ZigBee原理及应用课程教学大纲.doc

(完整版)ZigBee原理及应用课程教学大纲ZigBee原理及应用课程教学大纲一、课程说明课程名称ZigBee原理及应用课程编号421406430英文译名ZigBee Principle and Application总学时48先修课程高级语言程序设计、计算机网络、单片机原理与应用、物联网导论等学分3适用专业通信工程课程类型专业方向选修课二、 学时分配表章节教学内容讲授学时实践学时第一章无线传感器网络概述2第二章无线传感器网络体系结构4第三章无线传感器网络通信标准12第四章无线传感器网络开发平台86第五章传感器网络应用开发实例610合计3216三、教学目的与要求1. 本课程总体教学目的和要求(1）课程的教学目的ZigBee原理及应用课程是通信工程专业的一门专业方向选修课。通过本课程，使学生掌握ZigBee网络的基本原理、概念、技术和开发流程，掌握实现ZigBee网络的SOC无线单片机的基本结构、基本原理、接口技术，实现基于ZigBee网络的物联网应用系统。课程适应国家物联网发展战略,通过理论教学和案例分析培养学生的创新思维，通过实验和项目实训，提高学生物联网应用系统的开发能力、激发学生的创新能力。(2）课程的基本要求知识要求:了解:无线传感器网络概念、体系结构、关键技术以及应用领域和发展趋势；ZigBee网络协议、结构和原理；基于ZigBee的物联网模式和架构；基于ZigBee的物联网典型应用。熟悉：ZigBee开发平台和开发环境搭建;CC2430无线单片机应用程序开发流程；ZigBee协议栈及使用。掌握:CC2530单片机的内部资源的使用方法；常用传感器与CC2530的接口开发;CC2530射频通信、网络路由的使用与编程;基于ZigBee网络的简单物联网应用系统开发。能力要求:基本运用： CC2530的C语言开发；ZigBee硬件基本设计能力；CC2430内部资源的开发使用;CC2530接口与传感器使用；CC2530单片机点对点通信；综合运用:CC2530单片机路由、网关的开发与使用；ZigBee物联网应用系统的开发。2. 各章教学要求和知识考核点（包括主要知识点和难点）第一章 无线传感器网络概述 1、本章的教学目的和要求：（1)了解无线传感器网络的基本概念、发展历程;（2）熟悉无线传感器网络的研究现状、应用研究前景，无线传感器网络的技术实现特点。2、本章的主要知识点（1）无线传感器网络概述；（2）无线传感器网络的发展;(3)无线传感器网络的研究现状和前景；（4）无线传感器网络的特点和应用。3、重点：无线传感器网络的研究现状.4、难点:无线传感器网络的基本概念和技术特点。第二章 无线传感器网络体系结构1、本章的教学目的和要求：(1）了解传感器节点体系结构、无线传感器网络协议，无线传感器网络的关键技术;（2）熟悉无线传感器网络拓扑结构，无线传感器网络的典型应用；（3）掌握星型网络技术特点和应用.2、本章的主要知识点（1)传感器节点体系结构;（2）无线传感器网络协议；（3)无线传感器网络拓扑结构；（4）无线传感器网络的关键技术;(5)无线传感器网络的典型应用及其案例。3、本章重点：传感器节点体系结构，无线传感器网络协议。4、本章难点：传感器节点体系结构，无线传感器网络协议。第三章 无线传感器网络通信标准1、本章的教学目的和要求：（1）了解IEEE 802.15。4标准及其主要特点，了解IEEE 802.15。4标准的物理层（PHY）规范、媒体介质访问层（MAC）规范、分层协议标准的关键术语；（2)熟悉网络层（NWK）规范、应用层（APL）规范、ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系、数据传输机制；2、本章的主要知识点（1）IEEE 802.15。4标准；(2）IEEE 802.15.4主要特点；（3）物理层（PHY）规范;(4）媒体介质访问层（MAC）规范；（5)分层协议标准的关键术语介绍;（6）网络层（NWK）规范;（7)应用层（APL)规范;(8）ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系；(9）ZigBee协议术语；(10）数据传输机制.3、本章重点：ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系，数据传输机制。4、本章难点：网络层(NWK)规范,应用层（APL)规范。第四章 无线传感器网络开发平台1、本章的教学目的和要求：（1）了解常见的ZigBee典型的硬件平台、主要技术特点、硬件组成；（2）熟悉本课程配套的ZigBee实验仪器（实验箱）的主要技术特点、硬件组成和硬件平台搭建开发流程;（3)掌握基于KEIL或IAR平台的ZigBee开发流程。2、本章的主要知识点（1)ZigBee最典型的硬件平台;（2）ZigBee最典型的开发软件；（3)课程所用实验箱特点和开发流程；（4)CC2430/CC2530基础实验。3、本章重点： ZigBee最典型的硬件平台和 ZigBee最典型的开发软件。4、本章难点： ZigBee最典型的硬件平台和ZigBee最典型的开发软件。第五章 传感器网络应用开发实例1、本章的教学目的和要求:（1)了解Zigbee无线传感器网络的典型应用,其他物联网/传感网体系开发的对应流程和技术内容；（2）熟悉智能家居系统、智能交通、智能环境监控和智能大棚系统中的ZigBee网络的应用特点；(3）掌握上述智能系统中无线传感器网络的具体实现过程，以及在此过程中ZigBee网络的开发流程和技术细节。2、本章的主要知识点（1）智能家居系统实例分析；（2）智能交通系统实例分析；(3)智能环境监控系统实例分析；（4)智能农业大棚实例分析。3、本章重点：智能家居系统分析。4、本章难点： 智能系统中ZigBee实现的技术细节。四、教学内容纲要第一章 无线传感器网络概述1.1 无线传感器网络概述；1.2 无线传感器网络的发展；1。3 无线传感器网络的研究现状和前景；1。4 无线传感器网络的特点和应用。第二章 无线传感器网络体系结构2.1 传感器节点体系结构;2.2 无线传感器网络协议；2.3 无线传感器网络拓扑结构;2。4 无线传感器网络的关键技术；2。5 无线传感器网络的典型应用及其案例。第三章 无线传感器网络通信标准3。1 IEEE 802.15.4标准；3。2 IEEE 802。15.4主要特点；3。3 物理层（PHY）规范；3。4 媒体介质访问层（MAC）规范；3.5 分层协议标准的关键术语介绍；3.6 网络层（NWK）规范；3.7 应用层（APL）规范；3.8 ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系;3.9 ZigBee协议术语；3.10 数据传输机制。第四章 无线传感器网络开发平台4.1 ZigBee最典型的硬件平台；4.2 ZigBee最典型的开发软件；4。3 课程所用实验箱特点和开发流程；4。4 CC2530基础实验.第五章 传感器网络应用开发实例5。1 智能家居系统实例分析；5.2 智能交通系统实例分析；5.3 智能环境监控系统实例分析；5.4 智能农业大棚实例分析.五、课程教材教科书:Zig Bee技术原理与实战，杜军朝 编著,机械工业出版社,2014.参考书:1。ZigBee网络原理与应用开发，吕治安 编著，北京航空航天大学出版社，20102.ZigBee无线传感器网络，钟永锋 编著，北京邮电大学出版社，2011。3。ZigBee无线网络原理 ，无线龙 编著，冶金工业出版社，2010.4.短距离无线数据通信入门与实战，段朝玉 编著,北京航空航天大学出版社，2009.5。ZigBee技术实践教程，高守玮 编著，北京航空航天大学出版社,2009。六、考核方式课程考核包括两大部分，平时成绩（30)和期末考试（70）。平时成绩包括作业、课堂提问、课堂纪律、实验成绩四个部分，期末考试采用闭卷考试形式。七、其他说明本课程实践教学环节详见ZigBee原理及应用课程实验教学大纲本课程是一门实践性很强的课程。建议采用课堂理论讲授和实验、项目实训相结合的教学方法.课堂授课采用讲授为主、课堂提问与讨论相结合的教学手段。执笔人:刘健 审核人:陈德礼 审定人: 黄朝辉