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1、《无线传感器网络技术》课程教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。 课程英文 名 Wireless sensor network technology 课程 代码 01M0126 学分 2 总学时 32 理论学时 26 实验/实践学 ， ,6 时 课程类别 专业课 课程性 质 选修 先修课程 《数字电路》 《单片机技术》 适用专业 理工科专业（非计算机专业） 开课学院 机电工程学院 执笔人 审定人 制定时间 2020年11月 一、课程地位与课程目标（-）课程地位 本课程是自动化
2、专业选修的专业基础课，无线传感器网络技术是近几年发展起来的一门 交叉性学科，它涉及到通信技术、计算机技术和传感器技术等多种技术领域。课程教学目的 是要求学生掌握无线网络的基本传输技术、无线局域网、无线个人网、ad hoc网、移动网络、 传感器网络等网络技术及其基本原理。 通过该课程的学习能够熟悉无线传感网络的基本概念，了解这一技术的前沿和发展趋势，掌 握无线传感器网络的结构和分析、设计方法，有助于提高学生分析解决通讯工程中实际问题 的能力和培养学生的创新思维能力。 （二）课程目标（1）理解无线传感网络的基本概念，初步掌握无线传感器网络的分析设计方法； （2）掌握与团队中其他成员良好沟通合
3、作能力，能够进行有效沟通和交流，能够通过 团队合作完成相关学习任务；致力于培养学生格物致知、学以致用、专注创新的科学精神和 职业素养，并将自身职业命运与国家科技发展建立联系，培养学生的社会责任感和历史使命 感。 二、课程目标达成的途径与方法 《无线传感网络技术》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习，课堂ppt展示和实验 教学，使学生理解无线传感网络的基本概念，初步掌握无线传感器网络的分析设计方法； 并掌握与团队中其他成员良好沟通合作能力，能够进行有效沟通和交流，能够通过团队 合作完成相关学习任务。针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作 为学生自主学习环节，训练、形成良
4、好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。 通过验证性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力。 三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）； 课程目标 课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L） 毕业要求2-1 毕业要求10-1 课程目标1 M 课程目标2 M 2 .毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。 四、课程主要内容与基本要求 第一章绪论。主要内容包括:详细介绍计算机网络的发展历程和无线网络的兴起;全面介绍网络体系结构、协议参考模型和网络相关的标
5、准化组织。 第二章无线传输技术基础。该部分的内容包括:无线传输媒体、天线和传播方式，直线传输系统中的损伤、移动环境中的衰退、多普勒效应、信号编码技 术、扩频技术和差错控制技术。 第三章无线局域网。该部分的理论主要内容包括:无线局域网的体系结构与服务、无线局域网的协议体系、IEEE 802.il的物理层和媒体访问控制层，以及 其他IEEE 802.11标准和Wi-Fi保护接入参考文献。无线局域网的实践教 学和编程实现。 第四章无线个域网。该部分内容包括：标准，zigbee技术、蓝牙无线电规范、蓝牙基带规范、蓝牙链路管理器规范、蓝牙逻辑链路控制和 自适应协议、蓝牙服务发现协议。该部分的实践教
6、学内容为多节点无线个 域网的组网和实现。 第五章无线城域网。该部分主要内容包括：无线城域网的概念、802.16协议体系802.16的物理层和MAC层、MAC层的链路自适应机制、802.16系统的 QoS架构和移动性，以及WiMAX与其他技术的比较。 第六章无线广域网。该部分的主要内容包括：802.20技术特性、802.20与其他技术间的关系。该部分的实践教学内容包括掌握GSM和GPRS的基本概念 并编程实现远程通讯。 第七章 移动Ad Hoc网络。该主要内容包括：移动Ad Hoc网络的MAC层和网络 层，移动Ad Hoc网络的IP地址分配技术和网络功率控制，移动Ad Hoc 网络的QoS
7、问题，移动Ad Hoc网络的安全问题和移动Ad Hoc网络的应用。 第八章无线传感器网络。该部分的主要内容包括：无线传感器网络的体系结构,无线传感器网络的特点，无线传感器网络的应用，无线传感器网络的MAC 协议，无线传感器网络的路由协议，无线传感器网络的拓扑控制，无线传 感器网络的定位技术，无线传感器网络的时间同步机制，无线传感器网络 的安全技术，无线传感器网络的数据管理，无线传感器网络的数据融合。 五、课程学时安排 章. 节 号 教学内容 学 时 数 学生任务 对应课程 目标 第 1 1.1 计算机网络的发展历程 1.2 无线网络的兴起 1.1 3网络体系结构 1
8、4 协议参考模型 1.5 与网络相关的标准化组织 2 了解计算机网络的发展历程， 课后自学网络体系结构内容； 思考题：网络即时通讯的原理 课程目标 (1) (2) 第 2 早 2.1 无线传输媒体 2.2 天线 2. 3传播方式 2.4 直线传输系统中的损伤 2.5 移动环境中的衰退 2.6 多普勒效应 2.7 信号编码技术 2. 8扩频技术 2.9差错控制技术 4 掌握无线传输技术基础，理解 多普勒效应在信号传输中的 作用。 课后题：对多普勒效应的理 解。 课程目标 (1) (2) 第 3 * 早 3.1 无线局域网的体系结构与服 务 3
9、2 无线局域网的协议体系 3.3 IEEE 802.11 物理层 3.4 4 IEEE 802. 11媒体访问控制层 4 了解无线局域网的体系结构 与服务； 课前自学无线局域网的协议 体系内容。 课程目标 (1) (2) 第 4 ，草: 4. 1 IEEE 802. 15 标准 4. 2蓝牙技术简介 4.3蓝牙无线电规范 4. 4蓝牙基带规范 4 初步理解蓝牙技术。 课堂作业：信号强度、通讯 距离和带宽三者之间的关系。 课程目标 (1) (2) 第 5 早 5.1无线城域网概况 5. 2 802. 16协议体系 5. 3 802. 16的物理层
10、5. 4 802. 16 的 MAC 层 5.5 MAC层的链路自适应机制 2 了解无线城域网概念和协议 体系。 课程目标 (1) (2) 第 6 6.1 802.20技术特性 6.2 802.20与其他技术间的关系 6.3 802.20 展望 2 了解无线广域网概念和协议 体系。 思考题：几种常见广域网的各 自优缺点？ 课程目标 (1) (2) 第 7 章 7. 1移动Ad-IIoc网络的MAC层 7. 2移动Ad-Hoc网络的网络层 7.3移动Ad-Hoc网络的IP地址分 配技术 7. 4移动Ad-Hoc网络的功率控制 2 了解移动Ad-Hoc
11、网络体系。 课程目标 (1) (2) 第 8 I：： 8.1 无线传感器网络的体系结构 8.2 无线传感器网络的特点 8.3 3无线传感器网络的应用 8.4 无线传感器网络的MAC协议 8.5 无线传感器网络的路由协议 8.6 无线传感器网络的安全技术 8.7 7无线传感器网络的数据管理 8.8 无线传感器网络的数据融合 4 初步掌握无线传感器网络的 体系的概念和应用。 课程目标 (1) (2) 第9 9. 1无线Mesh网络的结构 9. 2无线Mesh网络MAC协议 9. 3无线Mesh网络路由协议 2 了解无线Mesh网络的体系的 概念和应用。
12、课程目标 (1) (2) 备注：根据学生学情适当安排教学进度，并安排部分教学内容为自学内容，通过阶段测试来 对学生自学情况进行考核。 六、实践环节及基本要求注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。 序 号 实验项目 学 时 基本要求 实验 性质 实验 类别 课程 目标 1 WiFi通信实验 2 熟悉WiFi通讯的原理， 熟悉TCP/IP协议并编程 实验 验证 必做 课程 目标 (1) (2) 2 多节点Zigbee网络通信实验 2 熟悉无线个域网的基本 原理，掌握Zigebee通讯 技术的原理并编程实现
13、点对点通讯和多点通讯 验证 必做 课程 目标 (1) (2) 3 无线广域网通讯实验 2 熟悉无线广域网的基本 原理，掌握GSM和GPRS 的基本概念并编程实现 远程通讯 验证 选做 课程 目标 (1) (2) 4 多协议网络互联互通实验 4 熟悉多协议网络数据传 输的基本原理，设计三种 以上不同网络共存的传 输系统并实现其数据收 发的通讯功能 设计 选做 课程 目标 (1) (2) 七、考核方式及成绩评定表1考核方式及成绩评定表 考核内容 考核方式 评定标准（依据） 占总成绩比例 过程考核 实验成绩 实验指导书 20% 平时作业成绩
14、与 考勤成绩 学生课程平时成绩考核细则 40% 期末考核 期末大作业 学生课程平时成绩考核细则 40% 考核类别 考查 成绩登记方式 百分制 表2课程目标考核环节和达成标准 课程目标 教学 环节 考核环节 合格标准 课程目标1 讲授 讨论 平时成绩（考勤、作业）A 0.6 期末大作业C1 . tv ?4C14A 目标达成度一o' + o x oC 1qo 力 o 课程目标2 讲授、 讨论 平时成绩（考勤、作业）A 0.6 实验考核B 期末大作业C2 .C2AB 目标达成度—0.4 x + 0.4 x + 0.2 x Ao% 八、推荐教材与主要参考书 （一）推荐教材1.无线网络技术导论，汪涛，清华大学出版社,2008.2 （二）推荐参考书IEEE802. 11无线局域网，金纯等，电子工业出版社，2004 1. ZigBee无线网络技术入门与实战,李文仲，北京航空航天大学出版社,2007. 4
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