《物联网中间件设计》课程教学大纲

《物联网中间件设计》课程教学大纲

课程类型:专业限选课课程代码: 课程学时: 46学分: 2

适用专业:物联网工程专业

开课时间: 二年级四学期开课单位: 电气与电子工程学院

大纲执笔人: 吴德林大纲审定人:陈吹信

一、课程性质、任务：

无线射频识别技术（RFID）作为物联网中间件技术，被誉为21世纪最有应用和市场前景的十大技术之一，是物联网技术中的核心和关键技术。该课程从RFID技术的原理出发，阐述电感耦合、电磁波、射频采样和编解码，进而介绍了天线、读卡器的原理，同时详细分析了RFID标准和体系结构，以及几种常用的射频技术在各种市民卡、社保卡、公交卡、身份证中的应用，也分析了常用的高频和超高频中的应用，讲述了应用时读卡器、应答器和天线的设计，并提供了软、硬件实现的方法，以及典型芯片的使用方法，为促进该技术快速进入生产、生活打下基础。

通过本课程的学习，使学生了解常见的自动识别技术的基本工作原理、性能指标；掌握射频识别技术的原理、分类和性能指标；掌握射频识别系统的通信基本原理、完整性和安全性措施；掌握电子标签的组成结构；掌握读写器的组成结构；掌握射频识别技术的标准体系与主要的标准；掌握射频识别应用系统的设计与开发流程。

无线射频识别技术在学生能力方面，能够让学生理解和应用射频技术的基本知识；能够分析射频识别系统的基本实现原理；能够分析 RFID 系统数据传输时遇到的问题；面对不同的 RFID 应用，能够分析得到合理的硬件选型参考；能够利用 MATLAB 等仿真软件设计合理的 RFID 通信性能仿真实验；能够选择恰当的开发平台与软硬件进行 RFID 应用系统的设计与开发；能够对不同的 RFID 产品性能指标进行分析与评价；能够对 RFID 通信编码与调制、防碰撞算法性能进行仿真评价；能够对 RFID 应用系统功能进行测试与评价。

二、课程教学内容

1）教学内容、目标与学时分配

教学内容教学目标学时分配 1、射频识别技术概论：

1.1 RFID技术及特点掌握 4学时

1.2 RFID技术发展简史及现状了解 2学时

1.3 RFID系统的基本组成掌握 3学时

1.4 RFID教学实验平台了解 1学时

2、RFID系统的工作原理

2.1 RFID系统的基本原理掌握 2学时 2.2耦合方式掌握 2学时 2.3电感耦合方式的射频前端掌握 2学时 2.4天线了解 1学时2.5谐振回路了解 1学时

2.6电磁波的传播掌握 2学时

3、RFID技术的标准协议

3.1 全球三大标准体系比较 . 了解 1学时3.2全球RFID产业发展分析了解 1学时

3.3不同频率的标签与标准理解 1学时

3.4 超高频RFID技术协议标准的发展与应用理解 1学时

4、射频采样、编码和调制

4.1采样理解 2学时4.2信道理解 2学时4.3编码、调制与多路复用理解 2学时4.4超高频RFID的工作原理理解 1学时

4.5有源RFID标签理解 1学时

5、RFID系统中的安全与隐私

5.1概述了解 1学时5.2 目前主要面临的安全与隐私威胁了解 1学时5.3安全与隐私问题的解决方法了解 0.5学时5.4RFID芯片的攻击技术分析及安全设计策略了解 0.5学时

5.5 关于RFID系统安全方面的建议了解 1学时

6、RFID技术应用

6.1 RFID技术与小区人员、车辆管理系统了解 1学时

6.2基于RFID技术的门禁系统设计了解 1学时

6.3 RFID技术与图书馆了解 1学时6.4 RFID技术在仓库管理中的应用了解 1学时

6.5 RFID技术在医药方面的应用了解 1学时

6.6 学校学生定位管理系统了解 1学时6.7 养老院老人看护系统了解 0.5学时6.8 RFID技术的发展趋势与面临的问题了解 0.5学时

总复习： 4学时

总学时： 48学时

2) 教学重点与难点

1、重点：电子标签、射频识别系统关键技术，天线的基本概念，信息传输中的编码、调制解调、数据加密与解密、数据的完整性，应用系统集成设计、应用系统实施、应用系统运行与维护，超高频RFID应用案例、有源RFID应用案例。

2、难点：射频识别系统关键技术，耦合天线、辐射天线，调制解调、数据加密与解密，应用系统实施、应用系统运行与维护，超高频RFID应用案例、有源RFID应用案例。

三、课程各教学环节的基本要求

1）课堂讲授：

多媒体、PPT课件

2）实验（实训、实习）：

3）作业：

问答题

4）课程设计：

5）

5）考试

5.1 考试方法：（考试；考查；闭卷；开卷；其它方法）

开卷考试

5.2 各章考题权重

第一章 10%

第二章 30%

第三章 10%

第四章 30%

第五章 10%

第六章. 10%

5.3 考试题型与比例

Eg：填空：20% ；判断题：10% ；单项选择：20% ；问答题：40%；分析题：10%

四、本课程与其他课程的联系

先修课程：

模拟电子技术、高频电子线路、自动识别技术概论。

后续课程：

微功耗WI-FI技术和传感器网络，物联网传输层技术，物联网网关设计技术，物联网高级射频技术，物联网应用层设计，基于ARM嵌入式操作系统的无线网关设计

五、建议教材及教学参考书

教材：彭力著：《无线射频识别(RFID)技术基础》，北京航空航天大学出版社，2012年参考书：

高建良著：《物联网RFID原理与技术》，电子工业出版社，2013年