《傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)A》教學(xué)大綱

《傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)A》教學(xué)大綱適用范圍：202x版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08160334課程性質(zhì)：集中實(shí)踐課學(xué)分：2學(xué)分周數(shù)：2周先修課程：嵌入式原理及應(yīng)用并修課程：物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程開(kāi)課單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說(shuō)明《傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)》是《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)B》課程教學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)通信課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生利用傳感器和執(zhí)行器，選用適當(dāng)?shù)挠布脚_(tái)和通信技術(shù)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的能力。將為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程及從事物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與部署方法，包括傳感器節(jié)點(diǎn)的選型與配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)劃、通信協(xié)議（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的選擇等。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化的能力，理解傳感網(wǎng)絡(luò)中的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性能測(cè)試，分析結(jié)果并提出優(yōu)化方案。課程目標(biāo)3：通過(guò)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)設(shè)備，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬不同的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，學(xué)生可以進(jìn)行通信協(xié)議的模擬、性能分析和問(wèn)題排查。課程目標(biāo)4：通過(guò)實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景中，掌握傳感網(wǎng)絡(luò)在智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能健康等領(lǐng)域的應(yīng)用。了解我國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市的典型應(yīng)用，擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生參與國(guó)家建設(shè)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支持強(qiáng)度2．問(wèn)題分析2.3能夠運(yùn)用工程和專業(yè)基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題解決過(guò)程中的影響因素，從而獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)1：掌握傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與部署方法，包括傳感器節(jié)點(diǎn)的選型與配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)劃、通信協(xié)議（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的選擇等。課程目標(biāo)3：通過(guò)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)設(shè)備，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬不同的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，學(xué)生可以進(jìn)行通信協(xié)議的模擬、性能分析和問(wèn)題排查。M3．設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.1掌握工程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本方法和技術(shù)，能夠了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案各種因素。課程目標(biāo)1：掌握傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與部署方法，包括傳感器節(jié)點(diǎn)的選型與配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)劃、通信協(xié)議（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的選擇等。M4.研究4.3能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)與建模、分析與解釋，并通過(guò)信息綜合解決問(wèn)題，得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化的能力，理解傳感網(wǎng)絡(luò)中的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性能測(cè)試，分析結(jié)果并提出優(yōu)化方案。H5.使用現(xiàn)代工具5.3能夠針對(duì)特定的復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，完成工程問(wèn)題的模擬與預(yù)測(cè)，并能夠分析其局限性課程目標(biāo)3：通過(guò)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)設(shè)備，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬不同的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，學(xué)生可以進(jìn)行通信協(xié)議的模擬、性能分析和問(wèn)題排查。H11.項(xiàng)目管理11.1能夠理解物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目產(chǎn)品全周期、全流程的成本構(gòu)成，理解其中涉及的工程管理與經(jīng)濟(jì)決策問(wèn)題，掌握物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目中涉及的管理與經(jīng)濟(jì)決策方法課程目標(biāo)4：通過(guò)實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景中，掌握傳感網(wǎng)絡(luò)在智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能健康等領(lǐng)域的應(yīng)用。了解我國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市的典型應(yīng)用，擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生參與國(guó)家建設(shè)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)課時(shí)安排對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.需求分析教學(xué)要求：向?qū)W生下達(dá)任務(wù)書(shū)。給學(xué)生提供課程設(shè)計(jì)需要用到的傳感器、執(zhí)行器、通信模組、嵌入式平板等器材。學(xué)生查閱資料，熟悉各種器件的能力。重點(diǎn)：設(shè)備選型。難點(diǎn)：設(shè)備選型。1天1、42.總體設(shè)計(jì)教學(xué)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)典型的傳感網(wǎng)絡(luò)，滿足任務(wù)需求。網(wǎng)絡(luò)至少包括傳感器和執(zhí)行器，通過(guò)適當(dāng)?shù)耐ㄐ攀侄问箓鞲衅骱蛨?zhí)行器間可以按預(yù)設(shè)規(guī)則聯(lián)動(dòng)。重點(diǎn)：通信方式的確定。難點(diǎn)：設(shè)備組網(wǎng)。2天13.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)要求：編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)通信模組與傳感器、執(zhí)行器的交互。實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信模組接入網(wǎng)關(guān)。實(shí)現(xiàn)傳感器與執(zhí)行器間的聯(lián)動(dòng)規(guī)則。重點(diǎn)：傳感器與執(zhí)行器間的聯(lián)動(dòng)規(guī)則。難點(diǎn)：設(shè)備接入網(wǎng)關(guān)。5天1、3、44.報(bào)告寫(xiě)作教學(xué)要求：編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，至少應(yīng)包含需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等三個(gè)方面，格式規(guī)范，邏輯嚴(yán)密，圖文并茂。重點(diǎn)：報(bào)告內(nèi)容是否全面充實(shí)。難點(diǎn)：報(bào)告中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的表達(dá)。1天25.答辯教學(xué)要求：答辯是考核課程設(shè)計(jì)是否達(dá)到基本要求和相應(yīng)水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教師對(duì)學(xué)生論文的一次會(huì)診和指導(dǎo)?？己藘?nèi)容包括學(xué)生設(shè)計(jì)是否達(dá)到需求，設(shè)計(jì)是否合理，設(shè)計(jì)是否成功實(shí)現(xiàn)。同時(shí)檢查設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、工作量、有無(wú)違反學(xué)術(shù)規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進(jìn)意見(jiàn)。重點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的考核。難點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的檢驗(yàn)。1天1、2、3、4合計(jì)10天（2周）五、教學(xué)方法及手段由于課程內(nèi)容與實(shí)際項(xiàng)目緊密結(jié)合，學(xué)生應(yīng)根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，以自學(xué)為主、教師講授為輔，學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)，養(yǎng)成自覺(jué)遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、教材和參考書(shū)1.推薦教材：（1）孫利民.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2017.2.參考書(shū)：（1）楊百軍.輕松玩轉(zhuǎn)STM32微控制器[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.（2）史艷翠.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021.（3）杰拉德·梅杰.智能傳感器系統(tǒng)：新興技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、報(bào)告書(shū)質(zhì)量和答辯成績(jī)四部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。

表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)1234學(xué)習(xí)態(tài)度10(1)主要考核學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)律和答疑情況。(2)教師根據(jù)課堂整體表現(xiàn)情況評(píng)分?！獭獭獭?323工作量完成情況40(1)主要考核學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)情況。(2)教師根據(jù)獨(dú)立完成任務(wù)情況評(píng)分?！獭獭獭?510105報(bào)告書(shū)質(zhì)量30主要考核學(xué)生報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量，包括格式規(guī)范性，內(nèi)容全面性，圖表質(zhì)量，整體邏輯性?！獭獭獭?01055答辯成績(jī)20(1)主要考核學(xué)生答辯自述和回答問(wèn)題情況。(2)教師根據(jù)答辯自述情況和回答問(wèn)題正確性與否進(jìn)行評(píng)分?！獭獭?555合計(jì)：10032282218八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)評(píng)分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽?jī)分五部分：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、報(bào)告書(shū)質(zhì)量、和答辯成績(jī)。其中：(1)學(xué)習(xí)態(tài)度占10%，無(wú)故曠課達(dá)3次取消總成績(jī)；(2)工作量完成情況占40%；(3)報(bào)告書(shū)質(zhì)量30%；(5)答辯成績(jī)占20%。最后一周的周五進(jìn)行驗(yàn)收、答辯，由2-3位教師組成答辯考核小組，對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行口試答辯，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)回答教師所提出的問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)成績(jī)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、設(shè)計(jì)工作量完成情況、設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)質(zhì)量和答辯情況綜合評(píng)定。2.成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）學(xué)習(xí)態(tài)度10學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)良好遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度良好，表現(xiàn)中等遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度一般，表現(xiàn)一般學(xué)習(xí)紀(jì)律較差，表現(xiàn)較差工作量完成情況40獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的90%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的80%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的70%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以下報(bào)告書(shū)質(zhì)量30報(bào)告書(shū)結(jié)構(gòu)合理、格式規(guī)范、圖表質(zhì)量高，內(nèi)容全面報(bào)告書(shū)結(jié)構(gòu)較合理、格式較規(guī)范、圖表質(zhì)量較高，內(nèi)容較全面報(bào)告書(shū)結(jié)構(gòu)、格式規(guī)范、圖表質(zhì)量、內(nèi)容全面