1、無線傳感網技術教學大綱課程編號：081326362課程名稱：無線傳感網技術英文名稱：Wireless Sensor Network Technology課程類型：學科基礎課程要求：選修學時/學分：48/3 （講授學時：24 實驗學時：24 ）適用專業：計算機科學與技術一、課程性質與任務“無線傳感網技術”是計算機科學與技術及其相關專業的專業課，是學習嵌入式、物聯網等技術的關鍵課程。本課程主要講解無線傳感網絡體系結構、通信協議和關鍵技術以及無線傳感網絡部署和數據處理方法。通過該課程學習，使學生學習和掌握傳感器網絡的基本原理和思想、核心理論、典型應用技術和應用熱點，使學生能夠初步具備應用無線傳感網絡

2、知識的能力，為學生進一步從事和無線網絡相關領域工作和學習打下基礎。二、課程與其他課程的聯系先修課程：計算機網絡、嵌入式系統。后續課程：嵌入式應用開發項目實踐等。先修課程在網絡原理概念方面為本課程進行了鋪墊，嵌入式系統為本課程的應用提供了環境。后期課程是本課程和其他嵌入式相關課程的綜合應用和提升。三、課程教學目標1熟知無線傳感器網絡技術發展的過程；理清無線傳感器網絡層次關系；能夠掌握ZigBee協議規范并熟知其應用開發接口算法；能夠解決無線傳感器網絡常見問題，并且熟知使用無線傳感器網絡遇到的安全問題，使學生能夠具備相關的工程知識，能夠分析和解決無線傳感網絡的相關問題。（支撐畢業能力要求1、2）2

3、能夠掌握傳感器硬件原理及使用方法，具備使用無線傳感器硬件開發平臺進行仿真的能力。（支撐畢業能力要求3、4）3熟練使用無線傳感器網絡軟件仿真調試環境；熟知無線傳感器網絡與物聯網關系；能夠根據相關工程的需求進行分析并提出無線傳感器網絡軟硬件設計解決方案。（支撐畢業能力要求3、4）4能夠樹立正確的設計思想，了解無線傳感網絡設計過程中國家有關的經濟、環境、法律、安全等政策和制約因素，并應用在傳感器網絡相關的實際工程開發中。（支撐畢業能力要求6、7）四、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容教學要求學時教學方式對應課程教學目標1一、無線傳感器網絡概述1無線傳感器網絡發展2無線傳感器網絡基本結構3無線傳

4、感器網絡的關鍵技術1了解無線傳感網絡發展過程；2能夠說出無線傳感器網絡組成部分；3熟知無線傳感網絡的幾項關鍵技術。2講授12二、傳感器1傳感器概述2傳感器分類與工作過程1熟知傳感器工作分類及工作原理；2在工作中能夠選擇準確的傳感器完成相應的工作內容。4講授23實驗1：電子溫度計熟練掌握溫度傳感器數據采集及解析過程，結合實驗板完成溫度顯示。2實驗2、44實驗2：煙霧報警器熟練掌握煙霧傳感器數據采集過程，結合實驗板的蜂鳴器完成超越閾值報警功能。2實驗2、4、55三、物理層、MAC層協議1無線傳感器網絡物理層協議2無線傳感器網絡MAC層協議3IEEE802154標準1能夠清晰準確的掌握物理層及MAC

5、層協議；2理解IEEE802.15.4標準內容；3能夠清晰劃分物理層和MAC層的層次關系。4講授1、26網絡層、應用層協議傳感器網絡路由協議2傳感器網絡路由特點查詢路由、地理信息路由4ZigBee協議及棧的使用1掌握傳感器網絡路由協議的內容；2學會運用路由協議，深刻理解路由協議以及算法；3理解ZigBee協議以及棧的使用；4能夠清晰劃分網絡層和應用層以及其他層的層次關系。4講授1、2、37實驗3：Z-Stack星狀網通信實驗學習建立Z-Stack（ZigBee 2007）星狀網拓撲結構。2實驗3、48實驗4：Z-Stack網狀網通信實驗學習建立Z-Stack（ZigBee 2007）網狀網（M

6、ESH網）拓撲結構。2實驗3、49實驗5：Z-Stack PRO通信實驗學習建立Z-Stack（ZigBee PRO）網絡拓撲結構。2實驗3、410五、無線傳感器網絡支撐技術1無線傳感器網絡時間同步常見算法2無線傳感器網絡定位技術常見算法3無線傳感網絡數據融合的分類4無線傳感網絡數據管理內容5無線傳感網絡的安全問題和技術1掌握無線傳感器網絡事件同步常見問題的算法；2掌握無線傳感器網絡定位技術常見問題的算法；3了解網絡數據融合的分類；4掌握無線傳感器網絡管理與安全問題及解決技術；5能夠建立穩定、可靠的無線傳感器網絡。6講授1、311六、無線傳感器網絡開發1無線傳感器網絡仿真環境2無線傳感器網絡操

7、作系統及節點硬件開發1學習仿真環境，對無線傳感網絡進行調試；2學習使用無線傳感網絡操作系統及節點開發。6講授1、312實驗6：無線傳感器網絡監控系統建立一套視頻監控系統，學習mjpeg-streamer使用。2實驗2、3、413實驗7：校園停車場車位使用情況采集能夠停車位使用情況采集。2實驗2、3、414無線傳感網絡與物聯網物聯網發展及關鍵技術2智能校園系統設計分析與設計1了解物聯網發展前景和無線傳感器網絡在物物聯網中的作用；2對智能校園設計做出分析及模塊劃分，為實驗打好基礎。6講授3、415實驗8：智能校園實現建立一套智能校園系統，使校園里的生活更加方便、舒適。2實驗2、3、4五、其他教學環

8、節（課外教學環節、要求、目標）1作業（課外16學時）（1）傳感器作業（課外4學時）（2）ZigBee協議棧作業（課外4學時）（3）無線傳感器網絡算法作業（課外4學時）（4）綜合作業（課外4學時）2實驗（課外8學時）（1）傳感器數據采集（課外4學時）（2）ZigBee協議棧（課外4學時）六、教學方法（1）在教學方法方面，靈活運用多種先進教學方法，啟發式教學、討論式教學、比喻式教學、現場教學、結合實際產品實物進行教學。強調理論教學和實踐教學并重，重視在實踐教學中培養學生的實踐技能和創新能力。（2）在培養學生能力方面，學生綜合素質和工程能力培養貫穿本課程的始終。有些章節內容的教學由教師列出知識點，通過學生自學和教師提問等方法，培養學生自學能力；通過參加一個或多個實際項目設計，運用所學的理論來指導實踐，這樣可以進一步鞏固所學的理論知識，并且在設計中充分發揮學生的主觀能動性，培養學生的創新能力和實踐能力。七、考核及成績評定方式成績由作業成績、實驗成績、考試成績等組合而成。各部分內容所占比例如下：作業成績：10%。主要考核對每堂課知識點的復習、理解和掌握程度。實驗成績：20%。主要考核學生實驗完成情況。考試成績：70%。主要考核傳感器網絡技術的基本內容。書面考試形式，題型為選擇題、填空題、簡答題、設計題、綜合題等。八、教材及參考書目1教材：1 李曉維無