《物聯(lián)網技術與應用》-《物聯(lián)網導論》課程教案

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)教 案2018 2019學年第1學期課 程 名 稱物聯(lián)網技術與應用（導論）系(部)物聯(lián)網工程教研室(實驗室) 授 課 班 級 主 講 教 師 職 稱 使 用 教 材物聯(lián)網技術與應用XXXXXX學院教務處制二一八年 八 月 教 案（首頁）課 程名 稱物聯(lián)網技術與應用（導論）總計： 學時課 程類 別專業(yè)課學分/學時 講課： 學時實驗（踐）： 學時上機： 學時任 課教 師 職稱講師授課對 象專業(yè)班級： 基要本參教考材資和料主教材： 物聯(lián)網技術與應用，機械工業(yè)出版社 課程目標本

2、課程是物聯(lián)網工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，是通過理論和實踐教學，主要讓學生掌握物聯(lián)網概論、物聯(lián)網感知層技術、物聯(lián)網網絡層技術、物聯(lián)網應用層技術、物聯(lián)網信息安全技術以及物聯(lián)網在各個領域的典型應用。該課程幫助學生理解物聯(lián)網的概念，開闊學術視野，啟發(fā)學習興趣。教學重點及難點1.物聯(lián)網的基本組成，理解感知層、網絡層、應用層的功能，了解物聯(lián)網所需環(huán)境及面臨的挑戰(zhàn)；2.感知層的概念、作用，理解常見傳感器的類型、特征，了解傳感器的語音，掌握不同類型傳感器的工作原理，掌握傳感器選擇的一般原則。3.無線傳感器網絡的特點、核心技術及協(xié)議，了解無線傳感器網絡應用。4.物聯(lián)網應用層的基本概念。了解云計算與大數(shù)據(jù)在物聯(lián)網中

3、的應用。注：課程類別：公共必修課、專業(yè)基礎課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、集中實踐環(huán)節(jié)、實驗課、公共選修課 物聯(lián)網技術與應用 課程教案課次1課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章 物聯(lián)網概論（1.1,1.2）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解物聯(lián)網發(fā)展的社會背景與技術背景掌握物聯(lián)網定義與技術特征理解物聯(lián)網結構特點理解物聯(lián)網與互聯(lián)網的區(qū)別與聯(lián)系教學重點及難點：物聯(lián)網定義與技術特征教 學 基 本 內 容方法及手段1.自我介紹。2.介紹本門課程的學習目標，參考書籍。3.介紹課程的考核方式4. 教學過程：一、導入 1.從

4、古至今，人們傳遞信息的方式有哪些？ 這些傳遞信息方式都有哪些特點？ (突出現(xiàn)代工具為人們傳遞信息帶來的方便與快捷等優(yōu)點) 2.剛才我們了解了人與人之間的信息傳遞，那么，物體與物體之間又是如何傳遞信息的呢？ 3.播放視頻，了解基本的物聯(lián)網應用，及其物聯(lián)網的發(fā)展情況。學生思考、討論、交流。 二、新授課程：學習物聯(lián)網。 1.介紹物聯(lián)網概念教師提出任務：學生自己總結概念。 介紹物聯(lián)網的三大特征。 感知物體、信息傳輸、智能應用。 看圖，提出問題：通過圖畫你看懂了什么? 想想現(xiàn)實中物聯(lián)網有怎樣的應用？ 經驗交流：把自己獲得的物聯(lián)網知識與大家分享。 2.了解物聯(lián)網應用。 初步了解物聯(lián)網在各方面的實際運用。

5、深入介紹，加深學生印象，使學生對物聯(lián)網的應用有更加深入的了解。 教師適當講解物聯(lián)網在智能家電、智能交通、智能物流、智能電網、智能環(huán)保、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農業(yè)、智能安防方面的應用。選取一個實際的例子重點進行介紹。3.討論：物聯(lián)網技術在社會生產和生活中得到了廣泛的應用，舉例說明物聯(lián)網技術給你的生活帶來了怎樣的體驗和變化？ 三、課堂小結 教師：這節(jié)課同學們學習了物聯(lián)網技術，了解了物聯(lián)網技術的概念以及其在實際生活中的應用。課后希望大家通過自己的觀察、調查等相關的途徑，更加客觀清楚的認識物聯(lián)網,了解物聯(lián)網的技術應用，在生活實踐中體驗到物聯(lián)網帶給我們的方便和巨大作用。 案例講解、討論及總結作業(yè)布置1

6、.課下上網了解物聯(lián)網的相關知識，預習下堂課的內容。2通過實地觀察、調查或網絡搜索等途徑，了解周邊物聯(lián)網技術的應用。教學后記：通過本次課的學習，學生對物聯(lián)網有一個直觀的了解，能夠知道物聯(lián)網的概念和應用領域。課次2課時2課 型（請打）理論課（）討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章 物聯(lián)網概論（1.31.5）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解物聯(lián)網發(fā)展的社會背景與技術背景掌握物聯(lián)網定義與技術特征理解物聯(lián)網結構特點理解物聯(lián)網與互聯(lián)網的區(qū)別與聯(lián)系教學重點及難點：物聯(lián)網定義與技術特征，物聯(lián)網的體系結構教 學 基 本 內 容方法及手段一、復習上節(jié)課內容

7、，導入新課（設疑法、提問法）可采用提問的方式復習上節(jié)課內容，然后接著講述本節(jié)課的教學內容二、新課教學（講解法、提問法、示范法）1. 物聯(lián)網的概念：簡單的理解讓物與物之間會感應會說話；“在互聯(lián)網概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡概念。（具體概念省略）2.物聯(lián)網的發(fā)展：1995年，Bill Gates在未來之路中提及物聯(lián)網概念；至今，中間具體內容省略。物聯(lián)網在國內的發(fā)展：互聯(lián)網、物聯(lián)網與泛在網的之間的關系給學生5分鐘時間討論3. 物聯(lián)網體系架構分為三層：即感知層、網絡層和應用層。分為四層：即感知層、傳輸層、服務管理層（也稱智能層）和應用層。本質上

8、講這兩種分法都是一樣的。4.關鍵技術（1）感知與識別技術（2）通信與網絡技術（3）云計算技術（4）中間件技術7.物聯(lián)網的應用三、課堂小結作業(yè)布置：上網了解物聯(lián)網框架結構的相關知識。預習下堂課的內容通過本次課的學習，學生對物聯(lián)網有一個直觀的了解，能夠知道物聯(lián)網的框架結構。課次34課時4課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：物聯(lián)網基礎實驗教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握CC2530的IO口寄存器設置，掌握LED自動閃爍編程方法。教學重點及難點：CC2530的IO口寄存器設置教 學 基 本 內 容方法及手段課程概述CC253

9、0單片機具有21個數(shù)字輸入/輸出引腳，可以配置為通用數(shù)字I/O或外設I/O信號，可配置為連接到ADC、定時器、SPI或串口外設。這些I/O口的用途，可以通過用戶軟件配置一系列寄存器實現(xiàn)。本實驗用到P0口和P2口，兩個口的設置類似。以下以P0口為例，寄存器主要有P0（數(shù)據(jù)）、P0SEL（功能選擇）、P0DIR（方向選擇）和P0INP（輸入模式選擇）；每個寄存器都可以位尋址，下面表格列出了各個寄存器的定義和復位值。P0（P0口寄存器）復位后P0=0 xFF，對P0口進行操作前，一般要先設置好P0SEL、P0DIR和P0INP寄存器。P0SEL（P0功能選擇寄存器）復位后P0SEL=0 x00，即P

10、0口為普通IO口。如果要為外設功能，把相應位設為1即可。外設功能主要包括：ADC轉換，串口，SPI口，定時器，DEBUG調試口等。P0DIR（P0方向選擇寄存器）復位后P0DIR=0 x00，即P0口為輸入。如果要為輸出，把相應位設為1即可。復位后P0INP=0 x00，即P0口為上拉/下拉，具體由P2INP寄存器的位PDUP0指定：PDUP0=0為上拉；PDUP0=1為下拉。如果要為三態(tài)，把相應位設為1即可。2、相關電路圖板上有1個電源燈（D4），兩個狀態(tài)燈（D2和D3），電路如下圖所示：CC2530接口電路 發(fā)光二極管驅動電路當P0.0輸出低電平時，發(fā)光二極管LED1點亮；P0.0輸出高電

11、平時，發(fā)光二極管LED1熄滅。當P2.0輸出低電平時，發(fā)光二極管LED2點亮；P2.0輸出高電平時，發(fā)光二極管LED2熄滅。案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次5課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第2章 物聯(lián)網感知層技術（2.1,2.2）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解射頻識別系統(tǒng)技術概念發(fā)展，掌握其工作原理，掌握其特點和應用領域教學重點及難點：射頻識別系統(tǒng)技術的工作原理和應用領域教 學 基 本 內 容方法及手段 一、

12、復習上節(jié)課內容，導入新課（設疑法、提問法）可采用提問的方式復習上節(jié)課內容，然后接著講述本節(jié)課的教學內容二、新課教學（講解法、提問法、示范法）1.相關概念：RFID是射頻識別技術的英文（Radio Frequency Identification，RFID）的縮寫，即射頻識別。常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼等。2.介紹RFID系統(tǒng)組成的各個部分（1）標簽（2）天線（3）讀寫器（4）主機2.RFID的分類與原理RFID的工作原理：讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當RFID進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產生感應電流，標簽獲得能量被激活，將自身編碼等信息通過內置發(fā)

13、送天線發(fā)送出去，系統(tǒng)接收天線接收到標簽發(fā)送來的載波信號，經天線調節(jié)器傳送到讀寫器，讀寫器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進行相關處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構動作。 4.RFID的典型應用 ：RFID技術廣泛應用在社會生產生活各領域。日常生活中我們經常要使用各式各樣的數(shù)位識別卡，如信用卡、電話卡、金融IC卡等。大部分的識別卡，都是與讀卡機作接觸式的連接來讀取數(shù)位資料，常見方法有磁條刷卡或IC晶片定點接觸。射頻識別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標簽，并

14、且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100ms。證件管理 、RFID電子門票 、高速公路自動收費及交通管理 、門禁保安、生產線自動化、防偽三、課堂小結案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：總結日常生活中所見到的RFID技術，說明其類別。教學反思：通過本次課的學習，學生對RFID中所用的識別技術有了解，能夠在日常生活中掌握條形碼、磁條卡、IC卡的優(yōu)缺點和應用領域。課次6課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第2章 物聯(lián)網感知層技術（2.3,2.4）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：熟悉各種傳感器及其應用領域,

15、2.了解濕度傳感器。教學重點及難點：傳感器及其應用領域教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務2.新課教學（講解法、提問法、示范法）一傳感器相關概念傳感技術是物聯(lián)網的基礎技術之一，是自動檢測和自動轉換技術的總稱，處于物聯(lián)網構架的感知層。傳感器是一種能把特定的被測信號，按一定規(guī)律轉換成某種“可用信號”輸出的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。所以，傳感器又經常稱為變換器、轉換器、檢測器、敏感元件、換能器等。顧名思義，傳感器的功能包括感和傳，即感受被測信息，并傳送出去。根據(jù)傳感器的功能要求，它一般應由三部分組成，即：敏感元件、轉換元件、轉換電路.二、溫度傳感器

16、大家一起看看書上的介紹。能夠探測物體溫度及其變化并轉換成電信號的電子器件叫作溫度傳感器。大家思考一下，溫度傳感器的作用很明顯和紅外線相同是用來探測溫度的，那么它能用在什么方面呢？三、濕度傳感器在天氣預報中，經常會出現(xiàn)溫度和濕度的預報，這是因為對種植業(yè)來說，濕度和溫度同樣重要。濕度指的是什么有同學知道嗎？原來我們的空氣，是有一定的水汽，水汽的多和少對環(huán)境還是很有影響的，這也是很多鐵制品，在放置一段時間后，會生銹的原因，那么怎么樣的濕度是適宜的呢，我們一起來看看書上的介紹。溫度不控制，對生活的影響大家很容易感受到，那么濕度如果不控制，對我們的生活是否有影響呢？四、紅外傳感器1.大家知道或者了解紅外

17、線么？2.什么東西可以發(fā)出紅外線呢，人體可以么？學生思考、討論、交流。3.認識紅外線傳感器閱讀課本，初步認識紅外線傳感器。指名學生說出紅外線傳感器的操作特點。深入介紹，加深學生印象，使學生對物聯(lián)網的應用有更加深入的了解。案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：通過書本和網絡總結常見的傳感器，并說明其作用教學反思：通過本次課的學習，學生能夠掌握傳感器的慨念，并能知曉日常生活中常見傳感器的作用。課次7，8課時4課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：傳感器采集實驗教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握人體感應傳感器的操

18、作方法；掌握人體感應傳感器采集程序的編程方法教學重點及難點：編寫人體感應傳感器采集程序教 學 基 本 內 容方法及手段 1.人體感應傳感器介紹采用基于人體熱釋傳感原理的人體感應傳感器模塊。開關信號輸出，當有人靠近時， 輸出高電平，無人靠近時輸出低電平。2.人體感應傳感器的接口電路人體感應傳感器的接口電路如下圖所示。通過 CC2530 的 IO 口，采集人體感應傳感器的開關輸出狀態(tài)，從而感知是否有人靠近。人體感應傳感器接口電路R12 和 R15 組成分壓電路，將人體感應傳感器輸出的 5V 高電平信號分壓到 CC2530可接受的 3.3V 電平標準?！緦嶒灢襟E】連接好仿真器，及帶傳感器 1 擴展板

19、的通用調試母板；參照 5.1 IAR 安裝及使用說明中的步驟“如何新建一個工程-添加配置-添加文件-編譯鏈接-下載調試運行”的過程，新建一個工程 ManSensor，添加相應的文件，并修改 ManSensor 的工程設置；創(chuàng)建 ManSensor.c 并加入到工程 ManSensor 中；編寫 ManSensor.c 程序, 并進行編譯，成功后，下載并運行.人靠近或離開人體感應傳感器，觀察通用調試底板上的 D2、D3 發(fā)光二極管的亮滅變化。實驗小結案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次9課時2課 型（請打

20、）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第3章物聯(lián)網網絡層技術（3.1）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解物聯(lián)網網絡層的基本概念了解計算機網絡技術的發(fā)展與應用了解移動通信網技術發(fā)展5G與NB-IoT技術發(fā)展對物聯(lián)網的影響教學重點及難點：物聯(lián)網網絡層的基本概念教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務2.新課教學（講解法、提問法、示范法）從基于RFID技術的智能物流系統(tǒng)網絡結構中分析物聯(lián)網網絡層的基本功能物聯(lián)網網絡層的功能主要是：連接感知層與應用層，正確傳輸感知層的數(shù)據(jù)與應用層的控制指令，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

21、性要實現(xiàn)在任何時候、任何地點與任何一個物體之間的通信，物聯(lián)網的通信與網絡技術必須從傳統(tǒng)的有線、固定節(jié)點通信方式為主，向移動、無線通信為主的方向擴展網絡層為物聯(lián)網與云計算、大數(shù)據(jù)、智能技術的交叉融合，物聯(lián)網與工業(yè)、農業(yè)、交通、醫(yī)療、物流、環(huán)保、電力等不同行業(yè)的跨界融合提供了通信環(huán)境和信息交互的平臺計算機網絡技術的應用與發(fā)展1 互聯(lián)網的研究與發(fā)展分組交換技術三個重要的概念2. 互聯(lián)網的發(fā)展3. TCP/IP協(xié)議與物聯(lián)網的發(fā)展TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網的核心協(xié)議；網絡層IP協(xié)議有兩個版本：IPv4與IPv6IPv4的地址長度為32位，目前IPv4地址全部分配完畢IPv6的地址長度定為128位，因此IP

22、v6可以提供多達超過2128（3.41038）個地址案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次10課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第3章物聯(lián)網網絡層技術（3.2,3.3）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解物聯(lián)網網絡層的基本概念了解計算機網絡技術的發(fā)展與應用了解移動通信網技術發(fā)展5G與NB-IoT技術發(fā)展對物聯(lián)網的影響教學重點及難點：了解移動通信網技術發(fā)展教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務

23、2.新課教學（講解法、提問法、示范法）3.2.2 計算機網絡的分類與特點1. 計算機網絡的分類方法按覆蓋的地理范圍劃分，計算機網絡可以分為5種基本的類型2. 廣域網（Wide Area Network ，WAN）3. 城域網4. 局域網（Local Area Network，LAN）5. 個人區(qū)域網（Personal Area Network，PAN）6. 人體區(qū)域網（Body Area Network，BAN）無線個人區(qū)域網結構3.3 移動通信網技術的研究與發(fā)展3.3.1 蜂窩系統(tǒng)的基本概念 1. 大區(qū)制通信的局限性2. 小區(qū)制的基本概念大區(qū)制與蜂窩結構的區(qū)別小區(qū)制的特點3. 無線信道與空中

24、接口4. M2M技術及其在物聯(lián)網中的應用移動通信網M2M應用發(fā)展3.3.2 移動通信技術與標準的發(fā)展3.3.3 5G與物聯(lián)網1. 5G的需求與推動力2. 5G的技術指標5G與物聯(lián)網3.3.4 NB-IoT與物聯(lián)網NB-IoT應用示例案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次11課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：無線傳輸基礎實驗教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1. 學習 ZStack 協(xié)議棧 OSAL 層的概念及代碼運行流程。2學

25、習如何修改 Z-Stack 協(xié)議棧程序以實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)收發(fā)。教學重點及難點：ZStack 協(xié)議棧 OSAL 層的概念教 學 基 本 內 容方法及手段1.Zigbee網絡信道及PANIDZigbee是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其硬件基于CC2530單片機的RF無線 收發(fā)器。Zigbee協(xié)議根據(jù)IEEE 802.15.4通信規(guī)范工作于頻段在2.4GHZ，并且向上分了16 個頻段（channel）作為通信時的通道。PANID：私有網絡ID號，這個為了區(qū)別同一通道下工作的不同私有網絡。這兩個選項在ZStack協(xié)議棧中定義，在我們編譯協(xié)議棧時確定，然后Zigbee設備啟 動后建立網絡時會安裝我們編

26、譯時確定的這兩個選項組建一個私用網絡。2.Zigbee設備類型：協(xié)調器：負責網絡組建、維護、控制終端節(jié)點的加入等。 路由器：負責數(shù)據(jù)包的路由選擇。中的配置文件決定，在相應的配置文件中有不同的宏定義，這些宏定義控制著ZStack協(xié) 議棧程序實現(xiàn)不同的功能。3.Zigbee設備地址ZigBee 設備有兩種類型的地址。一種是 64 位 IEEE 地址，即 MAC 地址，另一種是16 位網絡地址。16 位網絡地址是當設備加入網絡后分配的。它在網絡中是唯一的，用來在網絡中鑒別設備和發(fā)送數(shù)據(jù)。其中，協(xié)調器的網絡地址為 0 x0000：4.Zigbee通信方式廣播、單播、組播在Zigbee網絡中的設備發(fā)送數(shù)

27、據(jù)時，除了網絡地址外，還要指定地址模式參數(shù)。地 址模式參數(shù)在ZStack協(xié)議棧中定義如下：一般我們使用較多的是單播和廣播模式：Unicast（單播）是標準尋址模式，它將數(shù) 據(jù)包發(fā)送給一個已經知道網絡地址的網絡設備。將 afAddrMode 設置為 Addr16Bit 并且在數(shù)據(jù)包中攜帶目標設備地址。當需要將數(shù)據(jù)包發(fā)送給網絡的每一個設備時，使用廣播（ broadcast ） 模 式 ， 地 址 模 式 設 置 為 AddrBroadcast ， 廣 播 特 殊 地 址 為：NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVALL(0 xFFFF)或 0XFFFD 0XFFFC。案例講解、多媒

28、體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次12課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：傳感器無線傳輸應用實驗教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1. 學習如何讀取傳感器數(shù)據(jù)并將其通過無線發(fā)送到網關。2學習如何修改 Z-Stack 協(xié)議棧程序以實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)讀取及發(fā)送功能。教學重點及難點：讀取傳感器數(shù)據(jù)并將其通過無線發(fā)送到網關教 學 基 本 內 容方法及手段1、基本原理Zigbee 是基于 IEEE802.15.4 標準的低功耗個域網協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)

29、定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、 高數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。對于 Zgibee 的應用其關鍵技術就是通過 zigbee 無線通信技術，實現(xiàn)上位機程序與zigbee 節(jié)點上的傳感器之間的數(shù)據(jù)通信。我們簡化其通信模式如下：2、程序功能介紹本實驗基本流程：協(xié)調器建立 Zigbee 無線網絡，終端節(jié)點自動加入該網絡中，然后終端節(jié)點周期性地采集溫度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給協(xié)調器，協(xié)調器收到溫度數(shù)據(jù)后，通過串 口將其輸出到用戶 PC 機。無線溫度實驗流程圖如圖：3、工程代碼分析本章SensorApp工程可以使用H

30、elloApp工程修改而來。由于我們要采集節(jié)點板上的傳 感器數(shù)據(jù)，需要我們在修改好工程后添加傳感器數(shù)據(jù)采集代碼。我們在SensorApp工程source目錄下添加sensor.c和sensor.h文件，用IAR打開工程將這兩個文件添加進App目錄 下并編輯代碼案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次13課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第4章 物聯(lián)網應用層技術(4.1 4.2)教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握物聯(lián)網應用層的

31、基本概念了解云計算在物聯(lián)網中的應用了解物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的基本概念教學重點及難點：云計算在物聯(lián)網中的應用教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務2.新課教學（講解法、提問法、示范法）4.1 物聯(lián)網應用層基本概念4.1.1 管理服務層的主要功能中間件軟件：屏蔽不同感知與執(zhí)行設備的差異性，在物理上實現(xiàn)行業(yè)應用層與感知層的隔離，在邏輯上實現(xiàn)行業(yè)應用層與感知層的無縫連接.數(shù)據(jù)存儲服務：提供物聯(lián)網海量數(shù)據(jù)存儲、融合、查詢、檢索的服務智能數(shù)據(jù)處理與智能決策服務：在高性能計算系統(tǒng)與云平臺的支持下，提供智能數(shù)據(jù)處理與智能決策服務4.1.2 行業(yè)應用層的基本概念行業(yè)應用層的服務功能與應

32、用層協(xié)議行業(yè)應用層的主要組成部分是應用層協(xié)議，不同的物聯(lián)網應用系統(tǒng)需要制定不同的應用層協(xié)議，例如智能電網的應用層協(xié)議與智能交通的協(xié)議不可能相同應用層協(xié)議同樣是由語法、語義與時序組成的語義表示做什么？語法表示怎么做？時序表示什么時候做？4.2 物聯(lián)網與云計算4.2.1 云計算產生的背景4.2.2 云計算的分類IaaS基礎設施即服務，只涉及到租用硬件，是一種最基礎的服務PaaS平臺即服務，已經從硬件的基礎上，租用一個特定的操作系統(tǒng)與應用程序，來自己進行應用軟件的開發(fā)SaaS軟件即服務，在云平臺提供的定制軟件上，直接部署自己的應用系統(tǒng)4.2.3 云計算的主要技術特征云計算是一種計算模式，它是將計算與

33、存儲資源、軟件與應用作為服務，通過網絡提供給用戶，用戶可以像使用水、電一樣按需定制和使用云計算資源云計算適合于物聯(lián)網應用的快速開發(fā)、部署與應用，已經成為物聯(lián)網重要的信息基礎設施之一4.2.3 云計算應用對物聯(lián)網的影響案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習課次14課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第4章 物聯(lián)網應用層技術(4.3) 5.1物聯(lián)網網絡安全的概念教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握物聯(lián)網應用層的基本概念了解云計算在物聯(lián)網中的應用了解物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的基本概念教學重點及難點：了解物聯(lián)網大

34、數(shù)據(jù)的基本概念教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務2.新課教學（講解法、提問法、示范法）4.3 物聯(lián)網與大數(shù)據(jù)4.3.1 數(shù)據(jù)挖掘的基本概念透過數(shù)據(jù)，應用一定的分析方法，從大量數(shù)據(jù)中提取出一些有價值的信息和知識，這個過程就是“數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）4.3.2 大數(shù)據(jù)的基本概念1. 大數(shù)據(jù)概念的提出2. 大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量單位3. 物聯(lián)網對大數(shù)據(jù)發(fā)展的貢獻物聯(lián)網數(shù)據(jù)的特點物聯(lián)網為推動大數(shù)據(jù)、智能技術發(fā)展提供了源動力4.3.3 大數(shù)據(jù)的特征1.大數(shù)據(jù)的定義（1）人為的主觀定義（2）大數(shù)據(jù)的“5V”特征（3）工業(yè)界對大數(shù)據(jù)的認識（4）大數(shù)據(jù)研究的科學價值4

35、.3.4 物聯(lián)網大數(shù)據(jù)技術應用的重要性1. 物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的特點物聯(lián)網大數(shù)據(jù)“5H” 特點2. 物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的應用高圣帶鋸機床智慧云服務系統(tǒng)帶鋸機床智慧云服務系統(tǒng)的應用，使高圣公司從一家專用機床制造商轉型為集設備制造與智能信息服務為一體的新型企業(yè)案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次15課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第5章 物聯(lián)網網絡安全技術教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解：網絡空間安全與物聯(lián)網網絡安全的基本概念了解：

36、物聯(lián)網網絡安全威脅趨勢的發(fā)展了解：物聯(lián)網網絡安全研究的主要內容教學重點及難點：網絡空間安全與物聯(lián)網網絡安全的基本概念教 學 基 本 內 容方法及手段1.回顧上節(jié)課內容，介紹本節(jié)課的學習任務2.新課教學（講解法、提問法、示范法）5.1 物聯(lián)網網絡安全的基本概念5.1.1 網絡空間安全概念的提出5.1.2 OSI安全體系結構的基本概念1. 安全攻擊網絡攻擊的四種基本類型網絡攻擊的類型與特點2. 網絡安全服務3. 網絡安全機制4. 網絡安全模型與網絡安全訪問模型（1）網絡安全模型（2）網絡訪問安全模型5. 用戶對網絡安全的需求5.2 物聯(lián)網網絡安全研究的主要內容5.2.1 物聯(lián)網中可能存在的網絡攻擊

37、方式1. 從感知層、網絡層、應用層看物聯(lián)網面臨的網絡攻擊類型2. 典型的網絡攻擊TCP建立連接的“三次握手”過程DDoS攻擊示意圖：5.2.2 RFID安全與隱私保護研究1.RFID的安全缺陷2. 對RFID系統(tǒng)的攻擊方法3. 基于RFID的位置服務與隱私保護5.3 物聯(lián)網網絡安全的新動向5.3.1 計算機病毒已經成為攻擊物聯(lián)網的工具5.3.2 物聯(lián)網控制系統(tǒng)成為新的攻擊重點5.3.3 網絡信息搜索功能將演變成攻擊物聯(lián)網的工具5.3.4 僵尸物聯(lián)網正在成為網絡攻擊的新方式本章小結案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪

38、些問題。課次16課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：傳感器網絡傳輸實驗教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1.了解各種傳感器相關知識。2.掌握傳感器數(shù)據(jù)傳輸流程與原理。教學重點及難點：1. 編程使用各種傳感器模塊，完成不同傳感器數(shù)據(jù)讀取。教 學 基 本 內 容方法及手段（1）只保留一個子機節(jié)點比如 1 號子機，將其余 2 個子機（記做 2 號和 3 號子機節(jié)點）節(jié)點電源關掉。（2）將要使用的子機節(jié)點（1 號子機節(jié)點）的 wifi 模塊拔掉，以便進行傳感器類型配置，打開物聯(lián)網實驗平臺電源，給其供電，將子機節(jié)點的 USB

39、通過 miniUSB 線連接到 PC 的 UCB 口；（3）插入USB線后，在我的電腦屬性硬件設備管理器端口下查看其虛擬的 串口，例如圖中的COM3：（4）打開配套傳感器配置軟件，如圖：（5）雙擊配置軟件，其運行界面如下：（6）先選擇匹配的串口通道，如本例的COM3，然后點擊“連接”按鈕，應該提示“連 接成功”字樣：（7）將地址設為0001，傳感器類型號選擇振動傳感器，點擊“設置”，提示“設置成 功”字樣：（8）拔掉1號子機節(jié)點的迷你USB線，將2號子機安裝在實驗平臺上，并拔掉其wifi 模塊，將miniUSB線插在2號的USB口。在我的電腦屬性硬件設備管理器端口下查看其虛擬的串口（9）打開配

40、套傳感器配置軟件（10）雙擊配置軟件：（11）先選擇匹配的串口通道，如本例的COM3，然后點擊“連接”按鈕，應該提示“連 接成功”字樣：（12）將地址設為0002，傳感器類型號選擇煙霧傳感器，點擊“設置”，提示“設置成 功”字樣：（13）拔掉2號子機節(jié)點的迷你USB線，將3號子機安裝在實驗平臺上，并拔掉其wifi 模塊，將miniUSB線插在3號的USB口。在我的電腦屬性硬件設備管理器端口下 查看其虛擬的串口（14）將地址設為0003，傳感器類型號選擇振動傳感器，點擊“設置”，提示“設置成 功”字樣：（15）將拔掉的wifi模塊插上子機節(jié)點對應位置（3個子機模塊均要安裝），等待大約30s后，打

41、開A8嵌入式網關物聯(lián)網軟件，觀看三種傳感器的實驗結果如下：其他傳感器的 實驗步驟類似。案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次17課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第6章物聯(lián)網應用(6.16.3)教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握我國物聯(lián)網應用的重點領域了解物聯(lián)網在智能工業(yè)等領域應用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢了解物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的趨勢教學重點及難點：智能工業(yè)，農業(yè)，交通教 學 基 本 內 容方法及手段 6.1 智能工業(yè)6.1.1 工業(yè)4

42、.0的基本概念工業(yè)4.0改變了傳統(tǒng)的工業(yè)價值鏈，標志著工業(yè)已經從土地、人力資源等要素驅動，轉換為科技型創(chuàng)新驅動工業(yè)4.0帶動了制造業(yè)的全面轉型6.1.2 工業(yè)4.0涵蓋的基本內容1. 工業(yè)4.0的特點2. 智能工廠3. 智能制造6.1.3 “中國制造2025”的特點立足國情，立足現(xiàn)實，我國政府確定了通過“三步走”，實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標：6.2 智能農業(yè)6.2.1 智能農業(yè)的基本概念6.2.2 智能農業(yè)應用示例動物標識及防疫溯源體系物聯(lián)網在智能農業(yè)應用的意義6.3 智能交通6.3.1 物聯(lián)網智能交通與傳統(tǒng)智能交通的區(qū)別1. 車聯(lián)網的特點2. 車聯(lián)網研究的主要內容6.3.2 無人駕駛汽車研究的進展案例講解、多媒體講解討論及總結作業(yè)、討論題、思考題：書中練習教學反思：學生的應根據(jù)自己的興趣多思考用物聯(lián)網能夠解決哪些問題。課次18課時2課 型（請打）理論課（） 討論課（）實驗課（） 習題課（）其他（）授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第6章物聯(lián)網應用(6.46.6)教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握我國物聯(lián)網應用的重點領域了解物聯(lián)網在智能工業(yè)等領域應用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢了解物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的趨勢教學重點及難點：智能電網、環(huán)保、醫(yī)療教 學 基 本 內 容方法及手段6.4 智能電網6.4.1 智能電網的基本概念物聯(lián)網在智能電網中的作用：深入的環(huán)境感知全面的信息交互智