联网应用的科学问题。3. 物联网的控制理论基础领会：控制理论的基本思想；“三论”与物联

7、网。应用：物联网与自动控制。四、本章重点、难点1物联网的建模2物联网的关键技术和难点第二章 现场总线技术一、学习目的与要求1理解几种典型的现场总线 2掌握控制器局域网总线技术 3学会现场总线总线控制系统设计前期准备和系统设计调试方法步骤 4应用温室监测 CAN 总线控制系统二、课程内容1现场总线基本概述2几种典型的现场总线3. 控制器局域网（CAN）总线技术4现场总线控制系统设计三、考核知识点与考核要求1. 典型的现场总线领会： Ethernet/IP；ControlNet；LonWorks。应用：RS422； RS485； CAN。2. 控制器局域网总线技术识记：CAN总线通信方式；CAN性

8、能特点。领会：CAN技术规范。应用：CAN总线接口电路设计。3. 温室监测 CAN 总线控制系统 领会：系统总体设计；监测节点设计。 应用：通信系统硬件设计；通信系统软件设计。四、本章重点、难点1. 温室监测CAN总线控制系统2. CAN 总线技术第三章 控制理论与方法一、学习目的与要求1. 理解控制系统数学模型2. 掌握线性系统时域和频域分析法3 .学会PID控制方法4. 应用智能控制方法二、课程内容1控制系统的数学模型 2线性系统时域和频域分析法3PID 控制方法4智能控制方法三、考核知识点与考核要求1. 控制系统数学模型 识记：反馈原理；自动控制系统分类。 领会：拉普拉斯变换；系统传递函

9、数和结构图；系统方框图；信号流图。 应用：反馈扰动补偿方法。2. 线性系统时域和频域分析法 识记：系统的时域分析法。 领会：频率特性的基本概念；频率特性的几何表示。 应用：奈奎斯特稳定判据及其应用。3. PID 控制方法识记：PID控制的基本概念。应用：比例控制；积分控制；比例积分控制；微分控制；比例积分微分控制四、本章重点、难点1奈奎斯特稳定判据及应用2比例积分微分控制第四章 PID 控制的实现技术一、学习目的与要求1. 理解PID控制原理发展2. 掌握连续系统模拟PID控制仿真3 .学会PID控制器的设计4.应用 WINPC32 PID 控制模块二、课程内容1. 连续系统模拟、数字控制仿真

10、2. 离散系统的数字PID控制仿真3. PID 控制器的设计三、考核知识点与考核要求1. 连续系统的模拟 PID 控制仿真应用：连续系统的模拟PID控制仿真实例2. 连续系统数字PID控制仿真应用：连续系统数字PID控制仿真实例3. 离散系统数字PID控制仿真应用：离散系统数字PID控制仿真实例4. PID 控制器的设计识记：系统辨识。 应用：控制器参数计算。四、本章重点、难点1. 连续系统数字PID控制仿真2PID 控制器的设计第五章 网络控制系统及其仿真一、学习目的与要求1. 理解网络欧诺个只系统概念、组成、结构、特点和基本问题2. 掌握 TrueTime 网络控制系统仿真平台3. 学会无

11、线网络控制系统设计二、课程内容1. 网络控制系统2. 基于 TrueTime 的网络控制系统仿真平台3. 无线网络控制系统的分析与设计实例三、考核知识点与考核要求1. 网络控制系统 识记：网络控制系统概念、组成与结构 领会：网络控制系统特点 应用：网络控制系统基本问题2. 基于TrueTime的网络控制系统仿真平台识记：TrueTime工具箱结构和功能模块应用：TrueTime工具箱安装与使用3. 无线网络控制系统的分析与设计实例识记：无线网络控制系统的结构领会：无线网络控制系统存在的问题应用：无线网络控制系统仿真实例四、本章重点、难点1. 基于 TrueTime 的网络控制系统仿真平台2.

12、无线网络控制系统的分析与设计实例W关于大纲的说明与考核实施要求一、自学考试大纲的目的和作用 课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定。其目 的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深广度，规定了课程自学考试的范围和标 准。因此，它是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据， 是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。二、课程自学考试大纲与教材的关系 课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范 围，教材的内容是大纲所规

13、定的课程知识和内容的扩展与发挥。课程内容在教材中可以体现 一定的深度或难度，但在大纲中对考核的要求一定要适当。大纲与教材所体现的课程内容应基本一致；大纲里面的课程内容和考核知识点，教材里 一般也要有。反过来教材里有的内容，大纲里就不一定体现。（注：如果教材是推荐选用的， 其中有的内容与大纲要求不一致的地方，应以大纲规定为准。）三、关于自学教材 物联网控制基础，中国电子学会物联网专家委员会推荐，王志良主编，西安电子科 技大学出版社，2014 年版。四、关于自学要求和自学方法的指导 本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还 明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌

14、握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容 的主体部分。因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主 要内容。为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在章节的基本 要求中一般也指明了章节内容的重点和难点。本课程共 5 学分。本书一共可以分为三个部分内容： 第一部分是现场总线控制技术，学者需要结合自身的工作实际，理解教材中的现场总线 的内容与特点以及应用，学会现场总线控制系统设计方法，掌握其前期准备工作步骤以及系 统设计与调试方法。结合教材中温室监测CAN总线控制系统实例，领会总线控制系统设计 环节。第二部分是控制理论与方法，学者需要掌握控制系统数

15、学模型、系统时域和频域分析方 法，根据教材中的内容，认真做好每一章后面的习题，作为理论部分的巩固。第三部分是网络控制系统及其仿真，学者需要掌握网络控制系统仿真平台的使用方法， 在计算机上练习使用仿真系统，仿真练习。五、应考指导1. 如何学习。很好的计划和组织是你学习成功的法宝。如果你正在接受培训学习，一 定要跟紧课程并完成作业。为了在考试中作出满意的回答，你必须对所学课程内容有很好的 理解。使用“行动计划表”来监控你的学习进展你阅读课本时可以做读书笔记。如有需要重点 注意的内容，可以用彩笔来标注。如：红色代表重点；绿色代表需要深入研究的领域；黄色 代表可以运用在工作之中。可以在空白处记录相关网站，文章。2. 如何考试。卷面整洁非常重要。书写工整，段落与间距合理，卷面赏心悦目有助于 教师评分，教师只能为他能看懂的内容打分。回答所提出的问题。要回答所问的问题，而不 是回答你自己乐意回答的问题！避免超过问题的范围3. 如何处理紧张情绪。正确处理对失败的惧怕，要正面思考。如果可能，请教已经通 过该科目考试