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(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
8
6
第五章
传感器网络应用开发实例
6
10
合计
32
16
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，2010
2.《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