物联网NB-IoT开发与实践教学大纲
《物联网应用开发项目实践》教学大纲
《物联网应用开发项目实践》教学大纲课程编号：sa059562课程名称：物联网应用开发项目实践英文名称：Practice for the development of IoT Application课程类型：实践教学课程要求：必修学时/学分：5周/5适用专业：计算机科学与技术一、课程性质与任务本项目实践课程是计算机科学与技术以及软件工程专业的实践课。
本课程以项目驱动为导向，要求学生完成一个物联网应用开发项目。
通过本课程的实践，学生综合运用嵌入式系统、数字系统设计、嵌入式软件开发、无线传感器网络等知识完成一个选定的物联网相关项目。
通过对项目的前期调研以及对所用软硬件的选择和学习，培养学生在查阅设计资料的能力；学生运用完成前台界面设计和后台物联网相关的传感器设备的开发，提高学生的分析问题解决问题的能力以及设计解决方案的能力。
通过分组分工合作进行物联网项目的调试开发过程，培养学生团结协作能力、沟通能力以及项目管理能力。
二、课程与其他课程或教学环节的联系先修课程：嵌入式系统、数字系统设计、传感器网络、嵌入式软件开发等。
后续课程：毕业设计。
“嵌入式系统”为本课程打下理论基础，“数字系统设计”以及“传感器网络”为本项目的开发提供了硬件设计知识，“嵌入式软件开发”为本项目提供了嵌入式软件开发方法。
本课程积累了项目开发经验，为学生完成毕业设计课题中的需求分析、总体设计、详细开发以及论文撰写等环节打下基础。
三、课程教学目标1．能够按照企业项目组织方式，分工合作，按计划开发进度，按期完成项目，具有良好的沟通通能力、团队合作意识与项目管理能力。
（支撑毕业能力要求9、10 、11）。
2．能够综合运用嵌入式系统、数字系统设计、传感器网络、嵌入式软件开发技术，对企业项目进行分析、设计并实现过程，并能按企业标准接受验收，具备相关工程知识，能够分析问题并能够设计相关项目的解决方案。
(支撑毕业能力要求1、2、3)。
3. 学生进行系统设计时候考虑到嵌入式系统的定制性，满足环保要求，具有可持续发展的思想。
物联网教学大纲
物联网教学大纲一、引言随着科技的发展，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了现代社会中的一个重要概念。
它将各种物体通过互联网进行连接与交互，为我们的生活带来了前所未有的便利。
本教学大纲就是为了让学生了解并掌握物联网的基本概念、原理、技术和应用，培养学生在物联网领域的实践能力。
二、教学目标1. 了解物联网的发展背景和基本概念；2. 掌握物联网的核心技术原理；3. 熟悉物联网的相关标准和协议；4. 学习物联网的安全与隐私保护措施；5. 能够进行物联网系统的设计与开发；6. 探索物联网在不同领域中的应用案例。
三、教学内容与安排1. 物联网概述1.1 什么是物联网？1.2 物联网的发展历程与应用场景1.3 物联网的关键特性与优势1.4 物联网的发展趋势2. 物联网的核心技术2.1 传感器和执行器技术2.2 无线通信技术2.3 数据处理与分析技术2.4 云计算与边缘计算技术3. 物联网的标准与协议3.1 物联网相关标准概述3.2 物联网通信协议介绍（如MQTT、CoAP、AMQP等）3.3 物联网安全标准与协议4. 物联网的系统设计与开发4.1 物联网系统的架构设计4.2 设备接入与数据采集4.3 数据存储与管理4.4 数据分析与可视化5. 物联网的安全与隐私保护5.1 物联网安全威胁与风险 5.2 物联网安全技术与策略5.3 隐私保护与合规性要求6. 物联网的应用案例6.1 智能家居与智能城市 6.2 工业自动化与物流管理 6.3 农业与环境监测6.4 医疗健康与智能穿戴四、教学方法与评价方式1. 教学方法1.1 授课讲解和案例分析 1.2 实验演示与操作实践1.3 小组讨论与互动交流2. 评价方式2.1 平时表现与参与度2.2 课堂作业与实验报告 2.3 期末考试或课程项目五、教材参考与资源需求1. 教材参考1.1 《物联网原理与技术》作者：XXX1.2 《物联网导论》作者：XXX2. 资源需求2.1 教室设备：投影仪、实验设备2.2 计算机实验室六、教学团队与负责人员本课程由物联网领域的专业教师组成，负责教授相关知识和指导学生。
《物联网NB-IoT开发与实践》第二章 NB-IoT开发实验平台介绍
2.1.1 EVB_M1开发实验平台介绍
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
4
EVB_M1开发实验平台所提供的部分模块如下。
烟感扩展板
EVB_M1主板
光强扩展板
GPS扩展板
温湿度扩展板
2.1.2 EVB_M1主板介绍
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
5
EVB_M1主板集成了NB-IoT通信模组、 微控制单元（Microcontroller Unit， MCU）、锂电池电源管理电路、OLED显 示屏等部件，整体设计考虑了NB-IoT的低 功耗特性，该主板具备功耗测量接口，增 加测量模块即可实现功耗测量功能。 EVB_M1主板的板载资源位图如图所示。
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
18
2.2 EVB_M1主板原理图详解
13．锂电池电源管理电路
锂电池电源管理电路采用的是 TP5410芯片，该芯片是一款单节 锂电池专用的电池充电及5V恒压升 压控制器，充电电路部分集高精度 电压/充电电流调节器、预充、充 电状态指示和充电截止等功能于一 体，具备更方便的电源管理方案， 芯片可以给锂电池输出最大1A的充 电电流。
2.2 EVB_M1主板原理图详解
5．LED灯
为了方便项目开发调试及查看 设备运行状态，EVB_M1主板预留 了一个LED灯，供用户编写代码设 置状态使用。该LED灯连接MCU的 PC13引脚。当PC13引脚输出高电 平时，会点亮LED灯。
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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2.2 EVB_M1主板原理图详解
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
7
2.2 EVB_M1主板原理图详解
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
NBiot教学大纲
NBiot教学大纲NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种低功耗、宽覆盖、低成本的物联网通信技术，它为物联网设备提供了更稳定、更可靠的连接。
随着物联网技术的快速发展，NB-IoT的应用范围也日益扩大。
为了推动NB-IoT技术的普及和应用，制定一份全面而系统的教学大纲是非常必要的。
一、背景介绍NB-IoT作为物联网通信技术的一种重要分支，具有许多优势。
首先，它采用了窄带宽技术，可以在现有的GSM、WCDMA、LTE网络上进行部署，无需额外的频谱资源。
其次，NB-IoT具有较低的功耗，可以延长物联网设备的电池寿命。
此外，NB-IoT还具有较强的穿透能力和广泛的覆盖范围，适用于各种室内外环境。
二、教学目标制定NB-IoT教学大纲的首要任务是明确教学目标。
教学大纲应该包括学生需要掌握的基本知识、技能和能力。
在NB-IoT教学中，学生应该了解NB-IoT的基本原理和技术特点，掌握NB-IoT的网络架构和协议，熟悉NB-IoT的应用场景和案例。
此外，学生还应该具备NB-IoT设备的开发和调试能力，能够独立完成NB-IoT项目的设计和实施。
三、教学内容NB-IoT教学内容应该包括理论知识和实践操作。
在理论知识方面，教学大纲应该包括NB-IoT的基本原理、网络架构、协议和安全性等方面的内容。
学生需要了解NB-IoT的物理层、MAC层和应用层的工作原理，掌握NB-IoT的通信流程和数据传输方式。
此外，学生还需要了解NB-IoT的安全性和隐私保护机制，以及NB-IoT与其他物联网通信技术的比较。
在实践操作方面，教学大纲应该包括NB-IoT设备的开发和调试实验。
学生需要学习如何使用NB-IoT模组和开发板，进行NB-IoT设备的硬件连接和软件编程。
他们需要学会使用NB-IoT开发工具和平台，进行NB-IoT设备的配置和调试。
此外，学生还需要进行NB-IoT网络的搭建和测试，以及NB-IoT应用的开发和测试。
物联网NB-IoT开发与实践教学大纲
《物联网NB-IoT实战开发》课程教学大纲学分： 4学时：64适用专业: 物联网工程专业一、课程的性质与任务课程的性质：本课程是为物联网工程专业学生开设的课程。
课程安排在第四学期。
课程的任务：通过本课程的学习，使学生了解NB-IoT的基本框架，NB-IoT的基本理论，以及物联网方面的相关理论、方法和技能。
为学生今后从事物联网行业或者进行嵌入式开发等奠定良好的基础。
同时本课程将紧密结合实际，及时讲解最新的开发板教程，并通过项目实战来让学生了解最新的技术动向。
前导课程：《物联网工程导论》、《物联网通信技术》、《物联网体系结构》、《传感器原理及应用》后续课程：《物联网控制原理与技术》、《物联网嵌入式系统开发》二、教学基本要求理论上，要求学生掌握NB-IoT的基础知识、了解EVB_M1开发板主板及其各部分电路与功能、防火墙的原理及应用、熟悉NB-IoT的AT指令集以及NB-IoT的通信技术。
实践上，要求学生能学习并完成NB-IoT基础开发实战、物联网平台OceanConnect开发实战、物联网操作系统LiteOS开发实战几个实战教程。
要求学生能自主完成物联网（NB-IoT）实战演练中的四个开发项目以及NB-IoT扩展开发。
目标是培养掌握数学、自然科学、人文科学基础知识和物联网相关的计算机、通信、电子、控制基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，以物联网工程的基本理论和基本技能为基础，以现代电子技术、通信技术、计算机、控制、信息安全、系统工程等理论为指导，以计算机硬件和软件系统为应用平台，以物联网工程领域为应用目标，具有较高综合素质和就业创业能力，能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施、运维等工作的创新能力较强的高素质应用型人才。
三、教学条件技术网络机房，EVB_M1开发板五、教法说明本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。
在理论上，通过介绍物联网NB-IoT引入概念、开发实验平台和EVB_M1主板详解。
物联网NB_IoT开发与实践 (2)[21页]
![物联网NB_IoT开发与实践 (2)[21页]](https://img.taocdn.com/s3/m/ff516dcd7e21af45b307a8be.png)
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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2.2 EVB_M1主板原理图详解
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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9．串口选择电路
串口选择电路是一个2×4的排针，通过跳线 帽连接针脚实现电路的连接。此电路中UART1 为单片机日志输出接口，NB_AT为NB-IoT通信 模组的AT指令交互的接口；CH340为USB转TTL 芯片的串口；UART2为MCU与NB-IoT通信模组 的AT指令交互的串口。
2.2 EVB_M1主板原理图详解
5．LED灯
为了方便项目开发调试及查看 设备运行状态，EVB_M1主板预留 了一个LED灯，供用户编写代码设 置状态使用。该LED灯连接MCU的 PC13引脚。当PC13引脚输出高电 平时，会点亮LED灯。
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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2.2 EVB_M1主板原理图详解
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会-华为 ICT产学合作项目物联网实践系列教材 物联网NB-IoT开发与实践 人民邮电出版社
内容 导航
CONTENTS
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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EVB_M1开发实验平台硬件资源
第2章 NB-IoT开发实验平台介绍
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2.2 EVB_M1主板原理图详解
13．锂电池电源管理电路
锂电池电源管理电路采用的是 TP5410芯片，该芯片是一款单节 锂电池专用的电池充电及5V恒压升 压控制器，充电电路部分集高精度 电压/充电电流调节器、预充、充 电状态指示和充电截止等功能于一 体，具备更方便的电源管理方案， 芯片可以给锂电池输出最大1A的充 电电流。
《物联网工程专业实习》课程教学大纲
《物联网工程专业实习》教学大纲二、教学目标专业实习是实践性的教学环节，是培养学生综合运用大学中所学理论知识去解决实际问题的基本能力训练，也是顺利完成毕业环节教学的基础和前提。
通过专业实习，达到如下目的：1．较全面、深入地了解与物联网技术相关的工作及重要作用，熟悉相关工作和主要业务内容，以及物联网系统开发与应用的特点和意义。
了解在实际工作中如何进行有关物联网工程专业技术方面的业务活动。
使学生对所学专业的意义和特点有更为全面的认识。
2．帮助学生进一步消化、补充和巩固已学到的专业理论知识。
通过实践环节，检查学生对所学知识的理解程度、掌握程度和实际应用能力；检查学生与毕业论文（设计）有关的各项准备工作的计划性和完善程度。
3．有针对性地锻炼学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，促进学生将所学理论与实践相结合，培养他们脚踏实地、扎扎实实的工作作风，为今后较顺利地走上工作岗位打下一定的基础。
4．在实习过程中，进一步锻炼学生与人合作共事的能力，从教能力，组织能力，应变能力以及善于做思想工作的能力。
5．利用实习来检验我院的教育质量和学生在实际工作中的适应能力，检验我院培养规格及培养目标所达到的水平。
6．在实习中，总结经验教训，肯定成绩，发现问题，积极采取改进措施，进一步提高教育与教学质量。
三、教学内容及组织形式实习内容：专业实习是学生接触社会、将理论付诸实践的教学过程，每位学生都要积极参加。
通过一段时间在相关岗位上的具体实践练习，了解实际工作中物联网应用系统开发与应用的具体工作流程及不同模式，从而使已学过的专业知识与实践相结合。
专业实习的基本内容是：1．收集相关资料，了解实习单位的组织机构，尤其是与物联网技术相关的组织机构的设立及其职责权限的划分情况。
2．参与实习单位的业务过程，了解实习单位的业务处理流程，绘制主要业务的数据流程图。
4．分析评价实习单位在物联网系统应用工作中制度规范的制定和执行情况与不足，并提出合理化改进意见。
物联网课程大纲
物联网课程大纲一、课程介绍1.1 课程名称：物联网课程1.2 课程类型：理论与实践相结合1.3 学时安排：总计60学时，每周2学时，共30周1.4 主要内容：介绍物联网的基本概念、关键技术、应用场景以及未来发展方向二、课程目标2.1 理论目标：了解物联网的基本概念、架构和关键技术2.2 实践目标：能够设计、搭建和管理基于物联网的系统三、课程大纲3.1 物联网概述3.1.1 定义和发展历程3.1.2 物联网架构及组成要素3.1.3 物联网与传统互联网的区别3.2 物联网关键技术3.2.1 传感技术3.2.1.1 传感器类型及原理3.2.1.2 传感数据采集与处理3.2.2 通信技术3.2.2.1 无线通信技术3.2.2.2 物联网通信协议3.2.3 数据存储与处理技术3.2.3.1 云计算及边缘计算3.2.3.2 大数据分析与挖掘3.3 物联网应用场景3.3.1 智慧城市3.3.1.1 智能交通系统3.3.1.2 智能能源管理3.3.2 智慧农业3.3.2.1 农业生产监测与智能控制 3.3.2.2 农产品溯源与质量监管 3.3.3 智慧医疗3.3.3.1 远程医疗与健康管理3.3.3.2 医疗器械监测与数据分析3.4 物联网安全与隐私保护3.4.1 物联网安全威胁及防范措施3.4.2 系统隐私保护与用户权益四、教学方法与评估4.1 教学方法4.1.1 理论授课4.1.2 实践操作4.1.3 课堂讨论与案例分析4.2 评估方式4.2.1 平时成绩占比：40%4.2.2 期末考试占比：60%五、参考教材5.1 主教材：《物联网导论》5.2 辅助教材：《物联网技术与应用》、《物联网安全与隐私保护》六、课程要求6.1 课前预习，主动参与课堂讨论6.2 参与实践操作，完成相关实验和项目6.3 完成作业和课程设计6.4 参与小组讨论与报告展示七、创新点与亮点通过本课程的学习，学生可以全面了解物联网的基础概念和核心技术，并深入了解物联网在智慧城市、智慧农业、智慧医疗等领域的广泛应用。
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级
模组固件升级
件升级
学时合计
64
五、教法说明
本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。在理论上，通过介绍物联网 NB-IoT 引入 概念、开发实验平台和 EVB_M1 主板详解。在实践上，通过 NB-IoT 基础开发实战、物联网平 台开发实战与物联网操作系统开发实战等基础实战教程发挥学生学习的主观能动性，通过对 NB-IoT 温湿度采集器开发、NB-IoT 智慧路灯开发、NB-IoT 智慧烟雾报警器开发、NB-IoT 智 慧物流跟踪开发四个项目进行实际开发，并应用于实践操作之中。注重介绍物联网 NB-IoT 的最新理论和技术。
1. NB-IoT 温湿度采集
器开发
熟悉项目开发
2. NB-IoT 智慧路灯开 1. 了解项目开发流程
流程、掌握熟悉
NB-IoT 实战 发
2. 熟悉云平台使用流
7
云平台使用流 14
演练
3. NB-IoT 智慧烟雾报 程
程与应用开发
警器开发
3. 熟悉应用开发流程
流程
4. NB-IoT 智慧物流跟
踪开发
实施、运维等工作的创新能力较强的高素质应用型人才。
三、教学条件
技术网络机房，EVB_M1 开发板
四、教学内容及学时安排
序 单元
号
教学内容
训练项目
必备知识
教学目标 学时
NB-IoT 简介 1
了解 NB-IoT、物
1. 物联网的发展
1. NB-IoT 概况
联网发展历程、
2. 物联网技术解析
2. NB-IoT 通信技术
本课程要求学生自己动手分析实例，学习基本理论和方法，结合已有的知识，适当组织 一些讨论，充分调动学生的主观能动性，以达到本课程的教学目的。 本课程的重点：NB-IoT 的基础理论、NB-IoT 开发实验平台介绍、开发实战内容、NB-IoT 实战 演练。
本课程的难点：开发实战内容、NB-IoT 实战演练。
网方面的相关理论、方法和技能。为学生今后从事物联网行业或者进行嵌入式开发等奠定 良好的基础。同时本课程将紧密结合实际，及时讲解最新的开发板教程，并通过项目实战 来让学生了解最新的技术动向。 前导课程：《物联网工程导论》、《物联网通信技术》、《物联网体系结构》、《传感器 原理及应用》 后续课程： 《物联网控制原理与技术》、《物联网嵌入式系统开发》
六、考核方式及评分办法
1. 出勤、平时作业：20% 2. 理论考试： 50% 3. 课程设计：30%
八、教材和参考书 教 材：
NB-IoT 通信技 4
3. NB-IoT 通信技术
3. NB-IoT 物联网应用
术以及 NB-IoT
4. NB-IoT 物联网应用
物联网应用
1. 了解开发实验平台
了解开发实验
1. 开发实验平台硬 硬件
平台硬件资源
NB-IoT 开发实 件资源介绍
2. 了解 EVB_M1 开发
2
与 EVB_M1 开 6
10
3. Postman 调测北向 OceanConnect
开发实战
实战内容
API
开发实战内容
物联网操作 6 系统 LiteOS
开发实战
物联网操作系统 LiteOS 开发实战 内容
1．LiteOS 源码准备 掌握物联网操
2. 用 LiteOS 点亮 LED 作系统 LiteOS
8
应用
开发实战
3. LiteOS AT 框架搭建 内容
验平台介绍 2. EVB_M1 主板原理 实验平台主板
发实验平台主
图详解
3. 熟悉 EVB_M1 主板
板及其原理图
原理图
1. MDK 软件安装及
了解 MDK 软件
开发环境配置
安装及开发环
2. STM32CubeMX 安
1. 配置基本的集成开 境配置、
集成开发环 装及开发环境配置
3
发环境
STM32CubeMX 6
课程编号
编制人
制定日期 修订日期
审定日期
《物联网 NB-IoT 实战开发》课程教学大纲
学 分： 4 学 时： 64 适用专业: 物联网工程专业
一、课程的性质与任务
课程的性质： 本课程是为物联网工程专业学生开设的课程。课程安排在第四学期。
课程的任务： 通过本课程的学习，使学生了解 NB-IoT 的基本框架，NB-IoT 的基本理论，以及物联
容、了解 NB-IoT 8
的通信功能、
3. NB-IoT 的通信
4. NB-IoT 与 IPv6 应用 NB-IoT 低功耗 5. NB-IoT 低功耗设计 设计等
1. 平台设计
掌握物联网平
物联网平台 物联网平台
2．NB-IoT 模组对接 台
5 OceanConnect OceanConnect 开发
境搭建
3. 调试工具 QCOM
2. 配置云平台环境 安装及开发环
安装
境配置等开发
4. 华为云服务器环
环境配置
境配置
1. 了解 NB-IoT 的 AT 掌握 NB-IoT 基
1. NB-IoT 的 AT 指令 指令集
础开发实战内
NB-IoT 基础 集
4
开发实战
2. NB-IoT 设备入网
2. NB-IoT 设备入网 3. NB-IoT 的通信
目标是培养掌握数学、自然科学、人文科学基础知识和物联网相关的计算机、通信、 电子、控制基本理论、 基本知识、基本技能和基本方法，以物联网工程的基本理论和基 本技能为基础，以现代电子技术、通信技术、计算机、控制、信息安全、系统工程等理论 为指导，以计算机硬件和软件系统为应用平台，以物联网工程领域为应用目标，具有较高 综合素质和就业创业能力，能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、
二、教学基本要求
理论上，要求学生掌握 NB-IoT 的基础知识、了解 EVB_M1 开发板主板及其各部分电 路与功能、防火墙的原理及应用、熟悉 NB-IoT 的 AT 指令集以及 NB-IoT 的通信技术。
实践上，要求学生能学习并完成 NB-IoT 基础开发实战、物联网平台 OceanConnect 开 发实战、物联网操作系统 LiteOS 开发实战几个实战教程。要求学生能自主完成物联网 （NB-IoT）实战演练中的四个开发项目以及 NB-IoT 扩展开发。
1. NB-IoT 场景应用设
1. 了解 NB-IoB-IoT 扩展 2. NB-IoT 业务模型
展开发内容并
2. 了解 NB-IoT 业务
8 开发
设计规范
掌握 NB-IoT 场 8
模型设计规范
3. NB-IoT 模组固件升
景应用设计与
3. 了解 NB-IoT 模组固