课程编号

050508

课程名称

物联网感知技术

授课学期

第5学期

课程类别

专业必修课

总学时

48

学分

3

适用专业

物联网工程专业

课程性质

必修课

先导课

电子技术、物联网单片机应用、计算机技术基础（C）

后续课

物联网移动设备开发、智能交通系统开发、智能物流系统开发、物联网工程设计与实施

学习目标

知识目标

支撑的可考核指标点

3-1 掌握感知层基本知识，能够根据说出各种不同传感器及RFID的工作原理，指出主要技术特点，区分传感器的不同应用，会对各种常见传感器及RFID系统进行读写操作。

5-3 针对感知层，具有能够利用传感器、RFID等感知器件，对周边环境及状态进行检测，并分析不同传感器的功能性能差异。

知识目标具体内容

1、  了解目前传感器的最新发展及传感器技术在物联网中的应用

2、  知道传感器获取信息的过程

3、  掌握常用传感器的转换原理、结构，熟悉传感器的各种特性及典型应用

4、 能看懂常用传感器的性能参数表、产品说明书

5、  能看懂常用传感器的结构图、测量电路方框图

6、  掌握不同接口技术下单片机采集传感器测量数据的过程

7、  了解传感器常用数字信号处理技术的作用

专业能力

目标

支撑的可考核指标点

3-1 掌握感知层基本知识，能够根据说出各种不同传感器及RFID的工作原理，指出主要技术特点，区分传感器的不同应用，会对各种常见传感器及RFID系统进行读写操作。

5-3 针对感知层，具有能够利用传感器、RFID等感知器件，对周边环境及状态进行检测，并分析不同传感器的功能性能差异。

专业能力目标具体内容

1、 能够根据常识和要求选择适当的传感器

2、 学会使用简单的传感器设备对被测量进行测量

3、 能够分析判断和解决常用传感器在测量过程中出现的问题

4、 能设计简单的传感器应用电路

方法能力

目标

支撑的可考核指标点

指标点9-3 能够针对某个问题或活动，运用所学理论知识进行动手操作，理论与实践相结合。

方法能力

目标具体内容

1、 形成和保持对技术等问题的敏感性和探究欲望

2、 学会运用科学技术解决生产生活中的实际问题

社会能力

目标

支撑的可考核指标点

指标点11-2具有良好的心理素质和行为习惯，具有一定的吃苦耐劳精神。

指标点12-2 能够组成团体进行某项集体活动，担任其中某个角色，能够从团队整体利益出发做好个人工作。

社会能力

目标具体内容

1、 具备良好的沟通表达、独立分析问题和寻找问题解决途径的能力

2、 具备团队协作的能力

3、 养成理论联系实际，自主学习、努力创新的良好习惯

4、 养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风

学习成果要求

1、 学会正确选择与应用传感器

2、 能进行一些简单的传感器应用电路设计

3、 具备参加《物联网设计大赛》、《物联网应用大赛》、《电子设计大赛》等学术科技类活动的信息采集能力

对先修课应知应会的要求

《电子技术》修完成后应知应会：

认识放大电路、比较电路、振荡电路、滤波电路等，知道这些电路的输出与输入的关系；

《物联网单片机应用》修完成后应知应会：

熟悉51单片机基本结构、中断系统、定时器、串口等功能部件的工作原理及常用寄存器

《计算机技术基础（C）》修完成后应知应会：

能看懂程序代码；会编写简单的程序

本课程完成后学生应知应会具体要求

一、传感器技术总论（4学时）

1、掌握传感器的一般构成；

2、理解传感器的内涵

3、熟悉物联网用传感器的特点及发展趋势

4、了解传感器技术的整个知识体系

学习本单元后对传感器有更深入的认知，能举例说明传感器的各组成部分的功能和作用，明白传感器技术的知识结构。

二、传感器的性能与评估（4学时）

1、  掌握传感器的输入输出特性

2、  掌握传感器的主要静态性能指标及计算

3、  熟悉传感器的动态性能指标

学习本单元后要熟悉传感器的性能与评估方法；能说出在合理选用传感器时所参考的传感器的主要性能指标。

三、 传感器的基本原理、效应、器件及典型传感器（24学时）

1、  掌握测量典型参数的传感器特性，包括其测量原理、基本效应、设计思路及误差补偿；

2、  掌握电阻、电容、电感参数的基本测量电路；

3、  对同一测量参数，能够给出几种基于不同测量原理或方法的传感器，并分析其异同点；

4、  熟悉典型传感器的结构组成、应用特点与选型

学习本单元后要能说出几种常见传感器的工作原理、典型应用及常见物理量的测量方法，能根据应用背景和要求合理选择传感器类型。

四、传感器接口技术（12学时）

1、掌握温湿度、光照强度、烟雾浓度传感器的工作原理及数据格式

2、掌握单片机CC2530与传感器的硬件连接电路

3、掌握单总线、IIC总线

4、掌握CC2530的通用I/O、外设I/O、I/O中断、串口寄存器及ADC的使用

5、理解程序源代码

学习本单元后要明白单片机通过单总线、IIC、中断及ADC等方式读取传感器测量值的过程；能看懂程序代码，说出关键程序所实现的功能；会使用串口调试工具对程序进行仿真调试；针对要实现的功能会对程序进行简单修改。

五、传感器信号采集与处理技术（2学时）

1、  熟悉A/D转换的过程

2、  掌握A/D转换技术指标

3、  理解数字滤波在传感信息采集流程中的作用和位置

4、  了解算术平均滤波和移动平均滤波算法思想及应用场合

5、  了解检测信号的数字非线性处理方法：插值法和查表法

学习本单元后要明白模拟信号转换为计算机识别的数字信号的过程；会将检测信号的数字信号转换为对应的模拟输入值；知道上位机处理检测信号的常用技术即数字滤波和非线性补偿。

六、发展中的传感器新技术（2学时）

1、  了解MEMS传感器及与传统传感器的关系

2、  了解声发射技术的工作原理及应用

3、  了解光纤传感技术的特点及应用

学习本单元后要知道传感器的发展方向；知道几种发展中的传感器新技术如声发射技术和光纤传感技术的特点、应用及发展方向。

评价与考核

考核项目

评分方式

平时考核（40%）

出勤情况（20%）

考勤

平时作业（30%）

作业

实验报告（50%）

实验报告

期末应知（60%）

知识应用性试卷

试卷

课程设计

课设过程（30%）

过程表现

课设报告（30%）

课设报告

课设答辩（40%）

现场答辩

师资标准条件

1、具有检测技术与自动化装置专业、测控技术与仪器专业或相关专业硕士研究生及以上学历。

2、具有高校教师资格证书。

3、具备双师素质，有扎实的理论基础、广阔的知识面和一定的传感器设计使用及底层开发试验，动手能力强，把握专业发展动态。

4、具备较好的课堂讲授和组织能力

教材编写或选用标准

1、必须依据本学习目标和学习成果要求标准编写或选用教材。

2、教材的选用是根据电子信息类技术开发及技术支持岗位对专业知识、专业技能所必须的基本知识和基本技能的需要。

3、教材应突出实用性和专业定向性，应避免把专业能力理解为纯粹的技能操作，同时要具有前瞻性，把握本专业领域的发展趋势，将发展中的传感器新技术及时纳入其中。