物联网工程技术 第1讲

《物联网大数据技术》课程标准适用专业：物联网工程技术1．课程定位和设计思路1.1课程定位本课程属于物联网工程技术专业的职业拓展课程模块，是一门培养专业扩展能力的课程，适用于高等职业院校物联网工程技术专业。

其主要功能是使学生了解当前热门大数据的基本应用技术及其重要的核心算法，掌握大数据的工作流程，具备针对大数据所涉及的数据处理过程算法的设计实施，能胜任大数据应用处理和大数据核心算法基本设计等工作岗位。

大数据实施中，一般认为，主要包括了数据采集->数据存储->数据处理->数据展现等几个流程。

本课程在第四学期开设，本课程的关注重点是数据的处理，主要是涉及大数据核心算法的设计。

因为已经有了：涉及数据采集的《物联网设备配置与管理》、《无线传感网络及应用》等先修课程，涉及数据存储和展现的《数据库与Web应用开发》、《Android物联网应用开发》、《物联网桌面应用开发》等先修课程。

同时，该课程和《数据结构》课程是同期开设，对于先修课来说，《数据结构》课程可以看做是对传统经典数据结构和相关算法的阐述，而本课程是在当前大数据发展形势下，面对业界新需求，所开设的顺应时代潮流和市场需求的、关于大数据处理的新型课程。

而对于后续课程《毕业顶岗实习》而言，该课程可以强化学生对大数据的进一步处理和维护能力。

1.2设计思路2001年，高德纳分析员道格·莱尼在一份与其2001年的研究相关的演讲中指出，数据增长有三个方向的挑战和机遇：量（V olume），即数据多少；速（Velocity），即资料输入、输出的速度；类（Variety），即多样性。

在莱尼的理论基础上，IBM提出大数据的4V特征，得到了业界的广泛认可。

第一，数量（V olume），即数据巨大，从TB级别跃升到PB级别；第二，多样性（Variety），即数据类型繁多，不仅包括传统的格式化数据，还包括来自互联网的网络日志、视频、图片、地理位置信息等；第三，速度（Velocity），即处理速度快；第四，真实性（Veracity），即追求高质量的数据。

第1章物联网概论1.简述物联网的定义物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

2.简述物联网应具备的三个特征（1）全面感知：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取；（2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；（3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。

3.简述信息浪潮15年定律的内容“计算模式每隔15年发生一次变革”被称为“15年周期定律”。

4.请解释以下名词：RFID；EPCRFID：Radio Frequency Identification射频识别。

EPC：Electronic Product Code产品电子代码。

5.物联网的三大推动力分别是什么？政府；企业；教育界与科技界。

6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？1）、节能环保产业；2）、新一代信息技术产业；3）、生物产业；4）、高端装备制造产业；5）、新能源产业；6）、新材料产业；7）、新能源汽车产业。

第2章物联网应用案例11.请说出数字城市发展的两个阶段数字化是数字城市发展的第一阶段。

在这一阶段，数字城市实现了无纸化、自动化办公，同时网络基础设施建设完成。

信息化是数字城市发展的第二阶段。

政府信息化、产业信息化、领域信息化和社会信息化发展迅速，各个部门内部形成有效的信息系统。

2.什么是智慧城市？智慧城市是充分利用数字化及相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方面的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。

3.谈谈数字城市与智慧城市的区别一是关注点不同。

《数字电子技术》课程教学大纲课程名称：数字电子技术英文名称：Digital Electronic Technology 课程代码: 课程类别: 必修专业基础学分: 2 学时: 32开课单位: 计算机科学与信息工程学院适用专业: 物联网工程制订人：谭晓东审核人：黄华升审定人: 陶程仁一、课程的性质和目的（一）课程性质本课程是计算机与技术、物联网工程等本科专业的必修专业基础课。

且为主干课程。

本课程主要讲述数字逻辑的基本概念、基本定律和基本分析方法，数字逻辑电路的特性、功能，分析方法及应用。

（二）课程目的课程教学所要达到的目的是：1．能正确理解本课程的基本概念、基本理论；2．掌握数字电路的工作原理、性能和特点；3．掌握数字电路的基本分析方法和设计方法；4．能独立的应用所学的知识去分析和求解从工程中抽象出的逻辑问题以及与专业有关的某些数字电路的实际问题，并具有工程计算和分析能力，为后续专业课程的学习打下基础。

二、与相关课程的联系与分工要求学生具备高等数学、大学物理、电路理论、半导体器件等方面的知识，才能进入该课程的学习，该课程为后续电子计算机及接口技术等方面的课程及专业课程中的电子电路实际应用奠定基础。

三、教学内容及要求第一章数制与代码本章是学习数字逻辑电路及其工作原理的基础，应掌握各种数制、代码的特点及相互之间的转换规律。

1.1 进位计数制1.1.1进位计数制的基本概念1.1.2 常用进位计数制1.2 数制转化1.2.1 非十进制转化成十进制数1.2.2 十进制数转化成其它进制数1.2.3 二进制数转化成八进制数或十六进制数1.2.4 八进制数或十六进制数转化成二进制数1.3 常用代码1.3.1 二—十进制码（BCD码）1.3.2 可靠性编码1.3.3 字符代码【重点与难点】本章主要讲述简单的逻辑运算及常用的逻辑门。

重点是熟练掌握基本逻辑运算、各种门电路的图形符号及其输出函数表达式，正确处理各种门电路使用中的实际问题。

《物联网工程技术综合实战》课程标准一、课程基本信息二、课程的性质、目的和任务1.课程性质《物联网工程技术综合实战》是电子信息工程技术专业（物联网方向）学生必修的专业核心课程。

本课程开设在第五学期，是一门学科综合性质课程，旨在让学生利用以前所学的各门课程，完成一个综合型的智能机房项目，通过项目过程，令学生掌握物联网项目在开发中的每个环节。

同时通过小组协作方式培养学生的团队协作、沟通表达、工作责任心。

实训过程完全模拟企业项目组工作模式，在实践中培养学生职业规范和职业道德等综合素质和能力。

2.目的和任务学生能够具备根据项目需求分析、系统设计及详细设计文档，完成代码书写，并参与项目实施。

熟悉项目开发的主要流程，可以根据用户及项目经理要求完成设计、编码、测试等工作。

资料收集整理、制订和实施工作计划、理解程序代码和编写程序代码、基本类库理解、检查和判断、理论知识运用等方法能力；培养学生沟通协作、语言表达、责任心与职业道德、安全与自我保护的社会能力。

本课程主要培养软件技术专业学生掌握温、湿度传感器的使用与程序控制、服务器程序、开发新技术、熟悉VisualStudio2012开发工具的使用；能够搭建三层框架，能够配置IIS并在该工具下进行站点发布；能够独立进行数据库设计与实现；可以根据提出的任务要求，完成项目代码。

三、课程教学的基本要求四、课程的教学重点和难点、学时分配教学重点：温、湿度传感器的编程控制、软件设计的各个环节、三层框架(数据访问层、业务逻辑层、表示层)、数据库设计、ASPX页与CSS结合应用、IIS站点部署、Cs代码编写。

教学难点：温、湿度传感器的编程控制、三层框架、数据库设计、Cs代码编写。

课程学时分配一览表五、相关课程的衔接其前导课程有《电子技术》、《传感技术与应用》、《FPGA设计与应用》、《电子设计与制图》、《传感技术与应用》、《单片机技术应用》、《嵌入式技术与应用》、《C 语言程序设计》、《.Net初级应用》、《.NET高级应用》、《SQLServer数据库技术》、《软件工程》等。

《物联网工程基础施工》课程标准《物联网工程基础施工》是物联网技术应用专业的一门专业核心课，在本专业的职业能力培养中起着核心地位的作用，实践性强。

学习本门课程需要有一定的《物联网概论》、《单片机原理及应用》、《自动检测与转换技术》等课程的相关知识，平行的专业课程主要有《短距离无线通信》《Java程序设计基础》等，通过本课程的学习，能够掌握物联网工程从分析、选用设备、工程施工等关键技术。

本课程主要通过任务分析让学生了解项目的具体要求，使学生具有分析项目解决问题的能力，通过任务实施让学生了解项目实施的过程，通过工程配套开发使学生能够具体的开发一个简单的系统工程，并通过部署的硬件实现软硬件的结合，从而完成项目。

三、设计思路早在2010年“两会”期间，物联网就已经被写入政府工作报告，确立为国家五大战略新兴产业之一。

本课程作为物联网技术应用专业的核心课程，对物联网技术的应用学习起着至关重要的作用。

本课程教学的主导思路是理论够用、实践为主，每个项目尽量还原了项目开发的过程，使学生有进入项目开发过程的感觉。

在组织教学过程中，首先帮助学生分析工程项目实施的目的及完成后将要实现的功能，然后详尽讲述项目中所用到的关键技术。

最后根据工程实施的步骤完成硬件的联通和软件开发，综合调试实现相应的功能。

四、课程培养目标完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力。

（一）知识目标和专业能力1.掌握物联网工程的特点，能够对工程项目进行需求分析，熟悉物联网工程施工中应用到的主要技术，熟悉物联网工程相关设备功能，能够根据工程需要选择合适的设备；2.能够对智能感应门改造项目工程进行分析，实施，及软件开发；3.能够对社区自动照明工程项目进行分析，实施，及软件开发；4.能够对小区红外感应楼道灯光系统项目工程进行分析，实施，及软件开发；5.能够对车辆自动停泊计费系统项目工程进行分析，实施，及软件开发；6.能够对家居安防系统项目工程进行分析，实施，及软件开发；7.能够对小区智能化改造项目工程进行分析，实施，及软件开发。

第1章物联网概论1.简述物联网的定义物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

2.简述物联网应具备的三个特征（1）全面感知：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取；（2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；（3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。

3.简述信息浪潮15年定律的内容“计算模式每隔15年发生一次变革”被称为“15年周期定律”。

4.请解释以下名词：RFID；EPCRFID：Radio Frequency Identification射频识别。

EPC：Electronic Product Code产品电子代码。

5.物联网的三大推动力分别是什么？政府；企业；教育界与科技界。

6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？1）、节能环保产业；2）、新一代信息技术产业；3）、生物产业；4）、高端装备制造产业；5）、新能源产业；6）、新材料产业；7）、新能源汽车产业。

第2章物联网应用案例11.请说出数字城市发展的两个阶段数字化是数字城市发展的第一阶段。

在这一阶段，数字城市实现了无纸化、自动化办公，同时网络基础设施建设完成。

信息化是数字城市发展的第二阶段。

政府信息化、产业信息化、领域信息化和社会信息化发展迅速，各个部门内部形成有效的信息系统。

2.什么是智慧城市？智慧城市是充分利用数字化及相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方面的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。

3.谈谈数字城市与智慧城市的区别一是关注点不同。

《物联网技术概论》课程标准一、课程基本信息二、课程性质与任务《物联网技术概论》为物联网应用技术专业基础课程。

探讨物联网发展的社会背景与技术背景，阐明物联网发展与社会信息化发展的关系，分析物联网与互联网的区别与联系，说明物联网建设的预期目标，描述物联网在感知中国和世界的作用，指出物联网发展中的利与弊。

是物联网专业的一门专业基础课，具有很强的实用性和可操作性。

该课程对物联网专业技术进行了全面的概括的介绍，主要包含物联网所涉及使用的各项技术、原理及应用领域，是进一步学习物联网相关专业的基础，在整个课程体系中具有非常重要的作用。

三、课程设计思路物联网技术概论是以适应物联网专业学习环境和应用岗位需求为依据，目标是通过实践教学，让学生掌握利用物联网基本知识进一步掌握专业知识的技能。

本课程的设计思路是：通过理论与实践相结合的教学方式，强化课程各环节理论联系，掌握相应应用技能。

为此，在教学中主要采取以下方式：（1）理论与实践相结合将理论知识与实际应用相结合，每节课的知识点都通过实际应用案例进行讲解，分析应用环境，演示操作方法，再辅导学生练习。

（2）理论与实习相结合以小组的形式进行辅导，让学生3-5人为一个学习小组，以小组为单位掌握应用技能并适应相关实验环境去参加实践活动。

从实际情况来看，采用以上方式，将能够达到较好效果，基本满足实践教学的设计目的。

四、课程培养目标1.总体目标在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识，形成一定的学习能力，沟通与团队的协作能力，形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力，养成良好的职业素养。

遵守国家关于网络管理的相关法律法规，形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。

最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。

2.具体目标1)能力目标掌握物联网体系结构间的理论联系与技术支持能力掌握一定物联网技术组网能力具备一定物联网专业应用领域中的实际应用能力具备进一步学习相关专业知识的基本素养2)知识目标掌握物联网体系的基本概念和技术理论了解编码、自动识别、WSN等感知层技术了解传输层使用的各种网络技术了解云计算、数据库等处理层技术了解物联网的安全与管理了解物联网在各行业的应用了解物联网个层次的主要技术指标五、课程内容及教学设计教学模式：本课程采用探索式教学模式,实施理论实践一体化、教学做一体化教学，充分体现工学结合的特点。

《物联网技术概论》课程标准一、课程基本信息二、课程性质与任务《物联网技术概论》为物联网应用技术专业基础课程。

探讨物联网发展的社会背景与技术背景，阐明物联网发展与社会信息化发展的关系，分析物联网与互联网的区别与联系，说明物联网建设的预期目标，描述物联网在感知中国和世界的作用，指出物联网发展中的利与弊。

是物联网专业的一门专业基础课，具有很强的实用性和可操作性。

该课程对物联网专业技术进行了全面的概括的介绍，主要包含物联网所涉及使用的各项技术、原理及应用领域，是进一步学习物联网相关专业的基础，在整个课程体系中具有非常重要的作用。

三、课程设计思路物联网技术概论是以适应物联网专业学习环境和应用岗位需求为依据，目标是通过实践教学，让学生掌握利用物联网基本知识进一步掌握专业知识的技能。

本课程的设计思路是：通过理论与实践相结合的教学方式，强化课程各环节理论联系，掌握相应应用技能。

为此，在教学中主要采取以下方式：（1）理论与实践相结合将理论知识与实际应用相结合，每节课的知识点都通过实际应用案例进行讲解，分析应用环境，演示操作方法，再辅导学生练习。

（2）理论与实习相结合以小组的形式进行辅导，让学生3-5人为一个学习小组，以小组为单位掌握应用技能并适应相关实验环境去参加实践活动。

从实际情况来看，采用以上方式，将能够达到较好效果，基本满足实践教学的设计目的。

四、课程培养目标1.总体目标在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识，形成一定的学习能力，沟通与团队的协作能力，形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力，养成良好的职业素养。

遵守国家关于网络管理的相关法律法规，形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。

最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。

2.具体目标1)能力目标➢掌握物联网体系结构间的理论联系与技术支持能力➢掌握一定物联网技术组网能力➢具备一定物联网专业应用领域中的实际应用能力➢具备进一步学习相关专业知识的基本素养2)知识目标➢掌握物联网体系的基本概念和技术理论➢了解编码、自动识别、WSN等感知层技术➢了解传输层使用的各种网络技术➢了解云计算、数据库等处理层技术➢了解物联网的安全与管理➢了解物联网在各行业的应用➢了解物联网个层次的主要技术指标五、课程内容及教学设计教学模式：本课程采用探索式教学模式, 实施理论实践一体化、教学做一体化教学，充分体现工学结合的特点。

《物联网技术概论》课程标准一、课程基本信息二、课程性质与任务《物联网技术概论》为物联网应用技术专业基础课程。

探讨物联网发展的社会背景与技术背景，阐明物联网发展与社会信息化发展的关系，分析物联网与互联网的区别与联系，说明物联网建设的预期目标，描述物联网在感知中国和世界的作用，指出物联网发展中的利与弊。

是物联网专业的一门专业基础课，具有很强的实用性和可操作性。

该课程对物联网专业技术进行了全面的概括的介绍，主要包含物联网所涉及使用的各项技术、原理及应用领域，是进一步学习物联网相关专业的基础，在整个课程体系中具有非常重要的作用。

三、课程设计思路物联网技术概论是以适应物联网专业学习环境和应用岗位需求为依据，目标是通过实践教学，让学生掌握利用物联网基本知识进一步掌握专业知识的技能。

本课程的设计思路是：通过理论与实践相结合的教学方式，强化课程各环节理论联系，掌握相应应用技能。

为此，在教学中主要采取以下方式：（1）理论与实践相结合将理论知识与实际应用相结合，每节课的知识点都通过实际应用案例进行讲解，分析应用环境，演示操作方法，再辅导学生练习。

（2）理论与实习相结合以小组的形式进行辅导，让学生3-5人为一个学习小组，以小组为单位掌握应用技能并适应相关实验环境去参加实践活动。

从实际情况来看，采用以上方式，将能够达到较好效果，基本满足实践教学的设计目的。

四、课程培养目标1.总体目标在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识，形成一定的学习能力，沟通与团队的协作能力，形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力，养成良好的职业素养。

遵守国家关于网络管理的相关法律法规，形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。

最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。

2.具体目标1)能力目标掌握物联网体系结构间的理论联系与技术支持能力掌握一定物联网技术组网能力具备一定物联网专业应用领域中的实际应用能力具备进一步学习相关专业知识的基本素养2)知识目标掌握物联网体系的基本概念和技术理论了解编码、自动识别、WSN等感知层技术了解传输层使用的各种网络技术了解云计算、数据库等处理层技术了解物联网的安全与管理了解物联网在各行业的应用了解物联网个层次的主要技术指标五、课程内容及教学设计学习情境学习子情境参考课时学习情境一物联网体系结构（1）子情境物联网体系结构4学习情境二物联网感知层技术（2-5）子情境物品信息编码4子情境自动识别技术6子情境嵌入式系统6子情境定位技术4学习情境三物联网传输层使用子情境传感器4教学模式：本课程采用探索式教学模式, 实施理论实践一体化、教学做一体化教学，充分体现工学结合的特点。

专业：物联网专业职业：物联网技术工程师学习领域：移动物联网技术学习项目：毫米波通信系统 (6-8学时)1. 学习任务了解毫米波通信的特点，掌握毫米波无线信道的建模方法。

了解毫米波通信的应用研究，了解毫米波通信在5G系统中的应用。

了解毫米波无线局域网通信协议。

2. 教学过程设计：2.1毫米波通信的概念及特点引入：随着通信事业，尤其是个人移动通信的高速发展，无线电频谱的低频段通信资源已日益饱和。

5G系统最大带宽将会达到1GHz，考虑到目前频率占用情况，5G系统将使用高频进行通信。

知识点1：毫米波通信频段及特点毫米波是指频率在30 GHz和300 GHz之间，相应波长在1～10mm的电磁波。

利用毫米波进行通信的方法叫作毫米波通信。

毫米波通信的优点：毫米波通信具有较丰富的通信频谱资源，可以提供较大的连续频带，再配合高效的多址复用技术、调制方式等，可以使系统的传输能力产生巨大的飞跃。

除此之外，毫米波通信采用了较高的频段，干扰源较少，传播可靠性高。

毫米波通信的缺点：毫米波是高频段的电磁波，传输特性比传统低频段电磁波的传输特性更复杂，高频段电磁波不容易穿过建筑物或者障碍物，并且可以被植物和雨水吸收，因此受无线通信环境的影响更为明显。

高频段电磁波随着通信距离的增加衰减较为严重，因此，单条链路的覆盖范围有限，一般多适用于较短的通信距离。

影响毫米波信道条件的主要因素：（1）.自由空间损耗：电磁波在无线信道中传播时，自由空间损耗将随着电磁波频段的增加而呈指数级别增长。

毫米波信号通信频段高，因此在无线信道中传播时将产生较大的自由空间损耗。

在自由空间损耗这部分需要让同学们掌握衰减峰、大气窗口所在的频段；雨衰的数量级。

（2）.阴影效应：在这一区域内，电磁波的强度由于遮挡而产生大幅的降低，从而影响信号的正常接收。

这里可以比拟光留下的影子来讲解电磁波的阴影效应。

✧掌握毫米波的工作频段，了解毫米波通信的特点✧掌握影响毫米波信道条件的因素，掌握衰减峰、大气窗口所在的频段。