《物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)課程名稱（英文）IoT Sensing Technology課程類別：專業(yè)主干課課程性質(zhì)必修授課語言中文授課學(xué)期第5學(xué)期學(xué)分3課程學(xué)時及分配總學(xué)時講課實驗課外4836120適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程等授課學(xué)院計算機與軟件學(xué)院先修課程電子技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程簡介課程基本定位：本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的主干課程。課程詳細(xì)介紹了各類傳感器的工作原理、測量電路和應(yīng)用場合，闡述了主要傳感器類型的設(shè)計、選用的原則與方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握常用傳感器的基本原理、應(yīng)用基礎(chǔ)，并初步具有檢測和控制系統(tǒng)設(shè)計的能力，為從事工程技術(shù)

2、工作和科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。復(fù)雜工程問題：本課程中的“智能安全小區(qū)防盜系統(tǒng)設(shè)計”是利用傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等，融合個性需要，將與智能安全防盜有關(guān)的各個子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實現(xiàn)“以人為本”的全新智能防盜安全體驗，屬于“復(fù)雜工程問題”。要求學(xué)生綜合運用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、通信、嵌入式系統(tǒng)等多方面專業(yè)知識，在查閱相關(guān)資料基礎(chǔ)上，深入分析形成設(shè)計方案。同時在整個過程中培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神、溝通能力、項目管理等多項能力。核心學(xué)習(xí)結(jié)果：結(jié)合自主學(xué)習(xí)，理解物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的原理及特性；能夠在學(xué)習(xí)小組中，運用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的相關(guān)專業(yè)知識，分析遇到的復(fù)雜工程問題，設(shè)

3、計合適的解決方案，并正確有效地開展實驗驗證工作。主要教學(xué)方法：講授、實驗、案例、專題研討大綱更新時間2018.4.22二、課程目標(biāo)課程總目標(biāo)課程子目標(biāo)達(dá)成方法1.知識1.1：掌握基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。1.2：掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。1.3：掌握傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，了解信息接口模塊和通信協(xié)議，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中。1.4：能夠綜合運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計可行的解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。講授、實驗、案例、專題研討。2.能力2.1：具有工程應(yīng)用與項

4、目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。2.2：能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中傳感器技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在實踐環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮組織、協(xié)調(diào)能力，與小組成員有效溝通，合作解決問題。實驗、案例、專題研討。3.素養(yǎng)3.1：具有自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)以及自我完善的意識。實驗、專題討論。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐序號支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)1指標(biāo)點1.4:能夠運用工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識對物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的智慧標(biāo)識和感知、信息傳送和智能處理環(huán)節(jié)的復(fù)雜工程問題解決方案進(jìn)行比較與綜合。課程目標(biāo)1.1、1.22指標(biāo)點2.3:能夠針對物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的智慧標(biāo)識和感知、信息傳送和智能處理環(huán)節(jié)的復(fù)雜工程問題的多種可選方案，根據(jù)約束

5、條件進(jìn)行比較分析，通過文獻(xiàn)研究等方法確定合理方案，并進(jìn)行評價，獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2.13指標(biāo)點3.1：能夠針對物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的智慧標(biāo)識和感知、信息傳送和智能處理環(huán)節(jié)的復(fù)雜工程問題，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)，確定合適的技術(shù)路線。課程目標(biāo)1.3、1.44指標(biāo)點4.2：能夠根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的智慧標(biāo)識和感知、信息傳送和智能處理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)特征及應(yīng)用需求，選擇研究路線，設(shè)計實驗方案。課程目標(biāo)2.2課程目標(biāo)3.1四、理論教學(xué)環(huán)節(jié)及基本要求章標(biāo)題教學(xué)內(nèi)容學(xué)時預(yù)期學(xué)習(xí)成果（描述學(xué)生在學(xué)完本節(jié)內(nèi)容后其知識、能力或素養(yǎng)預(yù)期成果達(dá)到的程度）教學(xué)方式（講授、專題研討、案例、實驗、實地調(diào)研等，但不限于此）課程目標(biāo)緒論1了解傳感

6、器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。理解傳感器分類、地位和作用。掌握傳感器的概念與組成。講授、案例目標(biāo)1.1第一章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)3了解傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)；理解改善傳感器性能的技術(shù)途徑。掌握傳感器的數(shù)學(xué)模型，特性與指標(biāo)。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.1第二章電阻式傳感器4了解電阻應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)。理解電阻應(yīng)變計的溫度效應(yīng)及其補償。掌握電阻應(yīng)變計的基本原理和測量電路。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.1第三章變磁阻式傳感器4了解傳感器線圈的電氣參數(shù)。理解傳感器的誤差和應(yīng)用。掌握自感式傳感器、差動變壓器、電渦流式傳感器的工作原理和測量電路。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.1第四章電容式傳感器2了解電容式傳感器應(yīng)用中存在的問題及改進(jìn)措施。理

7、解電容式傳感器的測量電路和應(yīng)用。掌握電容式傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)及特性。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.2第五章磁電式傳感器4了解磁電式傳感器的誤差及補償。理解磁電式傳感器的動態(tài)特性、兩種測振傳感器、霍爾傳感器的應(yīng)用。掌握磁電式傳感器的基本原理與結(jié)構(gòu)型式、霍爾效應(yīng)。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.2第六章壓電式傳感器4了解影響壓電傳感器工作性能的主要因素。理解壓電方程及壓電常數(shù)，等效電路及測量電路。掌握壓電效應(yīng)。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.2第七章熱電式傳感器4了解熱電偶的溫度補償和使用誤差。理解鉑、銅熱電阻的特性，熱敏電阻的特點。掌握熱電效應(yīng)及其工作定律。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.2第八章光電式傳感器3了解光源。

8、理解光電器件的特性。掌握外光電效應(yīng)及器件，內(nèi)光電效應(yīng)及器件。講授、案例目標(biāo)1.3第九章光纖傳感器3了解光調(diào)制與解調(diào)技術(shù)。理解光纖的特性。掌握光纖波導(dǎo)原理。講授、案例、專題研討目標(biāo)1.3第十章數(shù)字式傳感器2了解頻率式傳感器。編碼器的基本結(jié)構(gòu)與原理，感應(yīng)同步器的工作原理。掌握光柵的結(jié)構(gòu)與測量原理。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.3第十一章化學(xué)傳感器2了解離子敏傳感器。理解氣體傳感器、濕度傳感器的應(yīng)用。掌握氣體傳感器、濕度傳感器的工作原理。講授、案例、作業(yè)目標(biāo)1.3第十二章傳感器檢測技術(shù)2了解核輻射檢測。熟悉超聲檢測、聲表面波檢測、紅外檢測、激光檢測、微波傳感器的應(yīng)用。掌握超聲檢測、聲表面波檢測、紅外檢測、

9、激光檢測、微波傳感器的物理基礎(chǔ)。講授、案例、專題研討目標(biāo)1.4五、實踐（實驗）教學(xué)環(huán)節(jié)及基本要求編號實踐（實驗）項目名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時實驗類型預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)1應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗應(yīng)變傳感器的安裝；差動放大器的調(diào)零；電橋的調(diào)零。測量并記錄。掌握實驗電路的設(shè)計以及實驗儀器的使用。2綜合性掌握金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂、半橋、全橋的工作原理和不同性能；了解全橋測量電路的優(yōu)點。目標(biāo)2.1目標(biāo)3.12差動變壓器的性能實驗以及測位移特性實驗差動變壓器性能的電路的設(shè)計及測試。2設(shè)計性理解差動變壓器的工作原理和特性。目標(biāo)2.13電容式、電渦流傳感器測位移電容式傳感器及電渦流傳感器測量位移

10、的工作原理和特性。2設(shè)計性掌握電容式傳感器的結(jié)構(gòu)及其特點；掌握電渦流傳感器測量位移的工作原理和特性。目標(biāo)2.1目標(biāo)2.24霍爾、磁電傳感器測轉(zhuǎn)速磁電傳感器與霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的電路的設(shè)計及測試2設(shè)計性掌握磁電傳感器與霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的原理；目標(biāo)2.15氣敏傳感器、濕敏傳感器氣敏傳感器與濕敏傳感器的工作原理電路的設(shè)計及測試。2設(shè)計性掌握氣敏傳感器與濕敏傳感器的工作原理及特性目標(biāo)2.1目標(biāo)2.2六、課程評價（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容考核方式及占比（%）成績（%）作業(yè)課程實驗考試目標(biāo)1.1是否掌握基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路；2.5%15%17.5%目標(biāo)1.2是否掌

11、握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法；2.5%15%17.5%目標(biāo)1.3是否掌握傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，通過了解信息接口模塊和通信協(xié)議，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中；2.5%15%17.5%目標(biāo)1.4是否能夠綜合運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計可行的解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。2.5%15%17.5%目標(biāo)2.1是否具有工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。12%12%目標(biāo)2.2是否能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在實踐環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮組織、協(xié)調(diào)能力，與小組成員有效溝通，合

12、作解決問題。12%12%目標(biāo)3.1課程討論環(huán)節(jié)和分組實驗環(huán)節(jié)是否能夠反映自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)以及自我完善的意識。6%6%合計10%30%60%100%（二）考核方式評分標(biāo)準(zhǔn)1.評分標(biāo)準(zhǔn)總體說明：（1）本課程通過知識講授、實驗、課程考試等環(huán)節(jié)組成，最終要求學(xué)生能夠認(rèn)真完成作業(yè)和討論，通過課程考試。（2）總評成績由期末考試、作業(yè)和實驗環(huán)節(jié)構(gòu)成，各項課程子目標(biāo)成績按五等百分制評定，根據(jù)考核方式及占比表中規(guī)定的比例折算得到個人最終成績。2.評分標(biāo)準(zhǔn)分項說明（1）課程作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)1.1：能夠深入理解基

13、本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠較好地理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠基本理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。不理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。目標(biāo)1.2：能夠深入理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，非常熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠較好地理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，較熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠基本理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，有點熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。不理解各類傳

14、感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，不熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。目標(biāo)1.3：能夠深入理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，通過了解信息接口模塊和通信協(xié)議，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中。能夠較好地理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中。能夠理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。能夠基本理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。不理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。目標(biāo)1.4：能夠深入綜合運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計可行的解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。能夠較好地綜合運用傳感器的基本理論和

15、設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。能夠運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案。能夠基本運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案未掌握運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案。（2）課程實驗評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)2.1：具有很強地工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。具有較強地工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。具有一般的工程應(yīng)

16、用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力?；揪哂泄こ虘?yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。不具有工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。目標(biāo)2.2：能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在學(xué)習(xí)小組中，充分發(fā)揮組織、協(xié)調(diào)能力，與小組成員有效溝通，合作解決問題。能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在學(xué)習(xí)小組中，發(fā)揮組織、協(xié)調(diào)能力，與小組成員溝通，合作解決問題。能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在學(xué)習(xí)小組中，與小組成員溝通，合作解決問題。能夠就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析，在學(xué)習(xí)小組中，與小組成員溝通，協(xié)助解決問題。未能就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域傳感技術(shù)復(fù)雜工程問題的分析

17、，在學(xué)習(xí)小組中，與小組成員溝通，協(xié)助解決問題。目標(biāo)3.1：實驗報告格式規(guī)范，文字嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容正確，條理性好，無抄襲痕跡，圖文并茂；能正確問答所提的問題。實驗報告格式規(guī)范，文字嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容比較正確，條理性好，無抄襲痕跡，圖文并茂；能比較正確問答所提的問題。實驗報告格式比較規(guī)范，文字比較嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容正確，條理性好，無抄襲痕跡，圖文并茂；能比較正確問答所提的問題。實驗報告格式基本規(guī)范，文字嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容基本正確，條理性好，無抄襲痕跡，圖文并茂；能基本正確問答所提的問題。實驗報告有明顯的抄襲痕跡，不能正確問答所提的問題。（3）課程考試評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60

18、-69（及格）0-59（不及格）目標(biāo)1.1：能夠深入理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠較好地理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。能夠基本理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。不理解基本傳感器的原理及其實際應(yīng)用電路。目標(biāo)1.2：能夠深入理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，非常熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠較好地理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，較熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。能夠基本理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，

19、有點熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。不理解各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，不熟悉傳感器的類型的設(shè)計、選用的原則與方法。目標(biāo)1.3：能夠深入理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，通過了解信息接口模塊和通信協(xié)議，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中。能夠較好地理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理，并將其應(yīng)用于現(xiàn)代傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)中。能夠理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。能夠基本理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。不理解傳感器的結(jié)構(gòu)和信息管理之間的聯(lián)系與應(yīng)用。目標(biāo)1.4：能夠深入綜合運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計可行的解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。能夠較好地綜合運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案，并能對解決方案進(jìn)行分析和論證。能夠運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案。能夠基本運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案未掌握運用傳感器的基本理論和設(shè)計方法，針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究，設(shè)計解決方案。目標(biāo)2.1：具有很強地工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。具有較強地工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)能力。具有一般的工程應(yīng)用與項目設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的開發(fā)