天津大學(xué)《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)大綱

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1、天津大學(xué)《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)大綱 課程代碼： 課程名稱： 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 學(xué) 時(shí)： 32 學(xué) 分： 2 學(xué)時(shí)分配： 授課：32 上機(jī)： 實(shí)驗(yàn)： 實(shí)踐： 實(shí)踐（周）： 授課學(xué)院： 計(jì)算機(jī) 更新時(shí)間： 適用專業(yè)： 計(jì)算機(jī)工程系、計(jì)算機(jī)科學(xué)系、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)系 先修課程： 數(shù)字電路、數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu) 一、課程的性質(zhì)與目的 物聯(lián)網(wǎng)被稱為信息社會(huì)的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將人類生存的物理世界網(wǎng)絡(luò)化、信息化，將分離的物理世界和信息空間互聯(lián)整合，代表了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)稱為未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和科技創(chuàng)新的重要

2、基礎(chǔ)設(shè)施。本課程的目的是使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和基本原理及應(yīng)用，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。其中包括：物聯(lián)網(wǎng)基本概念、物聯(lián)網(wǎng)硬件組成、物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通訊技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)、IPv6在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用、6LoWPAN適配層、RPL、物聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題和應(yīng)用等。 二、教學(xué)基本要求 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》作為計(jì)算機(jī)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的專業(yè)課，要求學(xué)生在了解當(dāng)今信息化社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，了解物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)。為以后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。本課程建議在大三第二學(xué)期開(kāi)設(shè)。本課程采用雙語(yǔ)教學(xué)，英文原版教材。 三、教學(xué)內(nèi)容

3、第一部分 物聯(lián)網(wǎng)的概論 教學(xué)內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的基本概念；物聯(lián)網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)；物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和面臨的問(wèn)題。 教學(xué)要求：掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、結(jié)構(gòu)；熟悉物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程和面臨問(wèn)題。 第二部分 物聯(lián)網(wǎng)的硬件技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的主要硬件設(shè)備(傳感器和RFID)和設(shè)備管理機(jī)制。 教學(xué)要求：掌握主要的硬件設(shè)備（傳感器和RFID)，了解支持硬件設(shè)備的管理機(jī)制。 第三部分 物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容：無(wú)線通信技術(shù)：GSM、GPRS、3G通信技術(shù)、光通信和衛(wèi)星通信技術(shù)；無(wú)線通信接入技術(shù)：多址技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)；近距離無(wú)線通信技術(shù)：Bluetooth、ZigBee、WLAN(WIFI)

4、、WiMAX等。 教學(xué)要求：掌握現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)線通信接入技術(shù)，近距離無(wú)線通信技術(shù)。了解無(wú)線通信和近距離通信的通信協(xié)議。 第四部分 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 教學(xué)內(nèi)容：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念，節(jié)點(diǎn)模型；傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議；傳感器網(wǎng)絡(luò)的中間件技術(shù)；傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題；傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 教學(xué)要求：掌握無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、節(jié)點(diǎn)模型；掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；熟悉傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、應(yīng)用；了解中間件技術(shù)、安全問(wèn)題。 第五部分 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容：數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本概念；數(shù)據(jù)融合的基本原理；數(shù)據(jù)融合算法 教學(xué)要求：掌握數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本原理，了

5、解基本數(shù)據(jù)融合算法原理 第六部分 IPv6在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 教學(xué)內(nèi)容：IPv6的數(shù)據(jù)包的特點(diǎn)、地址結(jié)構(gòu)、ICMP和IPv6、鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議、IPv6自組機(jī)制、DHCPv6、IPv6 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證。 教學(xué)要求：掌握IPv6的數(shù)據(jù)包的特點(diǎn)、地址結(jié)構(gòu)，了解ICMP和IPv6、鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議、IPv6自組機(jī)制、DHCPv6、IPv6 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證。 第七部分 6LoWPAN 適配層 教學(xué)內(nèi)容：6LoWPAN的包的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。 教學(xué)要求：掌握6LoWPAN的包的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。 第八部分 RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Ne

6、tworks) 教學(xué)內(nèi)容：什么是RPL、RPL的特點(diǎn)和屬性、。 教學(xué)要求：掌握RPL的特點(diǎn)和屬性。 第九部分 物聯(lián)網(wǎng)的安全性 教學(xué)內(nèi)容：三種物聯(lián)網(wǎng)安全特性、物聯(lián)網(wǎng)的加密技術(shù)、IP結(jié)構(gòu)的安全機(jī)制。 教學(xué)要求：掌握三種物聯(lián)網(wǎng)安全特性，掌握物聯(lián)網(wǎng)的加密技術(shù)、IP結(jié)構(gòu)的安全機(jī)制。 第十部分 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 教學(xué)內(nèi)容：智能網(wǎng)格、智能工控、智能城市、智能家庭、智能建筑物監(jiān)控、智能醫(yī)療、智能集裝箱監(jiān)控。 教學(xué)要求：了解各種物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。 四、學(xué)時(shí)分配 教學(xué)內(nèi)容 授課 上機(jī) 實(shí)驗(yàn) 實(shí)踐 實(shí)踐(周) 物聯(lián)網(wǎng)的概論 2 　 　 　 　 物聯(lián)網(wǎng)的硬件技術(shù) 2

7、 　 　 　 　 物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù) 4 　 　 　 　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 4 　 　 　 　 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 2 　 　 　 　 IPv6在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 6 　 　 　 　 6LoWPAN 適配層 6 　 　 　 　 RPL 2 　 　 　 　 物聯(lián)網(wǎng)的安全性 2 　 　 　 　 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 2 　 　 總計(jì)： 32 五、評(píng)價(jià)與考核方式 本課程，期末考試為開(kāi)卷筆試。學(xué)生的課程總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（占30%）和期末考試成績(jī)兩部分構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)包括：出勤、作業(yè)、課堂測(cè)

8、驗(yàn)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性等。 六、教材與主要參考資料 書(shū)名：“Interconnecting Smart Objects with IP: The Next Internet”, 作者：Jean-Philippe Vasseur Jean-Philippe Vasseur (Author) ? Visit Amazons Jean-Philippe Vasseur Page Find all the books, read about the author, and more. See search results for this author Are you an aut

9、hor? Learn about Author Central & Adam Dunkels， 出版社：Morgan Kaufmann; ISBN-10: 0123751659 ISBN-13: 978-0123751652 出版時(shí)間：第一版 (June 15, 2010) 主要參考資料： 最新的英文會(huì)議和期刊論文集 TU Syllabus for Internet of Things Code: Title: Internet of Things Semester Hours: 32 Credits: 2 Semester Hour Struct

10、ure Lecture：32 Computer Lab： Experiment： Practice： Practice (Week)： Offered by: Lei Zhang, Ph. d Date: 6/15/2011 for: Computer Science, Computer Engineering, Computer and Information Technology Prerequisite: “Data Structure”, “Digital Circuit” 1. Objective The growth of

11、 the Internet is an ongoing process: only twenty-five years ago it was connecting about a thousand hosts and has grown ever since to link billions people through computers and mobile devices. One major next step in this development is to progressively evolve from a network of interconnected computer

12、s to a network of interconnected objects and create an Internet of things. These objects will sometimes have their own Internet Protocol addresses, be embedded in complex systems and use sensors to obtain information from their environment and/or use actuators to interact with it. This course is to

13、make students learn the basic ideas, the key technologies and the development of “Internet of Things”. The course covers the topics such as, “The Concepts of Internet of Things”, “The Basic Components of Internet of Things”, “Wireless Communication Technologies in Internet of Things”, “Wireless Sens

14、or Networks”, “Data Integration and Aggregation in Internet of Things”, “IPv6 for Internet of Things”, “6LoWPAN adaptation Layer”, ”RPL”, “Security issues for Internet of Things”. 2. Course Description “Internet of Things” will be open as advanced elective course for Computer Science, Computer

15、 Engineering, Computer and Information Technology majors’ undergraduate students. It covers the topics of “Internet of Things”, such as, the advanced technologies, development tendencies, major problems and solutions. In general, the course will give students a closer look of ‘Internet of Things” an

16、d better understanding of the unique characters of “Internet of Things”. 3. Topics Chapter1 Introduction Understand the concepts, structure and components and get familiar with development and challenges. Chapter2 Hardware Components Understand the wireless sensors, RFID hardwar

17、e technology. Chapter3 Wireless Communication Technologies Get familiar with wireless communication technologies, such as GSM, GPRS, 3G, Bluetooth, ZigBee, WLAN (WiFi), WiMAX. Chapter4 Wireless Sensor Networks (WSN) Get family with WSN’s concepts, structure, protocols, mid

18、dleware, security issue and applications. Chapter5 Data Integration and Aggregation Get family with data integration and aggregation concepts and principles. Chapter6 IPv6 for Internet of Things Understand IPv6 data packets’ characters, address structure, ICMP and IPv6, neigh

19、bor discovery protocol, autoconfiguration, DHCPv6 and IPv6 QoS. Chapter7 6LoWPAN Adaptation Layer Understand the adaptation layer’s structure and characters. Chapter8 RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks) Understand what is RPL, and its characters and attributes.

20、 Chapter 9 Security Issues Understand three most important security attributes, encryption, IP security mechanisms. Chapter10 Applications Get family with different applications, such as Industrial Automation, Smart City and Urban Networks, Home Automation, Building Automatio

21、n, Health Monitoring, Container Tracking. 4. Semester Hour Structure Topics Lecture Computer Lab. Experiment Practice Practice (Week) Introduction 2 　 　 　 　 Hardware Components 2 　 　 　 　 Wireless Communication Technologies 4 　 　 　 　 Wireless Sensor Networks 4 　 　 　

22、　 Data Integration and Aggregation 2 　 　 　 　 IPv6 for Internet of Things 6 　 　 　 　 6LoWPAN Adaptation Layer 6 　 　 　 　 RPL 2 　 　 　 　 Security Issues 2 　 　 　 　 Applications 2 　 　 Sum 32 5. Grading The final exam counts 70% of total grades. The others,

23、such as quizzes, presentation, homework, class participation totally counts 30%. The final exam will be open books and open notes. 6. Text-Book & Additional Readings Text book: “Interconnecting Smart Objects with IP: The Next Internet”, 1st version, Author: Jean-Philippe Vasseur Jean-Philippe V

24、asseur (Author) ? Visit Amazons Jean-Philippe Vasseur Page Find all the books, read about the author, and more. See search results for this author Are you an author? Learn about Author Central & Adam Dunkels， Publisher: Morgan Kaufmann, ISBN-10: 0123751659, ISBN-13: 978-0123751652, Time Published: June 15, 2010. Reference: The papers published at newest conference proceedings or Journals.