《物联网定位技术》课程教学大纲.docx

物联网定位技术
Positioning Technology of Internet of Things
一、课程基本情况课程类别：专业任选课
课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：26学时，实验（含上机）：6学时，课外 学时 课程性质：选修
开课学期：第7学期先修课程：传感器技术 无线传感网
适用专业：物联网工程教 材：梁久祯，无线定位系统（第一版），电子工业出版社，2013年2月。
开课单位： 计算机与软件学院物联网工程 系二、课程性质、教学目标和任务
无线定位技术可分为广域网定位技术和无线局域网定位技术。广域网定位分为卫星定位和基 站蜂窝移动定位；无线局域网定位主要包括Wi-Fi定位、ZigBee定位、UWB定位、CSS定位 技术等。本课程的教学目的是使学生掌握无线跟踪定位技术的原理、设计和工程实践，包括 无线传播理论、信号探测方法、T0A测量技术、跟踪算法的性能测评、定位系统的基础理论、 常见定位方法、定位精度、传感器网络定位技术、非视距传播技术等，使学生对物联网定位 技术有一个较清晰的认识，并使学生具备较强的运用物联网理论与实践知识分析解决实际问 题的能力，为将来从事物联网研究与应用工作打下一定的基础。
三、教学内容和要求第1章绪论（3学时）
1.1 无线定位系统的历史与现状（1学时）
（1） 了解无线定位的起源；
（2）理解无线定位的开展现状；
（3）掌握无线定位系统的应用；
重点：无线定位的开展现状与无线定位系统的应用
难点：无线定位系统的应用1.2无线定位系统的基本分类（1学时）
（1）了解卫星定位系统；
（2） 了解蜂窝定位系统；
重点：无线定位系统的基本分类
难点：蜂窝定位系统L 3无线定位系统的主要研究内容（1学时）
（1）了解无线定位算法及性能评价；
（2）理解无线网络协议与无线定位系统相关技术;
重点：无线网络协议
难点：无线定位系统相关技术第2章卫星定位（4学时）
2.1 卫星定位测量基础（1学时）
（1） 了解卫星定位系统；
（2）理解卫星定位系统空间与时间系统；
（3）理解卫星运行轨道及受摄运动；
重点：卫星定位系统空间与时间系统
难点：受摄运动2卫星信号及测量原理（1学时）
2.1 了解卫星信号成分与调制技术；
（2）理解导航电文格式与卫星星历；
（3）掌握卫星信号接收机工作基本原理；
重点：卫星信号接收机工作基本原理
难点：卫星信号接收机工作基本原理卫星定位方法及定位误差（1学时）
（1）了解静态定位、动态定位、定位误差卫星定位应用实例（1学时）
（1）理解系统总体设计方案；
（2）理解车辆调度中心设计与智能终端设计；
重点：系统总体设计方案
难点：系统总体设计方案第3章 蜂窝通信网络定位（3学时）
2.3 蜂窝技术概述（1学时）
（1）了解蜂窝技术的需求与开展；
（2）理解现有蜂窝定位技术；
重点：蜂窝定位技术
难点：蜂窝定位技术2蜂窝定位方法与误差（1学时）
（1） 了解基本定位方法；
(2)理解误差来源；3 GSM网络的电波特征与定位实例(1学时)
(1) 了解GSM网络电波特征值；
(2)理解基于手机定位的交通0D数据获取技术；
重点：基于手机定位的交通0D数据获取技术
难点：基于手机定位的交通0D数据获取技术第4章Wi-Fi定位(5学时)
3. 1 Wi-Fi基础(1学时)
(1) 了解IEEE 802. 11系列标准概述;
(2)理解Wi-Fi网络成员与结构与Wi-Fi信道；
(3)理解Wi-Fi MAC帧格式与Wi-Fi扫描；4. 2无线信道：传播与衰落(1学时)
(1)理解无线信道的传播；
(2)掌握小尺度衰落与大尺度衰落；4. 3位置指纹法(1学时)
(1) 了解位置指纹数据库与搜索空间缩减技术；
(2)理解位置估算方法；
(3)掌握位置估算方法的优化；
重点：位置估算方法
难点：位置估算方法的优化4.4 Loc定位研究工具集(1学时)
(1) 了内车 Loclib、 Loctrace> Loceva> Locana 工具集;5 HTML5 GeoLocation 定位实例(1 学时)
(1)理解 HTML5 GeoLocation 定位实例；
重点：IITML5 GeoLocation 定位
难点:HTML5 GeoLocation定位应用第5章ZigBee网络定位(4学时)
4. 1 ZigBee概述(1学时)
(1) 了解ZigBee起源与技术简介;
(2)理解自组网通信、ZigBee产品、ZigBee网络；5.2 ZigBee协议(1学时)
(1) 了解物理层与媒体访问控制层协议；
(2) 了解网络层协议及组网方式及应用层协议；
重点：ZigBee协议
难点：ZigBee协议5. 3基于ZigBee的TLM定位算法（1学时）
（1） 了解定位算法；
（2）理解TLM定位算法设计；
（3）掌握算法仿真及结果；
重点：定位算法设计及仿真
难点：定位算法设计5.4 ZigBee网络定位应用实现（1学时）
（1） 了解ZigBee传感网络的建立；
（2）理解基于ZigBee技术的煤矿井定位系统设计；第6章UWB定位技术（3学时）
6.1 UWB简介（1学时）
（1） 了解UWB的定义及开展与现状；
（2）理解UWB与其他近距离无线通信技术的比拟；
（3）掌握UWB技术的主要特点与UWB的关键技术；
重点：UWB技术的主要特点与UWB的关键技术
难点：UWB的关键技术UWB定位技术（1学时）
（1） 了解UWB的定位方法；
（2）理解基于时间的UWB测距技术及主要误差来源；
（3）理解UWB信号时延估计方法及其他形式的UWB定位;
（4）掌握UWB定位算法实现；
重点：UWB定位技术
难点：UWB定位算法实现UWB定位应用（1学时）
（1） 了解UWB定位应用现状及进一步研究方向；
（2）理解UWB定位应用实例及UWB定位应用；
重点：UWB定位应用
难点：UWB定位应用第7章CSS定位（4学时）
7. 1 CSS技术概述（1学时）
1.1 了解Chirp信号与脉冲压缩理论；
1.2 了解CSS的开展及技术特点；
（3）理解CSS无线定位技术与其他技术方案的比拟；CSS信号时延估计（1学时）
（1）理解基于匹配滤波器的时延估计；
（2）理解基于高阶累积量的时延估计；非视距传播问题（1学时）
（1） 了解非视距识别；
（2）理解非视距误差抑制；CSS定位应用实现（1学时）
（1） 了解实验平台介绍；
（2）掌握CSS测距实验与定位实验；
重点：CSS测距实验与定位实验
难点：CSS定位应用实现四、课程考核
（1）作业：5次
（2）考核方式：开卷考试
（3）总评成绩计算方式：总评成绩二平时成绩*20%+实验成绩*10%+期末考试成绩*70%五、参考书目
杨铮 位置计算：无线网络定位与可定位性（第一版）清华大学出版社2014. 01. 01