《物联网传感技术》课程教学大纲.docx

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4836120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，20113、传感器与自动检测技术，电子工业大学出版社；柳桂国，20134、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、1.22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2.13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2.11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2.13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2.24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2.15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。