《物联网定位技术》教学大纲.docx

物联网定位技术教学大纲一、课程基本信息二、教学目标物联网定位技术是近几年开展起来的一门交叉性学科，它涉及到通信技术、计算机技术中文名称物联网定位技术英文名称Positioning Technology of IoT适用专业物联网工程先修课程通信原理、计算机网络、单片机课程类别专业拓展课修读性质任选学分/学时2学分/21学时（21学时）考核方式考查和传感器技术等多种技术领域。教学内容主要涵盖如下两个方面的内容：O广域网定位分为卫星定位和基站蜂窝移动定 位；无线局域网定位主要包括Wi-Fi定位、ZigBee定位、UWB定位、CSS定位技术等。通过 相关理论和实践课程的学习，培养学生对物联网无线定位的理解掌握及应用。三、教学内容及基本要求第一章绪论（3学时）（一）教学目标1 ,了解无线定位系统的开展历史、分类。2 .了解无线定位系统研究的主要内容。（二）重点、难点重点：无线定位系统基本分类、研究内容。难点：无线定位算符、无线网络协议。（三）教学内容无线定位系统的历史与现状1. 1无线定位的起源无线定位开展现状1.1.1 无线定位系统的应用无线定位系统的基本分类卫星定位系统蜂窝定位系统1.1.2 无线局域网定位系统无线定位系统的主要研究内容无线定位算法及性能评价无线网络协议1.1.3 无线定位系统相关技术第二章 卫星定位（3学时）（-）教学目标. 了解卫星定位的基本原理。1 .了解卫星信号及其测量原理3,理解静态定位、动态定位及其误差产生原因。（二）重点、难点重点：卫星定位系统空间与时间系统、卫星信号、导航电文格式和卫星定位方法。难点：动态定位、受摄运动、定位误差产生原因。（三）教学内容卫星定位测量基础卫星定位系统概述卫星定位系统空间与时间系统1.1.1 卫星运行轨道及受摄运动卫星信号及测量原理卫星信号成分与调制技术导航电文格式223卫星星历卫星信号接收机工作基本原理卫星定位方法及定位误差静态定位2.3.1 动态定位定位误差卫星定位应用实例系统总体设计方案2.3.2 车辆调度中心设计智能终端设计第三章 蜂窝通信网络定位（3学时）（一）教学目标1 .了解蜂窝定位的方法和误差产生原因。2 .了解GSM网络的电波特征与定位方法。（二）重点、难点重点：蜂窝定位技术；GSM网络电波特征。难点：基于手机定位的交通0D数据获取技术。（三）教学内容蜂窝技术概述蜂窝技术的需求与开展现有蜂窝定位技术3.1 蜂窝定位方法与误差基本定位方法误差来源GSM网络的电波特征与定位实例3.1.1 GSM网络电波特征值基于手机定位的交通0D数据获取技术第四章Wi-Fi定位（3学时）（一）教学目标1. 了解Wifi的相关基础概念。2. 掌握无线信道信号传播与衰落。3. 了解位置估算方法。（二）重点、难点重点:Wi-fi网络成员与结构、Wi-fi MAC帧格式；大尺度衰减、小尺度衰减、位置指 纹法。难点：位置估算方法方法及其优化。（三）教学内容Wi-Fi 基础IEEE 802.11系列标准概述Wi-Fi网络成员与结构4.1.1 Wi-Fi 信道Wi-Fi MAC 帧格式Wi-Fi 扫描无线信道：传播与衰落4.1.2 概述大尺度衰落小尺度衰落位置指纹法4.1.3 概述位置指纹数据库搜索空间缩减技术位置估算方法4.1.4 位置估算方法的优化Loc定位研究工具集工具集概述Loclib4.1.5 LoctraceLocevaLocanaHTML5 GeoLocation 定位实例第五章ZigBee网络定位（3学时）（一）教学目标.了解ZigBee技术及其应用。1 .了解ZigBee协议栈及其使用。2 .理解基于ZigBee的TLM定位算法。（二）重点、难点重点：ZigBee协议；TLM定位算法。难点：基于ZigBee的TLM定位算法、ZigBee传感网络的建立。（三）教学内容ZigBee 概述起源技术简介5.1.1 自组网通信ZigBee 产品ZigBee 网络ZigBee 协议5.1.2 物理层与媒体访问控制层网络层协议及组网方式应用层其他5.2 基于ZigBee的TLM定位算法定位算法TLM定位算法设计算法仿真及结果5.3 ZigBee网络定位应用实现ZigBee传感网络的建立基于ZigBee技术的煤矿井定位系统设计第六章UWB定位技术（3学时）（-）教学目标.了解UWB的开展状况及技术特点。1 .掌握UWB的定位方法。（二）重点、难点重点：UWB的关键技术、UWB的测距方法。难点：基于时间的UWB测距技术及算法定位。（三）教学内容UWB简介UWB的定义UWB的开展与现状6.1.1 UWB技术的主要特点UWB的关键技术UWB与其他近距离无线通信技术的比拟UWB定位技术6.1.2 UWB的定位方法基于时间的UWB测距技术基于时间的UWB测距技术的主要误差来源UWB信号时延估计方法6.1.3 UWB定位算法实现其他形式的UWB定位UWB定位应用UWB定位应用现状6.1.4 UWB定位应用实例UWB定位应用进一步研究方向第七章CSS定位（3学时）（-）教学目标.了解CSS定位技术与其它定位技术的比拟。1 .掌握CSS信号时延估计方法。（二）重点、难点重点：CSS技术特点；CSS信号时延估计方法难点：非视距识别；基于匹配滤波器的时延估计；基于高阶累积量的时延估计。（三）教学内容第7章CSS定位CSS技术概述Chirp信号与脉冲压缩理论7.1.1 CSS的开展及技术特点CSS无线定位技术与其他技术方案的比拟CSS信号时延估计基于匹配滤波器的时延估计7.1.2 基于高阶累积量的时延估计非视距传播问题非视距识别非视距误差抑制7.2 CSS定位应用实现实验平台介绍742 css测距实验CSS定位实验四考核形式及成绩评定（一）考核形式：期末考试为考查，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容 的基本要求。（二）成绩评定：理论课程成绩占50姒 实验课程成绩占40%；平时考核（课堂讨论、 作业、出勤）占10%o五 教材与参考书教 材：梁久祯.无线定位系统.北京：电子工业出版社,2013参考书：1杨恒.最新物联网实用开发技术.北京:清华大学出版社,20122汪涛.无线网络技术导论.北京:清华大学出版社,20083高守玮.ZigBee技术实践教程.北京:北京航空航天大学出版社,20094李文仲ZigBee无线网络技术入门与实战.北京:北京航空航天大学出版社,2007六、课程学时分配表序号教学内容（章、节或篇名）.学时分配作业、考查理论实践1第一章绪论3作业2第二章卫星定位33作业3第三章蜂窝通信网络定位33作业4第四章Wi-Fi定位33作业5第五章ZigBee网络定位34作业6第六章UWB定位技术33作业7第七章CSS定位33作业