课程名称 |
物联网云平台与应用实验 |
Experiments of IoT Cloud Platform and Application |
开课单位 |
计算机科学与工程学院 |
课程性质 |
必修课 |
课程类别 |
实践环节 |
课程代码 |
210731104701 |
学分 |
1 |
学时 |
22 |
适用专业 |
物联网工程 |
先修课程 |
物联网技术概论、标识与感知、物联网通信技术、嵌入式系统原理与应用 |
支撑课程 |
物联网通信技术 |
授课语言 |
中文 |
一、课程简介
（一）课程中文简介
物联网云平台与应用实验是物联网工程专业独立开设的实验课程，本课程旨在培养学生利用物联网云平台环境针对具体应用进行云平台的开发及应用。本课程的实验内容主要包括：物联网云平台总体分析与设计、物联网云平台开发环境及开发流程、物联网云平台设备接入、云平台加入安全鉴权、物联网云平台消息机制、物联网云平台应用开发等。通过本课程的学习，使学生掌握物联网云平台环境搭建相关技术、方法及工作原理，掌握基本的物联网云平台实现技术；理解云平台实现技术的特点，能够根据实际应用选择合适的技术实现方法、项目管理与决策等，设计合适的实验方案；能够综合运用云平台的理论知识及技术工具，搭建物联网应用云平台，对数据进行正确处理，培养学生解决复杂工程问题的能力。
（二）课程英文简介
The Internet of Things Cloud Platform and Application Experiment is an independent experimental course offered by the major of Internet of Things Engineering. This course aims to train students to use the Internet of Things cloud platform environment to develop and apply cloud platforms for specific applications. The experimental content of this course mainly includes: the overall analysis and design of the Internet of Things cloud platform, the development environment and development process of the Internet of Things cloud platform, the device access of the Internet of Things cloud platform, the security authentication of the cloud platform, the message mechanism of the Internet of Things cloud platform, the thing Networking cloud platform application development, etc. Through the study of this course, students will be able to master the related technologies, methods and working principles of IoT cloud platform environment construction, master the basic IoT cloud platform implementation technology; understand the characteristics of the cloud platform implementation technology, and be able to choose the appropriate technology implementation according to the actual application Methods, project management and decision-making, etc., design appropriate experimental programs; able to comprehensively use the theoretical knowledge and technical tools of the cloud platform to build an IoT application cloud platform, correctly process data, and cultivate students' ability to solve complex engineering problems.
二、实验课程目标
本课程的目标包括：
CO1：能够对云平台相关实验进行归纳总结，并结合物联网专业理论及工程实践综合形成有效结论。
CO2：能够根据实际应用制定合理的计划，对云平台应用的全生命周期进行有效管理。
CO3：能够根据云平台应用开发的特点，进行项目管理，并对突发问题进行应急处理，完成项目的各阶段目标。
课程目标与所支撑的毕业要求指标点的对应关系如下表所示。
适用专业 |
毕业要求内涵观测点 |
课程目标 |
物联网工程 |
GR4.5：能够结合专业理论与工程实践，对实验进行归纳总结，并通过信息综合形成合理有效的结论。 |
CO1 |
GR11.2：能够制定合理的计划，并对物联网项目的全生命周期进行有效管理。 |
CO2 |
GR11.3：能够在多学科环境下，选择并运用恰当的项目管理与经济决策方法、技术与工具，完成项目各阶段的目标，并能对项目管理中的突发问题进行应急处理。 |
CO3 |
三、实验内容与要求
（一）实验设计（实验类型及内容）
验证性：了解物联网云平台的开发环境及开发流程；编写代码，实现设备安全鉴权。验证性实验占比为19%。
设计研究性：对物联网云平台进行需求分析，对物联网云平台应用用户功能、设备功能、数据处理及应用开发等总体分析与设计；编写程序代码，将物联网设备与物联网云平台实现连接、数据交互（上报、透传）、命令控制等任务。设计研究性实验占比为27%。
综合性：编程利用物联网设备消息机制实现对传感器设备的设备连接、数据上报及查看、消息管理等任务；编写代码程序，通过云平台接口程序，针对用户应用需求，完成物联网云平台的应用开发。综合性实验占比为54%。
表2 实验内容与课程目标对应关系
实验课程目标 |
实验模块（可选） |
对应实验 |
CO1 |
|
实验2、实验3、实验4、实验5 |
CO2 |
|
实验1 |
CO3 |
|
实验6 |
（二）实验内容及要求
表3 实验内容与要求
编号 |
实验项目 |
学时数 |
实验内容 |
实验类型 |
实验要求 |
1 |
物联网云平台总体分析与设计 |
2 |
对物联网云平台进行需求分析，对物联网云平台应用用户功能、设备功能、数据处理及应用开发等总体分析与设计 |
设计研究性 |
必做 |
2 |
物联网云平台开发环境及开发流程 |
2 |
了解物联网云平台的开发环境及开发流程 |
验证性 |
必做 |
3 |
物联网云平台设备接入 |
4 |
编写程序代码，将物联网设备与物联网云平台实现连接、数据交互（上报、透传）、命令控制等任务 |
设计研究性 |
必做 |
4 |
云平台加入安全鉴权 |
2 |
编写代码，实现设备安全鉴权 |
验证性 |
必做 |
5 |
物联网云平台消息机制 |
6 |
编程利用物联网设备消息机制实现对传感器设备的设备连接、数据上报及查看、消息管理等任务 |
综合性 |
必做 |
6 |
物联网云平台应用开发 |
6 |
编写代码程序，通过云平台接口程序，针对用户应用需求，完成物联网云平台的应用开发 |
综合性 |
必做 |
四、实验设备与环境配置
1.计算机：Intel Core2 Duo E4300 1.8GHZ、内存512MB、硬盘15GB以上。
2.编译器：支持ISO C++ 98标准特性，如GCC、VC++7以上；或支持ISO C++ 11标准特性，如GCC 4.8.1、VC++ 2013以上。
3.物联网云平台实验环境
4.物联网教学实验箱及传感器节点硬件设备套件
五、课程思政、创新创业元素
教学章节 |
知识点 |
思政元素案例 |
培养目标 |
备注 |
实验1 |
物联网云平台开发环境及开发流程 |
开发环境及易用性 |
增强学生的科学探索精神 |
|
实验2 |
物联网云平台设备接入 |
设备接入多样性选择 |
培养学生分析问题及解决问题的能力 |
|
实验3 |
云平台加入安全鉴权 |
安全案例分析 |
学生工程科学伦理教育 |
|
实验4 |
物联网云平台消息机制 |
消息机制及工作机理 |
培养学生科学思维及方法使用 |
创新创业教育 |
实验5 |
物联网云平台应用开发 |
云平台开发技术及发展 |
激发学生精益求精的工匠精神及科技报国的使命担当 |
创新创业教育 |
六、主要参考资料
[1]林勇.《物联网云平台设计与开发》.北京：人民邮电出版社，2018．
[2]廖建尚.物联网&云平台高级应用开发[M].北京：电子工业出版社，2017．六、考核方式、方法及实验成绩评定方法
考核成绩采用五级制。课程成绩考核主要由平时成绩组成。平时考核包括各次实验考核、综合考核、出勤等形式。其中各次实验考核成绩为前3次实验的平均成绩，占总成绩的60%，综合考核成绩为最后两次实验的成绩，占总成绩的40%。出勤为扣分项，每缺勤一次扣2分。每次实验的评分标准如表4所示。实验成绩的计算公式为：
实验成绩=前3次实验平均成绩×60% +最后2次实验成绩×40% -缺勤次数×2
（一）评分标准
表4 实验评分标准
考核 环节 |
<60 （不及格） |
60-69 （及格） |
70-79 （中等） |
80-89 （良好） |
90-100 （优秀） |
平时 |
1、实验过程极不认真，不主动；实验过程有抄袭或作假；实验后，未对仪器设施进行规整。2、实验报告不符合规范或有明显内容缺漏；实验结果误差较大；存在抄袭；长时间拖欠实验报告。3、不能对实验中的问题进行分析和判断，需要教师或同学帮助检查，处理实验中出现的问题。4、实验过程中，同组同学不能相互配合，不协调，各自独自操作。 |
1、实验不太认真和缺乏主动；实验过程无抄袭或作假；实验后未对仪器设施进行规整。2、实验报告基本满足要求，各部分内容大体齐全；对实验过程叙述较详细，实验结果存在误差；没有抄袭；未能及时上交实验报告。3、在教师引导下，对实验过程中的问题进行检查和分析，在教师指导或同学协助下，对问题进行判断和处理。4、实验过程中，同组同学分工合作较差、配合不太协调。 |
1、实验态度较认真，但缺乏主动；实验过程无抄袭或作假；实验后，在教师提示下，能对仪器设施进行规整。2、实验报告能满足规范要求，各部分内容基本齐全；对实验过程叙述较详细，实验结果准确性一般；没有抄袭；在规定时间内上交实验报告。3、在教师引导下，对实验过程中的问题进行检查、分析和判断，在教师指导下，进行问题的处理。4、实验过程中，同组同学能进行分工、配合与协调一般。 |
1、实验态度较认真，较主动；实验过程无抄袭或作假；实验后，在教师提示下，能对仪器设施进行规整。2、实验报告格式较规范，各部分内容较齐全；对实验过程叙述详细，实验结果准确；没有抄袭；及时上交实验报告。3、对实验过程中的问题能自行进行检查、分析和判断，在教师提示下，进行问题的处理。4、实验过程中，同组同学能进行分工、相互配合。 |
1、实验态度认真，积极主动；实验过程无抄袭或作假；实验后，自觉对仪器设施进行规整。2、实验报告格式规范，各部分内容完整；对实验过程叙述详细、结构严谨，逻辑性强，结果准确性高；没有抄袭；及时上交实验报告。3、对实验过程中的问题能自行进行检查、分析、判断和处理。4、实验过程中，同组同学能自觉分工、积极配合。 |
（二）实验项目（或考核环节）权重
表5 实验课程目标与实验项目（或考核环节）对应关系
实验项目（或考核环节） |
目标1 |
目标2 |
目标3 |
物联网云平台总体分析与设计 |
|
100% |
|
物联网云平台开发环境及开发流程 |
20% |
|
|
物联网云平台设备接入 |
30% |
|
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云平台加入安全鉴权 |
30% |
|
|
物联网云平台消息机制 |
20% |
|
|
物联网云平台应用开发 |
|
|
100% |
|
100% |
100% |
100% |
撰稿人：罗汉江
审核人：陈雪
批准人：罗汉江
