课程概述

       如果说编程是思考的艺术,那么软件工程则是这种艺术搜集整理的过程。

       而需求工程则是更进一步以人为本,来探讨总结艺术的使用场景与技巧。

       物联网工程设计将从工程实施方法论的视角审视物联网工程设计与实施的主要问题,从需求出发,按照物联网工程主要步骤,介绍物联网工程的设计方法、设计条件、设计结果及工程实施方法。

    

   “物联网工程设计”是物联网工程专业教指委推荐的高年级专业主干核心课程,也是物联网工程专业高级专门技术人才和管理人才必修的核心课程。

      但鉴于当前疫情,同时考虑慕课课程中没有完全匹配的结合理论又面向应用的综合性课程,故选择面向综合实践的河海大学的“物联网工程专业综合实践”课程。通过结合河海大学水利特色的物联网信息系统的设计和开发等实践,温故而知新使学生能将已学过的学科核心课程知识有机整合,进一步培养学生知识综合应用能力、科学研究能力及复杂系统设计能力。在此也感谢河海大学的“物联网工程专业综合实践”课程教学团队的课程建设。


通过学习,应使学生了解和掌握物联网工程设计有关的基本知识、基本理论、基本技能和国际标准,掌握可行性报告、项目需求分析、方案设计、设备选型、系统集成、测试、物联网工程安全的相关知识,旨在于培养学生能综合运用感知层、网络层和应用层等关键技术和知识,能够进行物联网工程项目的需求分析和总体方案设计的能力。同时面向毕业设计,为学生能够进一步独立分析和解决复杂物联网工程项目问题奠定基础。


证书要求

成绩组成:期末考试50%+慕课及课堂讨论30%+实验&作业20%

课程实验:小组报告 小组形式以物联网的某项应用为题进行工程方案设计以及实施并撰写作报告。 课程作业:随堂习题+小论文 物联网前沿领域小论文(2000字以内),结合课程内容自己对物联网某一项技术的理解和创意,谈谈如何进行需求分析和技术应用切入。


预备知识

先修课程:计算机网络,传感器与射频识别技术,算法设计与分析,软件工程

授课大纲

物联网工程设计课程原有大纲与慕课大纲的内容对照


课程导读:课程简介

第1章  物联网工程设计与实施过程概述

1.1  物联网概述 

1.2  物联网工程 

1.3  物联网工程设计的标准与规范 

1.4  小结 

参见慕课单元一  物联网技术在水利信息化中的应用

1.1 课程简介

1.2物联网综合应用系统组成

1.3基于物联网架构的水利信息系统简介

1.4 物联网应用系统开发关键技术概述

1.5 物联网应用系统案例分析



第2章  需求分析和可行性研究 

2.1  物联网工程可行性研究的内容与任务 

2.2  物联网工程可行性研究报告的撰写 

2.3  物联网工程需求分析概述

2.4  物联网工程需求分析的内容和方法 

2.5  常用的软件需求分析方法

2.6  结构化分析方法

2.7 验证需求规格文档

2.8 物联网工程需求分析说明书的撰写

2.9  小结 

参见慕课单元二 软件工程与规范

2.1 软件工程概述

2.2 软件生命周期各阶段主要任务

2.3 软件工程文档规范

2.4 软件开发案例分析

软件工程与规范测试



第3章  物联网工程总体方案设计和系统功能设计

3.1  物联网工程总体方案设计概述

3.2  物联网工程总体方案设计的方法

3.3  物联网工程系统功能设计

3.4  物联网工程总体方案设计和系统功能设计文档的撰写

3.5  小结



第4章  设备选型和网络设计

4.1  设备选型概述

4.2  设备的选择

4.3  物联网工程逻辑网络设计方法

4.4  物联网工程物理网络设计方法

4.5  物联网工程网络设计文档的撰写

4.6  小结 



第5章  物联网工程数据处理设计

5.1  物联网工程中的数据处理概述

5.2  数据中心

5.3 数据库系统

5.4 海量数据的存储和处理

5.5  资源受限网络的分级数据融合

5.6 小结

参见慕课单元三 信息系统数据库设计规范

3.1 数据库技术概述

3.2 数据库设计的一般过程

3.3 概念数据库设计

3.4 概念数据库设计案例分析

3.5 数据库建模

单元三测试


第6章  物联网工程安全设计

6.1  物联网安全概述

6.2  感知层安全设计

6.3  网络传输层安全设计

6.4  应用层安全设计

6.5  小结



第7章  物联网工程应用软件设计 

7.1  软件工程概述 

7.2  物联网工程应用软件设计规范 

7.3 物联网工程应用软件实现方法和模式

7.4 小结

参见慕课单元四 移动应用开发技术与案例分析

4.1 移动应用开发技术概述

4.2  移动流媒体系统概述

4.3 流媒体开发-推流器体系结构与功能应用

4.4 推流器开发步骤

4.5 技术路线图

4.6 建立推流器工程与UI设计

第四单元测验

参见慕课单元五 云计算平台与应用部署

5.1 云计算技术概述

5.2 云服务概述

5.3 平台即服务(PAAS)

5.4 主流云平台



第8章  物联网工程系统集成与测试 

8.1  与物联网系统集成有关的产业链

8.2  物联网工程系统集成

8.3 物联网工程系统集成商的分类和选择 

8.4 物联网工程系统测试的步骤和方法

8.5 单元测试

8.6 物联网工程的系统集成测试

8.7 故障处理

8.8 测试相关文档

8.9 小结


第9章  物联网工程应用案例 

9.1  自习教室或软件实验室管理系统 

9.2  基于Arduino的灯光控制系统

9.3  基于Arduino和Yeelink网络平台的智能灯实验

9.4  小结

参见慕课第六章  人工智能在物联网应用系统中的应用

6.1 人工智能概述

6.2  人工智能技术在水利物联网中的应用

6.3  机器人技术及其在水利物联网中的应用

6.4  主流云计算平台提供的人工智能服务



参考资料

使用教材:

  1. 黄传河等.《物联网工程设计与实施》. 机械工业出版社,2015. 


参考书:

 [1] 骆斌等. 《需求工程——软件建模与分析(第2版)》。 高等教育出版社,2015 

 [2] 桂劲松编著,《物联网系统设计》. 北京:电子工业出版社,2013; 

 [3] 谢金龙,邓子云主编,《物联网工程设计与实施》.大连:东软电子出版社,2012. 

 [4] Cuno Pfister,《Getting Started with the Internet of Things----  Connecting Sensors and Microcontrollers to the Cloud》 O‘Reilly,2011.6

结合慕课的课外推荐读物:

              


常见问题

Q :  线上线下课程以哪部分为主?

A : 基本按照原有教学大纲,课程教学过程将依照在线案例结合线下理论与实验应用来完成。