沈阳理工大学-无线传感器网络-教学大纲

《无线传感器网络》课程教学大纲课程代码：030632009课程英文名称：WirelessSensorNetwork课程总学时：24讲课：24实验：0上机：0适用专业：通信工程专业大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是通信工程专业的专业课程。随着短距离嵌入式无线数据通信和网络技术的不断发展，无线传感器网络作为一种新的信息获取和处理技术，有着传统技术不可比拟的优势，所有行业几乎无所不在其应用领域中。作为通信工程专业人才培养计划中的一个重要组成部分，开设无线传感器网络课程的主要目的是培养学生能够学习和掌握传感器网络的基本原理和思想、发展历程、发展趋势、核心内容、典型应用和应用热点。同时，通过本课程的教学，培养学生基本的工程、科研思路、综合运用理论知识的能力与实践动手的能力，培养学生对无线网络领域的进一步学习、研究的兴趣，培养学生严谨的治学、研究、工作作风，为今后的再学习、研究或工作打下良好的基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求本课程介绍了传感器技术和无线网络的最新发展和应用现状，分析了无线传感器网络通信的基本理论和关键技术。主要包括其基础网络的实现，网络的无线体系结构、路由协议，MAC层协议、节点定位和安全等的基本原理及相关技术；应达到以下目标：树立无线传感器网络的系统概念，使学生能够从系统的角度，认识整个无线传感器网络的全局观念。并结合不同领域的实际应用，学会设计出相应的无线传感器网络模型，锻炼学生学以致用的能力。通过跟踪本学科的最新发展，来启发培养学生能具备适应未来一些新的交叉学科发展的综合创新能力。（三）实施说明本课程特点和教学基本要求如下：1.无线传感器网络目前尚处于研究阶段，因此要以典型协议为例强调基本概念、关键技术的研究现状和发展趋势。2.本课程工程性较强，教学中应使理论联系实际和重视实验环节。3.课程教学要求的层次：1）熟练掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步设计和解答与无线传感器网络应用相关的问题，能够举一反三。2）掌握：要求学生能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断。3）了解：要求学生能够一般地了解的所学内容。（四）对先修课的要求先修课程应涉及计算机网络、通信原理、无线通信系统、数字信号处理等。（五）对习题课、实验环节的要求教学方法主要以课堂教学为主，实验教学为辅，并采用多媒体教学手段，要求多媒体教师有网络环境。（六）课程考核方式1.考核方式：考查。2.考试方法：小论文与答辩相结合或者有关考试方法改革的其它形式。3.课程总成绩：平时考核（包括中期考试、作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩的总和。（七）主要参考书目:1.《无线传感器网络简明教程》，崔逊学，左从菊，清华大学出版社，20092.《无线传感器网络》，孙利民等，清华大学出版社，20053.《智能无线传感器网络系统》，于海斌等，科学出版社，2006二、中文摘要无线传感器网络技术是近几年发展期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。学生通过对传感器网络的基本概念、基本方法和基本理论的学习，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，提高学生分析解决通信工程中实际问题的能力。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1概述22002微型传感器的基本知识22003传感器网络的通信与组网技术66004传感器网络的支撑技术66005传感器网络的应用开发基础44006传感器网络协议的技术标准4400合计2424四、教学内容及基本要求第1部分绪论总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:1)传感器网络的体系结构2）传感器网络的特征3）传感器网络的应用领域4）传感器网络的发展历史；重点：传感器网络的体系结构、传感器网络的特征难点：传感器网络的体系结构、传感器网络的特征习题：习题根据教科书每章后习题布置第2部分微型传感器的基本知识总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:1)传感器概述2）常见传感器的类型介绍3）传感器的一般特性和选型4）微型传感器应用示例重点:常见传感器的类型介绍、微型传感器应用示例难点:微型传感器应用示例习题:习题根据教科书每章后习题布置。第3部分传感器网络的通信与组网技术总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0具体内容:1)物理层2）MAC协议3）路由协议重点:MAC协议、路由协议难点:MAC协议、路由协议。习题:习题根据教科书每章后习题布置。第4部分传感器网络的支撑技术总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0具体内容:1)时间同步机制2）定位技术3）数据融合4）能量管理5）安全机制重点:时间同步机制、定位技术、能量管理难点:时间同步机制、定位技术、能量管理习题:习题根据教科书每章后习题布置。第5部分传感器网络的应用开发基础总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0具体内容：1)仿真平台和工程测试床2）网络结点的硬件开发3）操作系统和软件开发重点:仿真平台和工程测试床难点:仿真平台和工程测试床习题:习题根据教科书每章后习题布置。第6部分传感器网络协议的技术标准总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0具体内容:1)技术标准的意义2）IEEE1451系列标准3）IEEE802.15.4标准4）ZigBee协议标准重点:IEEE802.15.4标准、ZigBee协议标准难点:IEEE802.15.4标准、ZigBee协议标准习题:习题根据教科书每章后习题布置。编写人:梁英李环王晓燕审核人:王洪源批准人:张焕君