天津大学《物联网技术》课程教学大纲

天津大学 物联网技术 课程教学大纲 课程代码 课程代码 课程名称 课程名称 物联网技术 学学 时 时 32 学学 分 分 2 学时分配 学时分配 授课 授课 32 上机 上机 实验 实验 实践 实践 实践实践 周 周 授课学院 授课学院 计算机更新时间 更新时间 适用专业 适用专业 计算机工程系 计算机科学系 计算机与信息技术系 先修课程 先修课程 数字电路 数据机构 一一 课程的性质与目的课程的性质与目的 物联网被称为信息社会的第三次浪潮 物联网技术将人类生存的物理世界网 络化 信息化 将分离的物理世界和信息空间互联整合 代表了未来网络的发 展方向 物联网技术称为未来社会经济发展 社会进步和科技创新的重要基础 设施 本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用 了解 物联网技术的发展 了解物联网的关键技术和方法 其中包括 物联网基本概 念 物联网硬件组成 物联网无线通讯技术 无线传感器网络 物联网的数据 融合技术 IPv6 在物联网中的应用 6LoWPAN 适配层 RPL 物联网的安全问题 和应用等 二二 教学基本要求教学基本要求 物联网技术 作为计算机工程 计算机科学和计算机与信息技术的专业 课 要求学生在了解当今信息化社会发展的基础上 掌握物联网关键技术的发 展和应用 了解物联网的特点 为以后从事相关工作打下基础 本课程建议在 大三第二学期开设 本课程采用双语教学 英文原版教材 三三 教学内容教学内容 第一部分 物联网的概论 教学内容 物联网的基本概念 物联网的组成和结构 物联网的发展和面 临的问题 教学要求 掌握物联网的基本概念 结构 熟悉物联网技术发展过程和面 临问题 第二部分 物联网的硬件技术 教学内容 物联网的主要硬件设备 传感器和 RFID 和设备管理机制 教学要求 掌握主要的硬件设备 传感器和 RFID 了解支持硬件设备的 管理机制 第三部分 物联网无线通信技术 教学内容 无线通信技术 GSM GPRS 3G 通信技术 光通信和卫星通 信技术 无线通信接入技术 多址技术 组网技术 近距离无 线通信技术 Bluetooth ZigBee WLAN WIFI WiMAX 等 教学要求 掌握现代无线通信技术 无线通信接入技术 近距离无线通信 技术 了解无线通信和近距离通信的通信协议 第四部分 无线传感器网络 教学内容 无线传感器网络的基本概念 节点模型 传感器网络的体系结 构 传感器网络的通信协议 传感器网络的中间件技术 传感 器网络安全问题 传感器网络应用 教学要求 掌握无线传感器网络的基本概念 节点模型 掌握传感器网络 的体系结构 熟悉传感器网络通信协议 应用 了解中间件技 术 安全问题 第五部分 数据融合技术 教学内容 数据融合技术的基本概念 数据融合的基本原理 数据融合算 法 教学要求 掌握数据融合技术的基本原理 了解基本数据融合算法原理 第六部分 IPv6 在物联网中的应用 教学内容 IPv6 的数据包的特点 地址结构 ICMP 和 IPv6 邻居发现协 议 IPv6 自组机制 DHCPv6 IPv6 网络质量保证 教学要求 掌握 IPv6 的数据包的特点 地址结构 了解 ICMP 和 IPv6 邻 居发现协议 IPv6 自组机制 DHCPv6 IPv6 网络质量保证 第七部分 6LoWPAN 适配层 教学内容 6LoWPAN 的包的特点和结构 教学要求 掌握 6LoWPAN 的包的特点和结构 第八部分 RPL Routing Protocol for Low power and Lossy Networks 教学内容 什么是 RPL RPL 的特点和属性 教学要求 掌握 RPL 的特点和属性 第九部分 物联网的安全性 教学内容 三种物联网安全特性 物联网的加密技术 IP 结构的安全机制 教学要求 掌握三种物联网安全特性 掌握物联网的加密技术 IP 结构的 安全机制 第十部分 物联网的应用 教学内容 智能网格 智能工控 智能城市 智能家庭 智能建筑物监控 智能医疗 智能集装箱监控 教学要求 了解各种物联网的应用 四四 学时分配学时分配 教学内容授课上机实验实践 实践 周 物联网的概论 2 物联网的硬件技术 2 物联网无线通信技术 4 无线传感器网络 4 数据融合技术 2 IPv6 在物联网中的应用 6 6LoWPAN 适配层 6 RPL2 物联网的安全性 2 物联网的应用 2 总计 32 五五 评价与考核方式评价与考核方式 本课程 期末考试为开卷笔试 学生的课程总评成绩由平时成绩 占 30 和期末考试成绩两部分构成 平时成绩包括 出勤 作业 课堂测验 学习主动性等 六六 教材与主要参考资料教材与主要参考资料 书名 Interconnecting Smart Objects with IP The Next Internet 作者 Jean Philippe Vasseur ISBN 10 0123751659 ISBN 13 978 0123751652 出版时间 第一版 June 15 2010 主要参考资料 主要参考资料 最新的英文会议和期刊论文集 TU Syllabus for Internet of Things Code Title Internet of Things Semester Hours 32 Credits 2 Semester Hour Structure Lecture 32 Computer Lab Experiment Practice Practice Week Offered by Lei Zhang Ph d Date 6 15 2011 for Computer Science Computer Engineering Computer and Information Technology Prerequisite Data Structure Digital Circuit 1 Objective The growth of the Internet is an ongoing process only twenty five years ago it was connecting about a thousand hosts and has grown ever since to link billions people through computers and mobile devices One major next step in this development is to progressively evolve from a network of interconnected computers to a network of interconnected objects and create an Internet of things These objects will sometimes have their own Internet Protocol addresses be embedded in complex systems and use sensors to obtain information from their environment and or use actuators to interact with it This course is to make students learn the basic ideas the key technologies and the development of Internet of Things The course covers the topics such as The Concepts of Internet of Things The Basic Components of Internet of Things Wireless Communication Technologies in Internet of Things Wireless Sensor Networks Data Integration and Aggregation in Internet of Things IPv6 for Internet of Things 6LoWPAN adaptation Layer RPL Security issues for Internet of Things 2 Course Description Internet of Things will be open as advanced elective course for Computer Science Computer Engineering Computer and Information Technology majors undergraduate students It covers the topics of Internet of Things such as the advanced technologies development tendencies major problems and solutions In general the course will give students a closer look of Internet of Things and better understanding of the unique characters of Internet of Things 3 Topics Chapter1 Introduction Understand the concepts structure and components and get familiar with development and challenges Chapter2 Hardware Components Understand the wireless sensors RFID hardware technology Chapter3 Wireless Communication Technologies Get familiar with wireless communication technologies such as GSM GPRS 3G Bluetooth ZigBee WLAN WiFi WiMAX Chapter4 Wireless Sensor Networks WSN Get family with WSN s concepts structure protocols middleware security issue and applications Chapter5 Data Integration and Aggregation Get family with data integration and aggregation concepts and principles Chapter6 IPv6 for Internet of Things Understand IPv6 data packets characters address structure ICMP and IPv6 neighbor discovery protocol autoconfiguration DHCPv6 and IPv6 QoS Chapter7 6LoWPAN Adaptation Layer Understand the adaptation layer s structure and characters Chapter8 RPL Routing Protocol for Low power and Lossy Networks Understand what is RPL and its characters and attributes Chapter 9 Security Issues Understand three most important security attributes encryption IP security mechanisms Chapter10 Applications Get family with different applications such as Industrial Automation Smart City and Urban Networks Home Automation Building Automation Health Monitoring Container Tracking 4 Semester Hour Structure TopicsLecture Computer Lab ExperimentPractice Practice Week Introduction2 Hardware Components 2 Wireless Communication Technologies 4 Wireless Sensor Networks4 Data Integration and Aggregati