曲阜师范大学：物联网工程专业《物联网应用系统设计》课程教学大纲

“物联网应用系统设计”课程教学大纲教研室主任：周子力执笔人：吴冬梅一、课程基本信息开课单位：物理工程学院课程名称：物联网应用系统设计课程编号：074502英文名称：Application systemdesignof Internetof things课程类型：专业任选课总学时：36理论学时：36实验学时：0学分：2开设专业：物联网工程、通信工程（物联网方向）先修课程：物联网导论、无线传感器网路、ZigBee技术与应用、RFID技术与应用二、课程任务目标（一）课程任务本课程是物联网工程专业的专业核心课程。本课程的任务是使学生掌握物联网应用系统设计的方法，包括物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次的设计原则与方法，使学生具备物联网应用系统开发的知识和能力，为学生以后从事物联网相关工作打下坚实的知识和技能基础。（二）课程目标在学完本课程之后，学生能够：1.知识要求：熟悉：物联网各层设计的主要技术、物联网的典型应用案例掌握：完整的物联网系统设计方法和工程实践思路，包括物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次的设计原则与方法等。2.能力要求：基本运用：物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次的设计原则与方法：综合运用：在掌握前述章节知识的基础上，自已构思物联网应用系统三、教学内容和要求第一章物联网系统设计概论第一节物联网概论掌握物联网的定义：理解物联网的分类。第二节物联网系统集成掌握物联网系统集成的要求和步骤第三节网络系统设计标准与规范

“物联网应用系统设计”课程教学大纲 教研室主任：周子力 执笔人：吴冬梅 一、课程基本信息 开课单位：物理工程学院 课程名称：物联网应用系统设计 课程编号：074502 英文名称：Application system design of Internet of things 课程类型：专业任选课 总 学 时：36 理论学时：36 实验学时：0 学 分：2 开设专业：物联网工程、通信工程（物联网方向） 先修课程：物联网导论、无线传感器网路、ZigBee 技术与应用、RFID 技术与应用 二、课程任务目标 （一）课程任务 本课程是物联网工程专业的专业核心课程。本课程的任务是使学生掌握物联网应用系统 设计的方法，包括物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次的设计原则与方法，使 学生具备物联网应用系统开发的知识和能力，为学生以后从事物联网相关工作打下坚实的知 识和技能基础。 （二）课程目标 在学完本课程之后，学生能够： 1. 知识要求: 熟悉：物联网各层设计的主要技术、物联网的典型应用案例 掌握：完整的物联网系统设计方法和工程实践思路，包括物联网系统集成方法、物联网 体系结构及其各层次的设计原则与方法等。 2. 能力要求: 基本运用：物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次的设计原则与方法； 综合运用：在掌握前述章节知识的基础上，自己构思物联网应用系统 三、教学内容和要求 第一章 物联网系统设计概论 第一节 物联网概论 掌握物联网的定义；理解物联网的分类。 第二节 物联网系统集成 掌握物联网系统集成的要求和步骤 第三节 网络系统设计标准与规范

了解网络系统设计标准与规范第四节物联网系统设计的用户需求分析掌握物联网系统设计的用户需求分析教学重点：物联网系统集成的步骤教学难点：物联网系统集成的概念第二章物联网体系结构与网络设计方法第一节物联网体系结构理解物联网三层体系结构模型以及相应的安全体系结构模型、物联网五层体系结构模型以及相应的安全体系结构模型第二节网络设计方法了解网络系统设计的目标、原则、步骤以及折衷考虑等教学重点：网络系统设计的目标、原则、步骤教学难点：物联网安全体系结构模型第三章物联网感知层设计第一节感知层的基本拓扑结构了解感知层涉及的主要技术：掌握感知层的基本拓扑结构第二节感知层的信息读写与传输了解RFID分类与工作原理：理解RFID标签的冲突避免算法第三节感知层的频谱规划与使用了解感知层的频谱规划与使用；了解频谱感知的基本方法第四节感知层的安全设计了解感知层中RFID的信息安全问题和信息安全对策本章重点：感知层的拓扑结构、信息读写与传输本章难点：感知层的信息读写与传输第四章物联网网络层设计第一节网络层的基本拓扑结构了解网络拓扑结构的类型与使用选择：理解网络层拓扑结构的控制第二节基于网关的网络层设计理解网络层分层设计模型、路由与寻址第三节基于IPv6的网络层设计了解6LoWPAN协议栈；理解LoWPAN适配层协议、路由协议第四节网络层的安全设计理解物理层隔离设计和网络层逻辑安全设计本章重点：基于网关的网络层设计、IPv6的网络层设计本章难点：IPv6的网络层设计第五章物联网应用层设计第一节应用业务的网络性能需求了解应用业务的网络性能需求

了解网络系统设计标准与规范 第四节 物联网系统设计的用户需求分析 掌握物联网系统设计的用户需求分析 教学重点：物联网系统集成的步骤 教学难点：物联网系统集成的概念 第二章物联网体系结构与网络设计方法 第一节物联网体系结构 理解物联网三层体系结构模型以及相应的安全体系结构模型、物联网五层体系结构模型以 及相应的安全体系结构模型 第二节网络设计方法 了解网络系统设计的目标、原则、步骤以及折衷考虑等 教学重点：网络系统设计的目标、原则、步骤 教学难点：物联网安全体系结构模型 第三章物联网感知层设计 第一节 感知层的基本拓扑结构 了解感知层涉及的主要技术；掌握感知层的基本拓扑结构 第二节感知层的信息读写与传输 了解 RFID 分类与工作原理；理解 RFID 标签的冲突避免算法 第三节感知层的频谱规划与使用 了解感知层的频谱规划与使用；了解频谱感知的基本方法 第四节感知层的安全设计 了解感知层中 RFID 的信息安全问题和信息安全对策 本章重点：感知层的拓扑结构、信息读写与传输 本章难点：感知层的信息读写与传输 第四章物联网网络层设计 第一节 网络层的基本拓扑结构 了解网络拓扑结构的类型与使用选择；理解网络层拓扑结构的控制 第二节基于网关的网络层设计 理解网络层分层设计模型、路由与寻址 第三节基于 IPv6 的网络层设计 了解 6LoWPAN 协议栈；理解 LoWPAN 适配层协议、路由协议 第四节网络层的安全设计 理解物理层隔离设计和网络层逻辑安全设计 本章重点：基于网关的网络层设计、IPv6 的网络层设计 本章难点：IPv6 的网络层设计 第五章物联网应用层设计 第一节 应用业务的网络性能需求 了解应用业务的网络性能需求

第二节适用于物联网的应用协议理解物联网的通信量特征：掌握适用于物联网的应用协议CoAF第三节应用业务的服务质量设计了解服务质量的主要技术指标；掌握服务质量的主要实现机制第四节应用业务的负载均衡量设计理解负载均衡原理：掌握多条宽带线路下的负载均衡第五节应用层的安全设计了解应用层DDoS攻击的原理：理解有效检测突发流下App-DDoS攻击的方法本章重点：适用于物联网的应用层协议CoAP、应用业务的服务质量设计和负载均衡量设计本章难点：应用层协议CoAP第六章物联网系统设计的案例第一节智能家居行业中的物联网系统了解智能家居行业中的物联网系统设计背景：理解设计案例第二节智能医疗行业中的物联网系统了解智能医疗行业中的物联网系统设计背景；理解设计案例本章重点：智能家居、智能医疗案例分析本章难点：引导读者在掌握前述章节知识的基础上，自已构思物联网应用系统四、学时分配各教学环节学时分配课章次小讲实习讨备注X外授机题论验22第一章概论第二章物联网体系结构与网络设计22方法1010第三章物联网感知层设计1010第四章物联网网络层设计1010第五章物联网应用层设计22第六章物联网系统设计的案例3636合计五、考核说明课程考核包括两大部分，平时成绩（40%）和期末考试（60%）。平时成绩包括作业、课堂表现、期中考试，期末考试采用闭卷考试形式。（一）主要教材

第二节 适用于物联网的应用协议 理解物联网的通信量特征；掌握适用于物联网的应用协议 CoAP 第三节 应用业务的服务质量设计 了解服务质量的主要技术指标；掌握服务质量的主要实现机制 第四节 应用业务的负载均衡量设计 理解负载均衡原理；掌握多条宽带线路下的负载均衡 第五节应用层的安全设计 了解应用层 DDoS 攻击的原理；理解有效检测突发流下 App-DDoS 攻击的方法 本章重点：适用于物联网的应用层协议 CoAP、应用业务的服务质量设计和负载均衡量设计 本章难点：应用层协议 CoAP 第六章 物联网系统设计的案例 第一节 智能家居行业中的物联网系统 了解智能家居行业中的物联网系统设计背景；理解设计案例 第二节 智能医疗行业中的物联网系统 了解智能医疗行业中的物联网系统设计背景；理解设计案例 本章重点：智能家居、智能医疗案例分析 本章难点：引导读者在掌握前述章节知识的基础上，自己构思物联网应用系统 四、学时分配 章次 各教学环节学时分配 小 计 讲 授 实 验 上 机 习 题 讨 论 课 外 备注 第一章概论 2 2 第二章 物联网体系结构与网络设计 方法 2 2 第三章 物联网感知层设计 10 10 第四章物联网网络层设计 10 10 第五章物联网应用层设计 10 10 第六章物联网系统设计的案例 2 2 合 计 36 36 五、考核说明 课程考核包括两大部分，平时成绩（40%）和期末考试（60%）。平时成绩包括作业、 课堂表现、期中考试，期末考试采用闭卷考试形式。 （一）主要教材

桂劲松编.物联网系统设计，电子工业出版社，2013（二）主要参考书目1.吴洪贵，孙玉娣.物联网应用系统开发，东软电子出版社，20122.俞建峰编著.物联网工程开发与实践，人民邮电出版社，20133．张鸿寿等编著.物联网关键技术及系统应用，机械工业出版社，20124：熊茂华，熊昕编著.物联网技术与应用开发，西安电子科技大学出版社，2012

桂劲松编.物联网系统设计，电子工业出版社，2013 （二）主要参考书目 1．吴洪贵，孙玉娣.物联网应用系统开发，东软电子出版社，2012 2．俞建峰编著.物联网工程开发与实践，人民邮电出版社，2013 3．张鸿寿等编著.物联网关键技术及系统应用，机械工业出版社，2012. 4．熊茂华, 熊昕编著.物联网技术与应用开发,西安电子科技大学出版社，2012