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《传感网络课程设计A》教学大纲

适用范围：202x版本科人才培养方案

课程代码课程性质：集中实践课

学分：2学分

周数：2周

先修课程：嵌入式原理及应用

并修课程：物联网通信技术

适用专业：物联网工程

开课单位：计算机科学与技术学院

一、课程说明

《传感网络课程设计》是《物联网通信技术B》课程教学中的一个重要实践性环节，是物联网工程专业学生在物联网通信课程学习后进行全面、系统、深入的实践性教学，培养学生利用传感器和执行器，选用适当的硬件平台和通信技术，设计和开发物联网通信系统的能力。将为学生学习后继课程及从事物联网、嵌入式开发等领域打下坚实的基础。

二、课程目标

通过课程设计，使学生达到如下目标：

课程目标1：掌握传感网络的设计与部署方法，包括传感器节点的选型与配置、网络拓扑的规划、通信协议（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的选择等。

课程目标2：培养学生对传感网络性能进行评估与优化的能力，理解传感网络中的性能指标，设计实验进行性能测试，分析结果并提出优化方案。

课程目标3：通过仿真软件或实验设备，让学生在计算机上进行虚拟实验，通过模拟不同的物联网场景和网络拓扑，学生可以进行通信协议的模拟、性能分析和问题排查。

课程目标4：通过实际的项目设计与实施，学生能够将所学知识应用于实际场景中，掌握传感网络在智能农业、环境监测、智能健康等领域的应用。了解我国在智慧农业、智慧城市的典型应用，扩展学生视野，引导学生参与国家建设。

三、课程目标与毕业要求

《传感网络课程设计》课程教学目标物联网工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支持强度

2．问题分析

2.3能够运用工程和专业基本原理，借助文献研究，分析物联网领域复杂工程问题解决过程中的影响因素，从而获得有效结论。

课程目标1：掌握传感网络的设计与部署方法，包括传感器节点的选型与配置、网络拓扑的规划、通信协议（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的选择等。

课程目标3：通过仿真软件或实验设备，让学生在计算机上进行虚拟实验，通过模拟不同的物联网场景和网络拓扑，学生可以进行通信协议的模拟、性能分析和问题排查。

M

3．设计/开发解决方案

3.1掌握工程设计和系统开发的基本方法和技术，能够了解影响设计目标和技术方案各种因素。

课程目标1：掌握传感网络的设计与部署方法，包括传感器节点的选型与配置、网络拓扑的规划、通信协议（如ZigBee、LoRa、NB-IoT等）的选择等。

M

4.研究

4.3能够对物联网数据进行关联与建模、分析与解释，并通过信息综合解决问题，得到合理有效的结论。

课程目标2：培养学生对传感网络性能进行评估与优化的能力，理解传感网络中的性能指标，设计实验进行性能测试，分析结果并提出优化方案。

H

5.使用现代工具

5.3能够针对特定的复杂工程问题，开发或选用满足特定需求的现代工具，完成工程问题的模拟与预测，并能够分析其局限性

课程目标3：通过仿真软件或实验设备，让学生在计算机上进行虚拟实验，通过模拟不同的物联网场景和网络拓扑，学生可以进行通信协议的模拟、性能分析和问题排查。

H

11.项目管理

11.1能够理解物联网工程项目产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题，掌握物联网工程项目中涉及的管理与经济决策方法

课程目标4：通过实际的项目设计与实施，学生能够将所学知识应用于实际场景中，掌握传感网络在智能农业、环境监测、智能健康等领域的应用。了解我国在智慧农业、智慧城市的典型应用，扩展学生视野，引导学生参与国家建设。

M

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

教学内容、基本要求与学时分配见表2。

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

课时

安排

对应的课程目标

1.需求分析

教学要求：向学生下达任务书。给学生提供课程设计需要用到的传感器、执行器、通信模组、嵌入式平板等器材。学生查阅资料，熟悉各种器件的能力。

重点：设备选型。

难点：设备选型。

1天

1、4

2.总体设计

教学要求：设计一个典型的传感网络，满足任务需求。网络至少包括传感器和执行器，通过适当的通信手段使传感器和执行器间可以按预设规则联动。

重点：通信方式的确定。

难点：设备组网。

2天

1

3.系统实现

教学要求：编写程序，实现通信模组与传感器、执行器的交互。实现多个设备节点通过通信模组接入网关。实现传感器与执行器间的联动规则。

重点：传感器与执行器间的联动规则。

难点：设备接入网关。

5天

1、3、4

4.报告写作

教学要求：编写课程设计报告，至少应包含需求分析、系统设计、系统实现等三个方