《物联网传感技术》课程教学大纲.docx

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《物联网传感技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）物联网传感技术课程名称（英文） loT Sensing Technology 课程类别：专业主干课课程性质必修授课语言中文授课学期第5学期学分 3 课程学时及分配总学时讲课实验课外 48 36 12 0 适用专业物联网工程等授课学院计算机与软件学院先修课程电子技术基础后续课程无线传感器网络课程简介课程基本定位：本课程是物联网工程专业的主干课程。课程详细介绍了各类传感器的工作原理、测量电路和应用场合，阐述了主要传感器类型的设计、选用的原那么与方法。通过本课程的学习，要求学生掌握常用传感器的基本原理、应用基础，并初步具有检测和控制系统设计的能力，为从事工程技术工作和科学研究工作奠定基础。复杂工程问题：本课程中的“智能平安小区防盗系统设计”是利用传感器技术、计算机技术、网络通讯技术等，融合个性需要，将与智能平安防盗有关的各个子系统有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新智能防盗平安体验，属于“复杂工程问题:要求学生综合运用物联网传感技术、通信、嵌入式系统等多方面专业知识，在查阅相关资料基础上，深入分析形成设计方案。同时在整个过程中培养学生的团队合作精神、沟通能力、工程管理等多项能力。核心学习结果：结合自主学习，理解物联网传感技术的原理及特性；能够在学习小组中，运用物联网传感技术的相关专业知识，分析遇到的复杂工程问题，设计合适的解决方案，并正确有效地开展实验验证工作。主要教学方法：讲授、实验、案例、专题研讨大纲更新时间二、课程目标课程总目课程总目课程子目标达成方法与方法。与方法。目标1. 3：能够深入理能够较好地理能够理解传能够基本理不理解传感解传感器的解传感器的结感器的结构解传感器的器的结构和结构和信息构和信息管和信息管理结构和信息信息管理之管理，通过了理，并将其应之间的联系管理之间的间的联系与解信息接口模块和通信协议，并将其应用于现代传感器的生产、研制、开发中。用于现代传感器的生产、研制、开发中。与应用。联系与应用。应用。目标L4：能够深入综能够较好地综能够运用传能够基本运未掌握运用合运用传感合运用传感器感器的基本用传感器的传感器的基器的基本理的基本理论和理论和设计基本理论和本理论和设论和设计方设计方法，针方法，针对物设计方法，针计方法，针对法，针对物联对物联网领域联网领域复对物联网领物联网领域网领域复杂复杂工程问题杂工程问题域复杂工程复杂工程问工程问题研研究，设计解研究，设计解问题研究，设题研究，设计究，设计可行的解决方案，并能对解决方案进行分析和论证。决方案，并能对解决方案进行分析和论证。决方案。计解决方案解决方案。目标2. 1：具有很强地具有较强地工具有一般的基本具有工不具有工程工程应用与程应用与工程工程应用与程应用与项应用与工程工程设计的设计的物联网工程设计的目设计的物设计的物联物联网传感传感技术的开物联网传感联网传感技网传感技术技术的开发能力。发能力。技术的开发能力。术的开发能力。的开发能力。目标2. 2：能够就物联能够就物联网能够就物联能够就物联未能就物联网领域传感领域传感技术网领域传感网领域传感网领域传感技术复杂工复杂工程问题技术复杂工技术复杂工技术复杂工程问题的分的分析，在学程问题的分程问题的分程问题的分析，在学习小习小组中，发析，在学习小析，在学习小析，在学习小组中，充分发挥组织、协调组中，与小组组中，与小组组中，与小组挥组织、协调能力，与小组成员沟通，合成员沟通，协成员沟通，协能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。成员沟通，合作解决问题。作解决问题。助解决1'可题。助解决问题。目标3. 1 ：实验报告格实验报告格式实验报告格实验报告格实验报告有式规范，文字规范，文字严式比拟规范，式基本规范，明显的抄袭严谨，内容正谨，内容比拟文字比拟严文字严谨，内痕迹，不能正确，条理性正确，条理性谨，内容正容基本正确，确问答所提好，无抄袭痕好，无抄袭痕确，条理性条理性好，无的问题。迹，图文并迹，图文并茂；好，无抄袭痕抄袭痕迹，图茂；能正确问能比拟正确问迹，图文并文并茂；能基答所提的问答所提的问茂；能比拟正本正确问答题。题。确问答所提所提的问题。的问题。七、参考书目及学习资料 1、传感器技术，东南大学出版社；贾伯年，2016年 2、传感器与检测技术，清华大学出版社；王俊杰、曹丽，2011 3、传感器与自动检测技术，电子工业大学出版社；柳桂国，2013 4、传感器与检测技术实验台用户手册，浙江高联科技开发标 L知识 1.1 :掌握基本传感器的原理及其实际应用电路。 1.2 ：掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。 1.3 ：掌握传感器的结构和信息管理，了解信息接口模块和通信协议，并将其应用于现代传感器的生产、研制、开发中。 1.4 ：能够综合运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计可行的解决方案，并能对解决方案进行分析和论证。讲授、实验、案例、专题研讨。 2 .能力 2.1 ：具有工程应用与工程设计的物联网传感技术的开发能力。 2.2 ：能够就物联网领域中传感器技术复杂工程问题的分析，在实践环节中，充分发挥组织、协调能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。实验、案例、专题研讨。 3.素养 3.1：具有自主学习、终身学习以及自我完善的意识。实验、专题讨论。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号支撑的毕业要求指标点课程目标 1 指标点L 4:能够运用工程基础和专业知识对物联网工程领域的智慧标识和感知、信息传送和智能处理环节的复杂工程问题解决方案进行比拟与综合。课程目标1.1、1.2 2 指标点2.3:能够针对物联网工程领域的智慧标识和感知、信息传送和智能处理环节的复杂工程问题的多种可选方案，根据约束条件进行比拟分析，通过文献研究等方法确定合理方案，并进行评价，获得有效结论。课程目标2.1 3 指标点3.1：能够针对物联网工程领域的智慧标识和感知、信息传送和智能处理环节的复杂工程问题，根据设计目标，确定合适的技术路线。课程目标1.3、1.4 课程目标2.2 课程目标3.1 、理论教学环节及基本要求指标点4.2：能够根据物联网工程领域的智慧标识和感知、信息传送和智能处理环节的系统特征及应用需求，选择研究路线，设计实验方案。章标题教学内容学时预期学习成果（描述学生在学完本节内容后其知识、能力或素养预期成果到达的程度）教学方式（讲授、专题研讨、案例、实验、实地调研等，但不限于此）课程目标绪论 1 了解传感器的开展现状和开展趋势。理解传感器分类、地位和作用。掌握传感器的概念与组成。讲授、案例目标1.1 第一章传感器技术基础 3 了解传感器的标定与校准；理解改善传感器性能的技术途径。掌握传感器的数学模型，特性与指标。讲授、案例、作业目标1.1 第二章电阻式传感器 4 了解电阻应变计的结构。理解电阻应变计的温度效应及其补偿。掌握电阻应变计的基本原理和测量电路。讲授、案例、作业目标第三章变磁阻式传感器 4 了解传感器线圈的电气参数。理解传感器的误差和应用。掌握自感式传感器、差动变压器、讲授、案例、作业目标L1 见电涡流式传感器的工作原理和测量电路。第四章电容式传感器 2 了解电容式传感器应用中存在的问题及改进措施。理解电容式传感器的测量电路和应用。掌握电容式传感器的工作原理、结构及特性。讲授、案例、作业目标L2 第五章磁电式传感器 4 了解磁电式传感器的误差及补偿。理解磁电式传感器的动态特性、两种测振传感器、霍尔传感器的应用。掌握磁电式传感器的基本原理与结构型式、霍尔效应。讲授、案例、作业目标1.2 第六章压电式传感器 4 了解影响压电传感器工作性能的主要因素。理解压电方程及压电常数，等效电路及测量电路。掌握压电效应。讲授、案例、作目标1.2 第七章热电式传感器 4 了解热电偶的温度补偿和使用误差。理解伯、铜热电阻的特性，热敏电阻的特点。掌握热电效应及其工作定律。讲授、案例、作业目标1.2 第八章光电式传感器 3 了解光源。理解光电器件的特性。掌讲授、案例目标1.3 握外光电效应及器件，内光电效应及器件。第九章光纤传感器 3 了解光调制与解调技术。理解光纤的特性。掌握光纤波导原理。讲授、案例、专题研讨目标L3 第十章数字式传感器 2 了解频率式传感器。编码器的基本结构与原理，感应同步器的工作原理。掌握光栅的结构与测量原理。讲授、案例、作业目标1.3 第十一早化学传感器 2 了解离子敏传感器。理解气体传感器、湿度传感器的应用。掌握气体传感器、湿度传感器的工作原理。讲授、案例、作业目标1.3 第十二 -Vr. 传感器检测技术 2 了解核辐射检测。熟悉超声检测、声外表波检测、红外检测、激光检测、微波传感器的应用。掌握超声检测、声外表波检测、红外检测、激光检测、微波传感器的物理基础。讲授、案例、专题研讨目标1.4 五、实践（实验）教学环节及基本要求编 *7inJ 号实践（实验）工程名称教学内容学时实验类型预期学习成果课程目标 1 应变片单应变传感器的安装；差动 2 综合掌握金属箔式应目标2.1 1 臂、半桥、放大器的调零；电桥的调性变片的应变效目标3.1 全桥性能比拟实验零。测量并记录。掌握实验电路的设计以及实验仪器的使用。应，单臂、半桥、全桥的工作原理和不同性能；了解全桥测量电路的优点。 2 差动变压器的性能实验以及测位移特性实验差动变压器性能的电路的设计及测试。 2 设计性理解差动变压器的工作原理和特性。目标2.1 3 电容式、电涡流传感器测位移电容式传感器及电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 2 设计性掌握电容式传感器的结构及其特点；掌握电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。目标2.1 目标2.2 4 霍尔、磁电传感器测转速磁电传感器与霍尔传感器测转速的电路的设计及测试 2 设计性掌握磁电传感器与霍尔传感器测转速的原理；目标2.1 5 气敏传感器、湿敏传感器气敏传感器与湿敏传感器的工作原理电路的设计及测试。 2 设计性掌握气敏传感器与湿敏传感器的工作原理及特性目标2.1 目标2.2 六、课程评价（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系课程目标考核内容考核方式及占比（％）成绩（%）作业课程实验考试目标L1 是否掌握基本传感器的原理及其实际应用电路； 2.5% 15% 17.5% 目标1.2 是否掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法； 2.5% 15% 17.5% 目标1.3 是否掌握传感器的结构和信息管理，通过了解信息接口模块和通信协议，并将其应用于 2.5% 15% 17.5% 现代传感器的生产、研制、开发中；目标1.4 是否能够综合运用传感器的基本理论和设计方法,针对物联网领域复杂工程问题研究，设计可行的解决方案，并能对解决方案进行分析和论证。 2.5% 15% 17.5% 目标2.1 是否具有工程应用与工程设计的物联网传感技术的开发能力。 12% 12% 目标2.2 是否能够就物联网领域传感技术复杂工程问题的分析，在实践环节中，充分发挥组织、协调能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。 12% 12% 目标3.1 课程讨论环节和分组实验环节是否能够反映自主学习、终身学习以及自我完善的意识。 6% 6% 合计 10% 30% 60% 100% （二）考核方式评分标准 1.评分标准总体说明：（1）本课程通过知识讲授、实验、课程考试等环节组成，最终要求学生能够认真完成作业和讨论，通过课程考试。（2）总评成绩由期末考试、作业和实验环节构成，各项课程子目标成绩按五等百分制评定，根据考核方式及占比表中规定的比例折算得到个人最终成绩。 2.评分标准分项说明（1）课程作业评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 （不及格）目标L1：能够深入理解基本传感器的原理及能够较好地理解基本传感器的原理及其实能够理解基本传感器的原理及其实能够基本理解基本传感器的原理及不理解基本传感器的原理及其实际其实际应用电路。际应用电路。际应用电路。其实际应用电路。应用电路。目标1. 2：能够深入理解各类传感器的结构、原理及其性能指标，非常熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。能够较好地理解各类传感器的结构、原理及其性能指标，较熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。能够理解各类传感器的结构、原理及其性能指标，熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。能够基本理解各类传感器的结构、原理及其性能指标，有点熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。不理解各类传感器的结构、原理及其性能指标，不熟悉传感器的类型的设计、选用的原那么与方法。目标1. 3：能够深入理解传感器的结构和信息管理，通过了解信息接口模块和通信协议，并将其应用于现代传感器的生产、研制、开发中。能够较好地理解传感器的结构和信息管理，并将其应用于现代传感器的生产、研制、开发中。能够理解传感器的结构和信息管理之间的联系与应用。能够基本理解传感器的结构和信息管理之间的联系与应用。不理解传感器的结构和信息管理之间的联系与应用。目标1. 4：能够深入综合运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计可行的解决方案，并能对解决方案进行分析和论证。能够较好地综合运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计解决方案，并能对解决方案进行分析和论证。能够运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计解决方案。能够基本运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计解决方案未掌握运用传感器的基本理论和设计方法，针对物联网领域复杂工程问题研究，设计解决方案。（2）课程实验评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 （不及格）目标2. 1：具有很强地具有较强地工具有一般的基本具有工不具有工程工程应用与程应用与工程工程应用与程应用与项应用与工程工程设计的设计的物联网工程设计的目设计的物设计的物联物联网传感技术的开发能力。传感技术的开发能力。物联网传感技术的开发能力。联网传感技术的开发能力。网传感技术的开发能力。目标2. 2：能够就物联能够就物联网能够就物联能够就物联未能就物联网领域传感领域传感技术网领域传感网领域传感网领域传感技术复杂工复杂工程问题技术复杂工技术复杂工技术复杂工程问题的分的分析，在学程问题的分程问题的分程问题的分析，在学习小习小组中，发析，在学习小析，在学习小析，在学习小组中，充分发挥组织、协调组中，与小组组中，与小组组中，与小组挥组织、协调能力，与小组成员沟通，合成员沟通，协成员沟通，协能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。成员沟通，合作解决问题。作解决问题。助解决问题。助解决问题。目标3.1：实验报告格实验报告格式实验报告格实验报告格实验报告有式规范，文字规范，文字严式比拟规范，式基本规范，明显的抄袭严谨，内容正谨，内容比拟文字比拟严文字严谨，内痕迹，不能正确，条理性正确，条理性谨，内容正容基本正确，确问答所提好，无抄袭痕迹，图文并茂；能正确问答所提的问题。好，无抄袭痕迹，图文并茂；能比拟正确问答所提的问题。确，条理性好，无抄袭痕迹，图文并茂；能比拟正确问答所提的问题。条理性好，无抄袭痕迹，图文并茂；能基本正确问答所提的问题。的问题。 (3)课程考试评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 (不及格) 目标1.1: 能够深入理能够较好地理能够理解基能够基本理不理解基本解基本传感解基本传感器本传感器的解基本传感传感器的原器的原理及的原理及其实原理及其实器的原理及理及其实际其实际应用电路。际应用电路。际应用电路。其实际应用电路。应用电路。目标1. 2：能够深入理能够较好地理能够理解各能够基本理不理解各类解各类传感解各类传感器类传感器的解各类传感传感器的结器的结构、原的结构、原理结构、原理及器的结构、原构、原理及其理及其性能及其性能指其性能指标，理及其性能性能指标，不指标，非常熟标，较熟悉传熟悉传感器指标，有点熟熟悉传感器悉传感器的感器的类型的的类型的设悉传感器的的类型的设类型的设计、设计、选用的计、选用的原类型的设计、计、选用的原选用的原那么原那么与方法。那么与方法。选用的原那么那么与方法。

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