Беспроводные технологии / Методические материалы / 02 - Рабочая программа (Беспроводные технологии)_СОС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет)

Кафедра «Информационно-измерительная техника»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины ДВ.2.01.01 «Беспроводные технологии передачи измерительной информации» для направления «Информационно-измерительная техника и технологии в промышленности»

магистерской программы «Информационно-измерительная техника и технологии в инновационных проектах промышленности» подготовки магистра факультет Приборостроительный /КТУР/ кафедра-разработчик Информационно-измерительная техника

Методические материалы составлены в соответствии с Собственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению «Информационно-измерительная техника и технологии в промышленности» магистерской программы «Информационноизмерительная техника и технологии в инновационных проектах промышленности». Квалификация (степень) магистр.

Челябинск 2012

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Беспроводные технологии передачи измерительной информации» включена в вариативную часть дисциплин профессионального цикла основной образовательной программы

(ООП) магистратуры сосбственного образовательного стандарта (СОС) по направлению

«Информационно-измерительная техника и технологии в промышленности» магистерской программы «Информационно-измерительная техника и технологии в инновационных проектах промышленности». Значение и роль данной дисциплины в структуре подготовки выпускника заключаются в том, что она направлена на формирование таких общекультурных компетенций как:

–способность совершенствовать и повышать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

–способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

атакже следующих профессиональных компетенций:

–способность использовать в профессиональной деятельности результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

–способность на основе понимания общей проблемы формулировать частные задачи,

приводящие к ее решению (ПК-3);

–способность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы

(ПК-5);

– способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии, системы автоматизированного проектирования, современные профессиональные стандарты информационных технологий (ПК-15).

Данная дисциплина направлена на подготовку магистра в проектной и научно-

исследовательском видах профессиональной деятельности.

Профессиональные задачи, на решение которых направлены компетенции, сформированные магистром в процессе изучения дисциплины:

проектная деятельность:

разработка новых методов и применение современных средств проектирования информационно-измерительных систем;

проведение технико-экономического обоснования, оценки уровня показателей качества

иинновационных рисков коммерциализации принимаемых технических проектных решений;

научно-исследовательская деятельность:

использовать методы математического моделирования и современные информационные технологии при разработке проектов;

планировать, проводить научные исследования и опытно-конструкторские разработки в области техники измерений, применительно к промышленности

владеть:

навыками решения научно-исследовательских, проектных и технологических задач с использованием информационных технологий.

Дисциплина «Беспроводные технологии передачи измерительной информации» изучается в первом семестре магистреской программы, поэтому требования к уровню подготовки обучаемого,

необходимому и достаточному для освоения дисциплины базируются на дисциплинах,

компетенциях, знаниях, умениях и навыках сформированных на предыдущей ступени высшего образования, а именно студент должен:

знать:

основные понятия и методы: математического анализа,

аналитической геометрии, линейной алгебры, векторной алгебры;

основы дифференциального и интегрального исчисления, теории поля, операционного исчисления, функции комплексного переменного;

элементы теории вероятностей и математической статистики: статистическая обработка экспериментальных данных, планирование измерительного эксперимента, численные методы анализа экспериментальных данных

основные понятия теории информации:

кодирование данных, системы счисления, основы алгебры логики;

технические и программные средства реализации информационных технологий;

локальные и глобальные сети ЭВМ;

методы и базовые алгоритмы обработки информационных структур;

технологии разработки программного обеспечения: структурное программирование;

объектно-ориентированное программирование;

особенности современных языков программирования общего и специального назначения;

базы данных;

физические явления и эффекты, используемые для получения измерительной информации, и их применение для построения датчиков и измерительных преобразователей;

основы метрологии, системы стандартизации и сертификации средств измерений и контроля;

методы измерения различных физических величин и обработки измерительной информации;

методы анализа и расчета электрических и магнитных цепей, современную элементную базу электроники;

способы оценки точности (неопределенности) измерений и испытаний;

архитектуру современных микропроцессоров и микроконтроллеров средств измерений и их программное обеспечение;

принципы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, методы коррекции погрешностей;

основы проектирования приборов и систем, внешние воздействия, действующие на измерительные системы, принципы создания нормативно-технической документации;

методы, технологии и инструменты разработки программного обеспечения измерительных процессов;

модели и структуры информационных и измерительных сетей, информационные ресурсы сетей, теоретические основы современных информационных сетей;

уметь:

применять математические методы, физические и химические законы для решения практических измерительных задач в промышленности с применением средств вычислительной техники;

разрабатывать алгоритмы решения практических задач измерительной техники и информационных технологий, осуществлять их программную реализацию на языках высокого уровня;

применять вероятностно-статистический подход к оценке погрешности измерений и испытаний;

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы;

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем;

применять методы и средства измерения физических величин;

применять аттестованные методики выполнения измерений и испытаний;

владеть:

методологией математического описания физических явлений и процессов,

определяющих принципы работы различных технических устройств;

численными методами решения инженерных задач

навыками применения современных аппаратных и программных средств вычислительной техники в области промышленности;

планировать и реализовывать измерительные процедуры;

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы;

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем;

применять методы и средства измерения физических величин.

Базовыми дисциплинами являются «Информатика», «Математика», «Компьтерные технологии в приборостроении», «Технологии исредства передачи данных», «Компьютерные сети», «Интеллектуальные средства измерений».

1 ПРЕДМЕТ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Предметом изучения дисциплины являются сетевые технологии передачи информации, в том числе измерительной, базовые услуги в беспроводных локальных сетях и глобальных компьютерных сетях, web-технологии. Дисциплина рассматривает теоретические и практические основы в отрасли проектирования и эксплуатации беспроводных компьютерных сетей, важной особенностью которых является использование средств автоматизации обмена измерительной информацией с интеллектуальными средствами измерений, использующими протоколы IEEE 802.15.4 – ZigBee, IEC 62591 WirelessHART.

Глобальной целью изучения дисциплины «Беспроводные технологии передачи измерительной информации» является углубление общего информационного образования и информационной культуры студентов, а также формирование углубленных практических навыков использования современных информационных технологий в различных областях профессиональной деятельности и решения типовых задач информационного обеспечения при беспроводной передаче измерительной информации.

Основная задача – изучение основ теории построения сетей передачи данных, в первую очередь беспроводных.

Основные задачи:

Получение знаний по различным технологиям передачи информации (в том числе измерительной) по распределенным компьютерным системам.

Изучение методов проектирования и расчета локальных вычислительных сетей.

Изучение основ беспроводной передачи данных (в том числе измерительной информации).

Владение навыками использования Интернет-технологий для поиска информации в глобальной сети и построения локальных Intranet-сетей.

Способами решения указанной задачи, являются:

– проведение лекционных занятий по разделам дисциплины, указанным в разделе 5

настоящей рабочей программы, лабораторного практикума (раздел 6 настоящей рабочей программы), практических занятий (раздел 7 настоящей рабочей программы), а также самостоятельной работы студентов (раздел 12 настоящей рабочей программы) с использованием средств и материально-технического обеспечения дисциплины (раздел 11 настоящей рабочей программы) и списка основной и дополнительной рекомендуемой литературы, приведенном в разделе 10 настоящей рабочей программы.

– однотипное структурирование лекционного материала, лабораторного (компьютерного)

практикума и самостоятельных работ;

–гармонизация лекционного материала и практических работ по содержанию и времени проведения;

–использование современных технологий и протоколов передачи измерительной информации.

Передовые технологии, применяемые для достижения цели:

– проведение лекционных занятий с использованием интерактивного лекционного класса и комплекта мультимедийных лекций. Комплекс информационных средств на базе интерактивных информационных систем и ТСО включает в себя: интерактивную аудиторную доску обратной проекции; рабочее место преподавателя (сист. блок – 1 шт., монитор – 3 шт., интерактивный информационный комплекс – 1 шт,), специализированное рабочее место обучаемого – 32 шт.

– проведение лабораторных работ с использованием специализированной лаборатории на базе современных компьютеров с операционной системой Linux. Используемые утилиты: ifconfig,, ping, tcpdump, iReasoning MIB Browser, ftp; Telegesis Terminal.

2 МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Дисциплина «Беспроводные технологии передачи измерительной информации» включена в вариативную часть дисциплин профессионального цикла основной образовательной программы

(ООП) магистратуры сосбственного образовательного стандарта (СОС) по направлению

«Информационно-измерительная техника и технологии в промышленности» магистерской программы «Информационно-измерительная техника и технологии в инновационных проектах промышленности».

Исходные требования, необходимые для изучения дисциплины, заключаются в том, что студент должен:

знать:

основные понятия и методы: математического анализа,

аналитической геометрии, линейной алгебры, векторной алгебры;

основы дифференциального и интегрального исчисления, теории поля, операционного исчисления, функции комплексного переменного;

элементы теории вероятностей и математической статистики: статистическая обработка экспериментальных данных, планирование измерительного эксперимента, численные методы анализа экспериментальных данных

основные понятия теории информации:

кодирование данных, системы счисления, основы алгебры логики;

технические и программные средства реализации информационных технологий;

локальные и глобальные сети ЭВМ;

методы и базовые алгоритмы обработки информационных структур;

технологии разработки программного обеспечения: структурное программирование;

объектно-ориентированное программирование;

особенности современных языков программирования общего и специального назначения;

базы данных;

физические явления и эффекты, используемые для получения измерительной информации, и их применение для построения датчиков и измерительных преобразователей;

основы метрологии, системы стандартизации и сертификации средств измерений и контроля;

методы измерения различных физических величин и обработки измерительной информации;

методы анализа и расчета электрических и магнитных цепей, современную элементную базу электроники;

способы оценки точности (неопределенности) измерений и испытаний;

архитектуру современных микропроцессоров и микроконтроллеров средств измерений и их программное обеспечение;

принципы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, методы коррекции погрешностей;

основы проектирования приборов и систем, внешние воздействия, действующие на измерительные системы, принципы создания нормативно-технической документации;

методы, технологии и инструменты разработки программного обеспечения измерительных процессов;

модели и структуры информационных и измерительных сетей, информационные ресурсы сетей, теоретические основы современных информационных сетей;

уметь:

применять математические методы, физические и химические законы для решения практических измерительных задач в промышленности с применением средств вычислительной техники;

разрабатывать алгоритмы решения практических задач измерительной техники и информационных технологий, осуществлять их программную реализацию на языках высокого уровня;

применять вероятностно-статистический подход к оценке погрешности измерений и испытаний;

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы;

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем;

применять методы и средства измерения физических величин;

применять аттестованные методики выполнения измерений и испытаний;

владеть:

методологией математического описания физических явлений и процессов,

определяющих принципы работы различных технических устройств;

численными методами решения инженерных задач

навыками применения современных аппаратных и программных средств вычислительной техники в области промышленности;

планировать и реализовывать измерительные процедуры;

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы;

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем;

применять методы и средства измерения физических величин.

Базовыми дисциплинами для изучения являются «Информатика», «Математика», «Компьтерные технологии в приборостроении», «Технологии исредства передачи данных», «Интеллектуальные средства измерений».

Компетенции студента, необходимые для изучения дисциплины:

способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения, владение культурой мышления (ОК-1);