物联网技术导论 课程设计

物联网技术导论 课程设计

谢磊 博士、副教授

办公室：计算机系大楼

南京大学计算机科学与技术系

一、课程简介  

三、课程的结构与内容  

主要内容：  

二、课程的定位与目标  

五、课程的考核形式   六、课程的参考书籍   四、课程的教学形式  

七、目前的准备工作  

课程简介-物联网的概念  

•  物联网的定义  

–  物联网是一个基于互联网、电信网等信息承载体，让 所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的 网络。  

•  物联网的特点  

–  普通对象设备化  

–  自治终端互联化  

–  普适服务智能化  

课程简介-物联网发展历程  

MIT提出物 联网概念

1999

日本U-Japan 韩国U-Korea

2004

《ITU互联网报 告2005：物联

网》

2005

IBM向美国政府 提出“智慧地球”

2009.1

欧盟提出物联 网行动计划

2009.6

感知中国

2009.8

欧洲CERP- IoT项目启动

2009.9

中国传感器网络标准 工作组WGSN成立

2009.9

中国物联网标准 联合工作组成立

2010.6

课程简介-物联网架构  

课程的定位与目标  

•  课程定位  

–  作为研究生课程进行讲授  

•  课程目标  

–  讲授基础知识：通过讲授与“物联网”相关的技术知识与基础理 论，期望能够让学生系统性地学习“物联网”方面的相关知识，

深入了解“物联网”的内涵。为有志于在该领域的前沿学科进行 探索和研究的学生提供良好的基础知识储备。  

–  传授研究方法：针对该领域不同课题的研究特点来传授分析问题 与解决问题的研究方法，课程讲授过程中会重视与学生的探讨与 交互，旨在培养学生的主动性思维与科研技能，激发学生对该领 域的学习与研究兴趣。  

–  培养研究习惯：通过指导学生查找并阅读相关的学术论文，准备 专题报告，来启发学生形成合理的思维方式，培养良好的研究习 惯。  

课程的结构与内容  

互联互通   联   信息交互   信息共享   深入智能   知  

数据分析   综合汇总  

透彻感知   感   数据采集   数据获取  

控  

指导实践  

课程的结构与内容  

•  感  

自动识别技术；RFID的历史与现状；RFID的系统原理；

RFID的标签冲突以及防冲突算法；RFID与物联网的关系。   传感器网络（3学时）  

无线传感器网络的背景、应用和结构；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；无线传感器网络中的节点定位原理和方法。   定位系统基础（4学时）  

当前普遍使用的定位系统；各种定位技术原理；物联网环 境下定位技术的挑战与发展前景。  

智能信息设备（1学时）  

智能设备概述；智能设备的运行平台；智能设备的发展新 趋势。  

课程的结构与内容  

•  联  

介绍互联网的网络协议及分层结构；介绍从互联网到物联 网的发展。  

无线宽带网络（1学时）  

概述无线宽带网络；讲授无线局域网原理；讲授无线城域 网原理。  

无线低速网络（1学时）  

介绍无限低速网络的需求；讲授当前的低速网络协议；讲 授低速网络组网与互联原理。  

移动通信网络（1学时）  

介绍移动通信发展历史；讲授3G通信技术与标准；介绍移 动互联网。  

课程的结构与内容  

•  知  

介绍数据库的基本原理；介绍物联网数据管理的特点。   海量信息存储（1学时）  

介绍物联网对海量信息存储的需求；讲授网络存储体系结 构；介绍数据中心的标准；介绍Google数据中心；介绍数 据中心的研究热点。  

信息检索（1学时）  

简介搜索引擎；讲授搜索引擎体系结构；介绍物联网搜索 引擎。  

物联网信息安全与隐私保护（3学时）  

介绍网络信息安全的一般性指标；讲授RFID的安全隐私问 题及其保护手段；讲授位置信息与个人隐私问题及其保护 手段。  

课程的结构与内容  

•  控  

智能交通；   智能物流；  

智能绿色建筑；   环境监测。  

教学内容的思考  

•  相对于传统的计算机网络课程，教学侧重点  

–  更为底层（通讯原理）  

•  无线通讯原理的讲授  

–  物理层性状（多径衰减、干扰）的影响   –  信息论的初步内容  

–  更为高层（以数据为中心）  

•  物联网研究中的实用技术  

–  机器学习、数据挖掘、模式识别   –  信息检索  

–  更为侧重方法论的讲授  

•  优化理论、随机过程、算法设计  

课程的教学形式  

•  授课对象  

–  计算机系研一或研二学生；  

•  先修课程  

–  计算机网络、操作系统、算法设计与分析  

•  课时  

–  课堂讲授17周，每周2学时  

•  教学方式  

–  教师为主导，学生积极互动  

•  基础知识讲授  

•  专题报告讨论  

•  课程Project  

课程的考核形式  

•  两次报告  +  课程Project    

•  对于两次报告的内容要求，报告需要对物联网研究领域中 的一些热点问题进行思考、总结和探讨，并提交相应的 Technical  Report来论证自己的观点。  

•  课程Project可以选择如下之一的方式来完成：  

–  结合课程内容的理解，实现一个无线网络或者普适计算方面的算 法或者原型系统；  

–  针对某一具体研究课题提出相对成熟的理论解决方案，提交具有 原创性的Technical  Report。  

•  打分方式：  两次报告分数  ×  50%  +  期末Project分数  ×  

50%  ；  

课程的参考资源-教材  

射频识别技术：原理、协议 与系统设计.  （第二版）     谢磊，陆桑璐  编著.  

  物联网工程专业系列教材.    

北京：科学出版社,  2016.  

ISBN  978-7-03-049237-1.  

 

背景介绍-第二版新增内容  

•  增加相关内容的多媒体链接（二 维码方式），包括网页，视频等，

对前沿课题、应用案例、领域专 家等进行更生动地介绍。  

•   对最前沿的研究方向进展进行介 绍，扩展了RFID的定位机制和行 为感知机制。  

 

•  增加新的篇章“实验设计”，包

括6组代表性实验的具体方案和

案例展示。  

课程的参考资源-教材  

•  《物联网导论》，

刘云浩著，科学

出版社（第二版）  

课程的参考资源-参考书籍  

•  参考书籍  

–  1.  《Wireless  Communications:  Principles  and  Practice》，

Theodore  S.  Rappaport著，电子工业出版社（英文影印版）   –  2.  《802.11.Wireless.Networks.The.Definitive.Guide》

Matthew  Gast著，东南大学出版社（英文影印版）  

–  3.  《无线传感器网络》，孙利民,李建中,陈渝,朱红松著，清华大 学出版社  

–  4.  《无线通信与网络》，W.  Stallings著，何军译，清华大学出版 社  

–  5.  《数据挖掘-实用机器学习技术》，Ian  H.  Witten，  Eibe   Frank著，机械工业出版社  

–  6.  《模式分类》，  Richard  O.  Duba，  Peter  E.  Hart,  David  G.   Stock  著，机械工业出版社