无线传感器网络课程教学大纲

1、 无线传感器网络课程教学大纲 1. 课程名称 无线传感器网络 中文：英文：Wireless Sensor Networks 2. 课程代码 3. 课程性质 学科大类专业课 选修 4. 学时与学分 总学时：32（理论学时30学时、课堂作业2学时） 学分：2 5. 授课对象 本课程面向电子信息工程专业学生开设。 6. 课程教学目的 无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域里被监测对象的信息，并发送给观察者。无线传感器网络的研究涉及传感器技术、网络通讯技术、无线传输技术、嵌入式技术、分布式信息处理技

2、术、微电子制造技术、软件编程技术等。无线传感器网络是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT技术之一。本课程的培养目标为：向学生介绍有关无线传感器网络的基本概念、理论、方法与应用进展，使学生初步了解无线传感器网络所面临的挑战，了解在现有技术条件下，设计和部署无线传感器网络解决实际问题的基本方法和技术路线，通过本课程的学习，能深化学生对信息与通信工程、通信与信息系统、计算机科学、电子传感技术等相关专业基础技术的具体认识，并通过无线传感器网络技术在不同行业的实际应用和面临的不同挑战，扩大学生知识面，提高学生分析处理实际问题的能力。为在信息与通信工程、通信与信息系统、计算机科学、电子

3、传感技术等相关专业领域及物联网方向进行深入学习和研究打下必要的基础。 7. 教学重点与难点： 课程重点：无线传感器网络的概念、网络基础、体系结构、各层协议、应用相关性、跨层设计、拓扑管理、时钟同步、节点定位、网内信息处理等。 课程难点：应用相关性、跨层设计、协议与核心支撑技术。 8. 教学方法与手段 （1）理论教学 教学形式：采用启发式教学，激发学生主动学习兴趣。重点内容通过课堂问答、小测验等形式进行强化教学，其结果纳入平时成绩记录； 基本知识：以电子教案为主介绍课程的基本理论和技术应用，重点、难点问题辅助以板书形式。电子教案集成多媒体手段丰富课堂教学的信息量，板书手段展示重点、难点问题的逻辑

4、推理； 协议与核心支撑技术：通过实际应用场景，展示技术的设计实现过程和解决方案； 文献检索：安排课后文献翻译和阅读，让学生巩固所学知识，同时培养学生查阅资料的能力，成绩计入平时成绩。 （2）课外作业 提供源于实际的问题，充分利用智能移动终端和电脑，自行设计，达到基本解决问题的技术方案。课堂讨论、答疑并记录评价结果，形成作业成绩记录。 9. 教学内容与学时安排 序 号知识单元章 节内容 学时课内/ 课外 教学方式支撑课程目标 序号必修 选修知识点 实验 课后要求 1导论 第一章无线传感器网络的概念、特点、系统架构、拓扑结构、节 点结构、体系结构、关键技术Ad 与WSN 网络hoc器感无线传络网历

5、发展程、所面临的 挑战无线传感器网络的概念、特点、系统架构、节点拓扑结构、 体系结构结构、 4/0 课堂教学；基础知识 1 2通络网协议信第二 章 物理层协议调制与编码方法 超宽带技术传输介质 超宽带技术 调制与编码方法 2/0 课堂教学；基础知识 21、3 通网络信协议三第四第章 章 基于竞争机制的MAC协议基于时分复用的MAC协议 关键技术IEEE802.15.4的其它类型MAC协议 基于竞争机制的 协议、MAC基于时分复用的 MAC协议、关IEEE802.15.4 键技术 文献阅读和翻译： 2、3 4/2课堂教学；基础知识； 课程设计。 21、4 通络网议协信五第章 网络分以数据为中心的

6、平面路由、基于查询的路由、层路由、地理位Qos置路由、能量感知路由、基于 的路由、路由中的数据包转发策略 路由分类、算法、协议 文献阅读和 、2翻译：3 6/2课堂教学；基础知识；课程设算法仿真演示， 计。、21、 4 5作外课业第一部分、 第七章拓扑结面向应用的网络系统架构、构、节点结构、网络管理方案、 ZigBee的协议 设计、跨层的协议ZigBee 课外作业 4/6并针对个人实验验收， 性答疑。、32、 46 网络通信协议六第 章传输协议 PSFQ与ESRT无线传感器网络与其它网络互联的解决方案 传输层的特WSN性、协议思想、可靠传输策略、 快速恢复策略 文献阅读和 翻译：2、3 2/2

7、课堂教学；基础知识；算法及实验环境展示； 处理功能演示。、21、 47 支心核术技撑第八第九章、 章、拓扑控制技术、节点定位技术、 功率控制算法、层次拓扑结构控制算法以及密度控制算法；基于测距的定位算法和非测距定位算法、基于测距的协作定位策略、节点位置管理及 更新策略； 文献阅读和翻译： 2、3 2/2课堂教学；基础知识； 文献阅读、课堂测验。 21、 8支心核术撑技第十第十章、 一章时间同步技术、网内信息处理技术 同步机制；数据融合技术、数据压缩技术和协作信号信息处理技 术 文献阅读和翻译：3、2 2/2 课堂教学；基础知识； 课堂测验 2、1 9课外作业第 二部分通过学生分组形成团队完成，

8、根据应用场合要求，首先确定设计选题。通过文献检索进一步认识选小组题，并设计自己的解决方案。成员明确分工，撰写技术方案、演讲答辩。 技术掌握WSN的综合应用，掌握实际问题的识别与解决方案的选择；学会通过文献检索提升解决问题的专业能 力。 课外作业 4/12 课学生分组课后完成，每组通过堂讨论验收， 讲解设计过程。ppt 52、 教材及教学参考十 教材1. 9787811242195）；. 北京航空航天大学出版社（ISBN：王殊等编著. 无线传感器网络的理论及应用 教学参考书2.：ISBN . 电子工业出版社（1）（美）卡拉维（Callaway,E.H.,Jr.）著，王永斌等译. 无线传感器网络：体系结构与协议（ ）9787121033438 ）9787121037054电子工