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《物联网概论》电子教案

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《物联网概论》

电子教案

2014－2015学年度第2学期

系院： 学院

专业： 通信工程/网络工程

班级： 2014级本科

课程： 物联网概论

任课教师：

日期： 2015 年 2 月 22 日

临沂大学信息学院 信息学院课程教案

课程名称 物联网概论 授课

专业 通信工程/网络工程 年级 2014级

课程编号

课程类型 必修课（√） 校级通识课（）；专业基础课（√ ）；专业课（ ）

专业方向课（）；

选修课（ ） 任选课（ ）；跨系（院）任选课（ ）

授课方式 课堂讲授（√）；实验课（ ） 考核方式 考试（√）；考查（）

课程教学

总学时数 32 学分数 2

课时分配 课堂讲授32学时

教材名称 物联网导论(第2版)

作者 刘云浩 出版社及出版时间 科学出版社，2013

指定参考书 物联网工程导论

作者 吴功宜 出版社及出版时间 机械工业出版社，2012

物联网导论 刘云浩 出版社及出版时间 科学出版社，2010

物联网技术与应用 张春红等 出版社及出版时间 人民邮电出版社，2011

出版社及出版时间

授课教师 刘敏

授课时间 ~

注：表中（ ）选项请打“√”。 信息学院教案

周次 第 1 周 课次 第1次课 备注

授课

内容 第1章 绪论

1. 课程介绍

2. 物联网的概念

3. 物联网的起源、发展及展望

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（ ） 教学时数 2

教学目的及要求 了解物联网的起源发展及展望；

掌握物联网的概念和目前各国的发展规划

教学内容提要 时间分配

（1） 课程介绍

（2） 物联网的概念

（3） 物联网的起源、发展及展望 10’

20’

30’ 重点与难点 重点：物联网的概念；各国物联网发展规划

难点：无

作业 物联网在各国的发展现状

参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第 2周 课次 第2次课 备注

授课

内容 第2章 物联网体系结构

物联网体系结构

感知层功能及关键技术

网络层功能及关键技术

应用层功能及关键技术

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（ ） 教学时数 2

教学目的及要求 掌握物联网体系的分层结构；

各层的功能及关键技术

教学内容提要 时间分配

物联网体系结构

感知层功能及关键技术

网络层功能及关键技术

应用层功能及关键技术 20’

15’

15’

15’ 重点与难点 重点：物联网分层结构

难点：物联网各层的功能及关键技术

作业 简述物联网体系结构各层的功能及关键技术

参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第 3 周 课次 第3次课 备注

授课

内容 第3章 物联网设备与标识

嵌入式系统

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（） 教学时数 2

教学目的及要求 掌握嵌入式系统的概念及组成；

了解嵌入式系统在实际中的应用案例。

教学内容提要 时间分配

（1） 嵌入式系统的概念

（2） 嵌入式系统的发展及应用

（3） 嵌入式系统的组成 15’

15’

25’

重点与难点 重点：嵌入式系统的概念及组成

难点：嵌入式系统的组成

作业 什么是嵌入式系统 参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第 4周 课次 第4次课 备注

授课

内容 传感器

授课

方式 理论课（ ）；实验课（√）；实践课（ ） 教学时数 2

教学目的及要求 掌握传感器的概念及分类；

理解传感器的工作原理

教学内容提要 时间分配

3.2.1 传感器概述

3.2.2 传感器的分类及工作原理

3.2.3 传感器在物联网中的应用 15’

40’

20’

重点与难点 重点：传感器的分类

难点：传感器工作原理

作业 传感器的分类及功能 参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第5周 课次 第5次课 备注

授课

内容 RFID

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（） 教学时数 2

教学目的及要求 掌握RFID的概念及系统组成；

掌握RFID的工作原理

教学内容提要 时间分配

3.3.1 rfid技术原理与分类

3.3.2 rfid电子标签

3.3.3 rfid读写器

3.3.4 rfid应用

3.3.5 rfid标准化 20’

10’

10’

10’

10’ 重点与难点 重点：RFID的组成及工作原理

难点：RFID的工作原理

作业 RFID概述

参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010

信息学院教案

周次 第 6 周 课次 第6次课 备注

授课

内容 第4章 物联网通信

移动通信网络

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（） 教学时数 2

教学目的及要求 理解移动通信基本原理；

教学内容提要 时间分配 4.1.1 移动通信基本原理

4.1.2 宽带移动通信 30’

30’

重点与难点 重点：移动通信的工作原理；

难点：移动通信的工作原理；

作业 移动通信网络概述

参考资料

或

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第 7周 课次 第7次课 备注

授课

内容 短距离无线通信

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（ ） 教学时数 2

教学

目的

及其

要求 重点掌握zigbee的组成及工作原理；

了解其他短距离无线通信的特点

教学内容提要 时间分配

4.2.1 zigbee

4.2.2 bluetooth

4.2.3 超宽带(uwb)

60ghz通信 30’

15’

10’

10’ 重点与难点 重点：zigbee的组成及工作原理；

难点：zigbee的工作原理；

作业 短距离无线通信有哪些，比较它们

参考资料

及其

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第 8周 课次 第8次课 备注

授课

内容 无线传感器网络

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（ ） 教学时数 2

教学

目的

及其

要求 掌握WSN的起源及发展；

了解协议和路由的概念

教学内容提要 时间分配

4.3.1 无线传感器网络概述

4.3.2 无线传感器网络mac协议

4.3.3 无线传感器网络路由协议

4.3.4 无线传感器网络的应用 20’

20’

15’

15’ 重点与难点 重点：WSN的起源及发展；

难点：协议和路由的概念

作业 无线传感器网络简述

参考资料

及其

网址 [1] 吴功宜.物联网工程导论.北京：机械工业出版社，2012

[2] 刘云浩.物联网导论.北京：科学出版社，2010 信息学院教案

周次 第9周 课次 第9次课 备注

授课

内容 第5章 物联网中间件

授课

方式 理论课（√）；实验课（ ）；实践课（ ） 教学时数 2

教学

目的

及其

要求 理解并掌握中间件技术的概念；重点掌握RFID中间件的功能及组成；

了解物联网中间件关键技术有哪些；

教学内容提要 时间分配 一、中间件的概念：

引入：多功能插座、支付宝、hao123、Foxmail

概念定义、特点、分类：

中间件的发展及国内现状：

二、物联网中间件基本概念：

概念、分类、发展：

RFID中间件：

三、物联网中间件关键技术

Web服务

嵌入式中间件技术

万维物联网

上下文感知技术

四、物联网中间件编程实例 5’

10’

5’

5’

5’

5’

5’

5’

5’

10’

重点与难点 重点：中间件技术的概念；及物联网有哪些中间件技术

难点：对物联网中间件技术的

作业 举例说明在生活中、软硬件设计中有哪些中间件技术

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物联网概论

物联网概论

物联网概论

发展

从“智慧地球”到“感知中国”，物联网已成为全球瞩目的关键词，是继计算机、因特网、移动通信网之后信息产业的又一重大里程碑。物联网概念的提出最早在1999年，由美国麻省理工学院自动标识中心（MIT Auto-ID Center）提出，当时的物联网主要是建立在物品编码RFID技术和互联网的基础上。它是以Auto-ID中心研究的产品电子代码EPC(Electronic Product Code)为核心，利用射频识别、无线数据通信等技术，基于计算机互联网构造的实物互联网，实现智能化识别和管理。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的新概念，指出无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。

定义

顾名思义，物联网（The Internet of Things，简称IOT）就是“物物相连的互联网”。2010年，我国政府工作报告对物联网的定义作了如下说明：物联网就是把所有物品通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别技术（RFID）、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。按照约定的协议。与互联网结合形成的一个巨大网络，进行信息交换和通信，以实现物与物、物与人智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

特点

连接到物联网上的每个“物”应该具有四个基本的特征：地址标识、感知能力、通信能力和可以控制。可以将这四个基本的特征理解为：

地址标识——你是谁？你在哪里？

感知能力——你有感知周围情况的能力吗？

《物联网应用技术》教学教案(全)

《物联网应用技术》教学教案(全)

《物联网应用技术》教学教案(一)

章节名称：物联网概述

教学目标：

1. 了解物联网的定义和发展历程。

2. 掌握物联网的基本组成和关键技术。

3. 理解物联网的应用领域和未来发展趋势。

教学内容：

1. 物联网的定义和发展历程。

2. 物联网的基本组成：感知层、传输层和应用层。

3. 物联网的关键技术：RFID、传感器技术、云计算、大数据等。

4. 物联网的应用领域：智能家居、智能交通、智能医疗等。

5. 物联网的未来发展趋势。

教学方法：

1. 讲授：讲解物联网的定义、发展历程、基本组成、关键技术、应用领域和未来发展趋势。

2. 互动：提问和回答，让学生更好地理解和掌握物联网的相关知识。

3. 案例分析：分析具体的物联网应用案例，让学生更好地了解物联网的实际应用。

教学评估：

1. 课堂问答：检查学生对物联网的基本概念和关键技术的理解。

《物联网应用技术》教学教案(二)

章节名称：RFID技术 教学目标：

1. 了解RFID技术的原理和分类。

2. 掌握RFID系统的组成和应用。

3. 理解RFID技术在物联网中的应用和优势。

教学内容：

1. RFID技术的原理和分类：被动式RFID、半主动式RFID、主动式RFID。

2. RFID系统的组成：标签、读写器、天线和数据处理系统。

3. RFID技术的应用：物流管理、商品防伪、身份识别等。

4. RFID技术在物联网中的应用和优势。

教学方法：

1. 讲授：讲解RFID技术的原理、分类、系统组成和应用。

2. 互动：提问和回答，让学生更好地理解和掌握RFID技术的相关知识。

3. 实验演示：演示RFID技术的实际应用，让学生更好地了解RFID技术的实际操作。

教学评估：

1. 课堂问答：检查学生对RFID技术的原理和应用的理解。

《物联网应用技术》教学教案(三)

章节名称：传感器技术

教学目标：

1. 了解传感器的基本原理和分类。

2. 掌握常见传感器的特性和应用。

《物联网应用技术》教学教案(全) 2

《物联网应用技术》教学教案(全) 2

《物联网应用技术》教学教案(一)

一、教学目标

1. 让学生了解物联网的基本概念、发展历程和关键技术。

2. 使学生掌握物联网的体系结构、基本原理和应用领域。

3. 培养学生对物联网技术的兴趣和好奇心，提高学生的创新意识和实践能力。

二、教学内容

1. 物联网的基本概念和发展历程

2. 物联网的关键技术

3. 物联网的体系结构

4. 物联网的基本原理

5. 物联网的应用领域

三、教学方法

1. 讲授法：讲解物联网的基本概念、发展历程、关键技术、体系结构、基本原理和应用领域。

2. 案例分析法：分析具体的物联网应用案例，让学生更好地理解物联网技术的实际应用。

3. 讨论法：组织学生进行分组讨论，分享对物联网技术应用的看法和想法。

四、教学准备

1. 教材：《物联网应用技术》

2. 课件：物联网的基本概念、发展历程、关键技术、体系结构、基本原理和应用领域

3. 案例材料：物联网应用案例 4. 投影仪、计算机等教学设备

五、教学过程

1. 导入：简要介绍物联网的起源和发展历程，激发学生的兴趣。

2. 讲解物联网的基本概念，让学生了解物联网的基本特征。

3. 讲解物联网的关键技术，包括传感器技术、云计算、大数据等。

4. 讲解物联网的体系结构，包括感知层、网络层和应用层。

5. 讲解物联网的基本原理，让学生了解物联网的工作原理。

6. 分析物联网的应用领域，如智能家居、智能交通、智能医疗等。

7. 通过案例分析，让学生了解物联网技术的实际应用。

8. 组织学生进行分组讨论，分享对物联网技术应用的看法和想法。

《物联网应用技术》教学教案(二)

一、教学目标

1. 让学生了解物联网协议和标准，掌握物联网安全技术。

2. 使学生了解物联网设备的组成和功能，学会物联网设备的接入和调试。

二、教学内容

1. 物联网协议和标准

2. 物联网安全技术

3. 物联网设备的组成和功能

4. 物联网设备的接入和调试

三、教学方法

物联网概论 2

物联网概论 2

物联网概述

1、物联网-概念

物联网（The Internet of things）的概念是在1999年提出的，所谓物联网，简单的来说就是“物物相连的互联网”。其定义为：物联网是指将各种信息传感设备及系统（如传感器网络、射频识别（RFID）、条码与二维码、红外感应器、激光扫描器全球定位系统和其它基于物-物通信模式（Machine to Machine M2M）的短程无线网络），通过各种接入网与互联网结合形成的一个巨大的智能网络，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

国际电信联盟（ITU）2005年的一份报告《ITU互联网报告2005：物联网》，描绘了“物联网”时代的蓝图：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。

由此可见，物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。它把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中，然后将其与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长很长的时间。

2、物联网-意义

物联网的出现，把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网。