12572物联网工程导论20

高纲1485江苏省高等教育自学考试大纲12572物联网工程导论南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《物联网工程导论》课程是江苏省高等教育自学考试物联网专业（本科段）的必修课，是为培养和检验考生掌握物联网技术基本知识和基本技能而设置的一门专业基础课程。本课程从物联网的感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层这四层分别进行阐述，其中包括：物联网基本概念，物联网体系结构；物联网关键技术：射频技术、传感器及检测技术、无线传感器网网络、无线通信技术、数据融合技术、云计算技术等。因此，它是一门理论联系实际、工程性较强的课程。二、课程目标（评价目标）作为物联网工程专业的基础课，要求学生在了解当今信息化社会的发展的基础上，掌握物联网技术的发展和应用，了解物联网的关键技术，为以后学习物联网关键技术打下基础。本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。本课程的目标：1．了解物联网相关技术基本概念、定义和工程方法；2．掌握感知层、传输层、管理层等应用的典型关键技术；3．熟悉智能交通、智能家居、智能医疗和智能物流等综合应用项目实现方法。三、与相关课程的联系与区别《物联网工程导论》是江苏省高等教育自学考试物联网工程专业（本科段）必修的专业课程，与物联网工程专业的许多其他课程有着密切的关系。《计算机技术基础》是本课程的基础。四、课程的重点和难点本课程的重点是掌握物联网技术的基础理论知识以及在工程应用中采取的典型技术方法，难点是理解物联网时间同步、定位和信号处理的典型算法。Ⅱ考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次是递进关系，各能力层次的含义是：识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关物联网的相关名词、概念、知识的含义，并能够根据考核的不同要求，进行正确的表述和选择。领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本课程中有关物联网的概念、理论和方法技巧的内涵及外延，理解相关物联网知识的区别和联系，并能根据考核的不同要求对相关物联网知识进行论证，做出正确的解释和说明。简单应用（Ⅲ）：要求考生能够根据已知的物联网技术的一个知识点，分析和解决有关的物联网理论问题和实际问题，并得出正确的结论。综合应用（Ⅳ）：要求考生能够根据已知的物联网知识的多个知识点，分析和解决有关的物联网理论问题和实际问题，并得出解决问题的综合方案。Ⅲ课程内容与考核要求第一章物联网概述一、学习目的与要求通过本章学习，要求了解物联网的起源和发展，理解物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的应用前景。二、课程内容（考试内容）1.1起源与发展1.2核心技术1.3主要特点1.4发展趋势1.5应用前景三、考核知识点与考核要求1.物联网的起源与发展识记：①智慧地球概念；②感知中国概念。2.物联网的核心技术和主要特点识记：①感知识别层；②网络构建层；③管理服务层；④综合应用层。领会：①感知识别普适化；②异构设备互联化；③联网终端规模化。3.物联网的应用前景领会：①智能物流；②智能交通；③智能电网；④环境监测。四、本章重点、难点首先，了解物联网的起源与发展。其次，熟悉物联网的核心技术和主要特点，以此了解物联网的学科背景和知识层次。最后，理解物联网的应用前景和实际工程应用案例。第二章自动识别技术与RFID一、学习目的与要求通过本章学习，掌握目前常用的自动识别技术，了解RFID的历史和现状；掌握RFID的工作原理，RFID系统的构成和工作过程；掌握RFID的技术特点和解决标签冲突的常用方案；理解RFID在物联网中的地位。二、课程内容（考试内容）2.1自动识别技术2.1.1光符号识别技术2.1.2语音识别技术2.1.3生物计量识别技术2.1.4IC卡技术2.1.5条形码技术2.1.6射频识别技术2.2RFID的历史和现状2.2.1历史2.2.2现状2.3RFID技术分析2.3.1阅读器2.3.2天线2.3.3标签2.3.4频率2.4RFID和物联网三、考核知识点与考核要求1.自动识别技术识记：①光符号识别技术；②语音识别技术；③生物计量识别技术；④IC卡技术；⑤条形码技术。领会：①一维条形码技术；②二维条形码技术；③射频识别技术。简单应用：条形码技术的工程应用。2.RFID的历史和现状识记：①RFID的历史；②RFID的现状。3.RFID技术分析识记：①阅读器；②天线；③标签；④频率。领会：①RFID标签的优点；②标签的存储方式；③标签的分类；④RFID常用频率和典型应用场合。四、本章重点、难点本章重点是常用的自动识别技术、RFID的工作原理、系统构成、工作过程、技术特点。关键难点是RFID系统构成和工作过程。第三章无线传感网一、学习目的与要求通过本章学习，要求了解传感器发展历史，掌握无线传感器网络的硬件平台，理解无线传感器网络典型操作系统，掌握常用无线组网技术，理解无线传感网的应用。二、课程内容（考试内容）3.1发展历史3.2硬件平台3.2.1传感器3.2.2微处理器3.2.3通信芯片3.2.4供能装置3.3操作系统3.3.1TinyOS3.3.2ContikiOS3.4组网技术3.4.1选路指标ETX3.4.2路由协议CTP3.4.3数据分发协议3.4.4路由协议的新挑战3.5无线传感网的应用三、考核知识点与考核要求1.发展历史识记：①智能尘埃；②Mica系列节点；③军事监测VIGILNET；④智能楼宇LOCAL。领会：医疗监测Mercury的典型特征。2.硬件平台识记：①常见传感器；②微处理器功耗特征；③微处理器唤醒时间；④微处理器供电电压；⑤微处理器运算速度；⑥微处理器内存大小；⑦通信芯片CC2420；⑧供能装置。简单应用：Mica系列节点的工程应用。3.操作系统识记：①ContikiOS基本概念及优缺点；②ContikiOS系统组成。领会：①nesC开发语言；②TinyOS关键服务；③TinyOS任务调度机制；简单应用：操作系统的比较。4.组网技术识记：①选路指标ETX；②路由协议CTP；③数据分发协议。简单应用：无线传感网的应用。四、本章重点、难点本章关键问题分为：传感器节点的硬件平台与操作系统；无线传感器网络与移动自组织网络的区别和联系；无线传感器网络中的典型MAC层协议和协议设计思想；无线传感器网络中的拓扑控制原理和代表性协议；无线传感器网络中的能耗效率问题；无线传感器网络中的节能路由方法。第四章定位系统一、学习目的与要求通过本章学习，了解和掌握定位系统基本知识和常见的定位系统和定位技术；掌握基于距离的定位技术、基于距离差的定位技术和基于信号特征的定位技术；理解物联网环境下定位技术的挑战和发展。二、课程内容（考试内容）4.1基于位置的服务4.2定位系统4.2.1GPS卫星定位系统4.2.2蜂窝基站定位4.2.3室内精确定位4.2.4WIFI基站定位4.3定位技术4.3.1基于距离的定位4.3.2基于距离差的定位4.3.3基于信号特征的定位4.4定位技术的新挑战和发展前景三、考核知识点与考核要求1.基于位置的服务识记：位置信息的定义。2.定位系统识记：①GPS卫星定位系统基本概念；②蜂窝基站定位基本概念；③室内精确定位基本概念；④WIFI基站定位基本概念。领会：①GPS定位三大组成部分；②GPS定位的工作原理；③GSM定位方法；④ToA/TDoA测量法；⑤A-GPS定位方法。简单应用：①GPS定位技术典型应用；②城市移动通信网定位。3.定位技术领会：①基于距离的定位测量方法；②基于距离的定位计算方法；③基于距离差的定位测量方法；④基于距离差的定位计算方法；⑤基于信号特征定位方法。简单应用：定位的新挑战和发展前景。四、本章重点、难点重点是定位系统的基本知识和常用的定位技术，难点是常用三边测量法和RSSI拟合定位方法。第五章智能信息设备一、学习目的与要求通过本章学习，要求掌握智能设备概述，理解并掌握智能设备的运行平台，了解智能设备的发展新趋势。二、课程内容（考试内容）5.1手持移动设备5.1.1从PDA到智能手机5.1.2智能手机与物联网5.2其他智能设备5.2.1车载设备5.2.2数字标牌5.2.3医疗设备5.2.4智能电视5.3智能设备运行平台5.3.1情境感知5.3.2任务迁移5.3.3智能协作5.3.4多通道交互5.4智能设备发展趋势三、考核知识点与考核要求1.手持移动设备识记：①智能设备背景；②传统智能设备；③新时代智能设备。2.其他智能设备识记：①车载设备；②数字标牌；③医疗设备；④智能电视。领会：智能设备的典型案例。3.智能设备运行平台识记：①情境感知；②任务迁移；③智能协作；④多通道交互。领会：智能设备发展趋势。四、本章重点、难点本章重点是智能设备的特点和运行平台，难点是智能设备平台结构框架及典型应用技术。第六章无线宽带网络一、学习目的与要求通过本章学习，了解无线宽带网络，熟悉无线局域网原理，熟悉无线城域网原理。二、课程内容（考试内容）6.1无线网络简介6.1.1基本组成元素6.1.2无线网络的类别6.1.3无线宽带网络的难点6.2WiFi：无线局域网6.2.1IEEE802.11协议发展简史6.2.2IEEE802.11架构6.2.3IEEE802.11介质访问控制协议6.3WiMAX：无线城域网6.3.1WiMAX概述及架构6.3.2WiMAX介质访问控制原理简介6.4无线物联世界三、考核知识点与考核要求1.无线网络基本概念识记：①无线网络用户；②无线网络连接；③无线网络基站；④无线宽带网络特点。领会：①无线广域网；②无线城域网；③无线局域网；④无线个域网。2.WiFi：无线局域网识记：①802.11物理层；②802.11构架；③802.11控制访问协议；④802.11数据帧结构。简单应用：IEEE802.11协议的工程应用。3.WiMAX：无线城域网识记：①WiMAX概述及架构；②WiMAX介质访问控制原理。领会：①WiMAX协议簇的应用场合和特点。四、本章重点、难点本章中的重点在于802.11协议物理层、MAC层的定义以及数据交互原理，难点在于802.11MAC层数据帧结构，包括CRC校验、地址概念、序列号、持续时间和控制域，由于涉及计算机网络和通信原理部分内容，掌握起来较为困难。第七章无线低速网络一、学习目的与要求通过本章学习，要求掌握低速网络协议概述，掌握红外线通信、蓝牙和802.15.4协议基本流程，掌握无线传感器网络的技术标准和ZigBee协议规范，熟悉体域网各层次构架和工程应用。二、课程内容（考试内容）7.1低速网络协议概述7.2红外线通信7.3蓝牙7.4802.15.4/ZigBee7.5体域网7.5.1物理层7.5.2网络架构7.5.3传感器7.5.4体域网应用7.6容迟网络7.6.1网络体系结构7.6.2DTN网络应用三、考核知识点与考核要求1.低速网络领会：①红外线通信原理；②蓝牙协议；③802.15.4/ZigBee协议。简单应用：ZigBee协议在无线传感器网络中的应用。2.体域网领会：①物理层；②网络架构；③生理信号传感器。综合应用：远程医疗与体感监测。3.容迟网络识记：①网络体系结构；②DTN网络应用。四、本章重点、难点本章重点内容在于无线低速网络的需求与实现手段，以及现有的低速网络协议分类和组成，难点在于掌握体域网物理层构架和传感器，并能够结合工程实际应用提出方案。第八章移动通信网络一、学习目的与要求通过本章学习，要求了解移动网络发展历史和典型技术，掌握3G通信技术和标准，TD-SCDMA，W-CDMA，CDMA2000；掌握了解4G网络的基本知识。二、课程内容（考试内容）8.1移动通信发展历史8.1.1第一代移动通信：模拟语音8.1.2第二代移动通信：数字语音8.1.3第三代移动通信：数字语音与数据8.23G通信技术和标准8.2.1TD-SCDMA8.2.2W-CDMA8.2