【香港理工大学 PolyU】EIE2113课程全解析|学习重点与高分指南

　　课程目标(Objectives)

　　提供物联网(IoT)的总体概述，包括电路、传感器、嵌入式系统、通信与网络、数据处理及安全等内容;

　　通过使用物联网开发套件的实验练习，介绍物联网的基本实践概念，包括感知、执行与通信。

　　课程内容概要

　　1.物联网简介(Introduction to the Internet of Things, IoT)

　　什么是物联网?为什么物联网重要?

　　物联网系统结构：传感器与执行器、连接与网络、数据分析与存储

　　物联网如何实现创新型产品与服务

　　物联网安全概述

　　2.典型的物联网应用(Cool IoT Applications)

　　智慧城市与智慧家居

　　智慧制造与智慧工厂

　　车联网(Internet of Vehicles)

　　医疗健康领域：婴儿监测、老年人监测、情绪调节、疾病治疗、用药依从性提升及相关挑战

　　3.物联网电子学基础(Electronics for IoT)

　　电子电路与信号概述

　　电池与无电池物联网设备

　　能源管理

　　模拟与数字信号;模数/数模转换(ADC/DAC)

　　嵌入式系统基础

　　4.物联网中的传感器与执行器(Sensors and Actuators for IoT)

　　传感器与执行器的分类与规格

　　各类传感器与执行器的功能

　　将常见传感器与执行器接口连接至物联网开发套件

　　5.物联网网关(Gateway for IoT)

　　物联网网关的功能

　　设备间通信(Inter-Device Communications)

　　微控制器：外设、总线及直接存储访问(DMA)

　　通用输入/输出(GPIO)与脉宽调制(PWM)

　　操作系统与多程序设计

　　6.物联网的软件与数据分析(Software and Data Analytics for IoT)

　　开发套件库与示例(如 Arduino)

　　针对不同物联网服务选择开发编程语言

　　云计算(Cloud Computing)

　　利用人工智能与机器学习进行数据分析

　　7.物联网的连接与网络(Connectivity and Networking for IoT)

　　无线系统的历史演变

　　各类无线物联网系统

　　无线信道容量

　　低功耗广域网(LPWAN)

　　MQTT协议

　　课程学习重点(Study Focus)

　　EIE2113课程的核心在于理论与实践并重，不仅要求学生理解物联网系统的概念框架，还要能够将知识应用到真实的实验操作中。以下是本课程的主要学习重点：

　　1.物联网系统的整体架构

　　掌握从“感知层–网络层–应用层”三个层次的系统结构，是理解IoT运作的关键。学生需要熟悉传感器、网关、云平台以及数据处理模块之间的关系，以及如何在系统中实现数据采集与反馈控制。

　　2.嵌入式系统与微控制器应用

　　本课程大量涉及嵌入式系统开发，尤其是Arduino或类似开发板的使用。理解GPIO、PWM、DMA等底层操作概念，以及如何与传感器/执行器通信，是实验部分的重点。

　　3.通信协议与网络技术

　　学习常见的无线通信技术(如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、LoRa、NB-IoT等)及其适用场景，重点掌握MQTT协议在物联网中实现设备间消息传递的机制。

　　4.数据处理与分析

　　学生应理解物联网产生的数据如何在云端进行处理与分析，尤其是利用AI与机器学习实现数据的智能化应用。例如，预测性维护、健康监测数据分析、能耗优化等。

　　5.物联网安全与隐私保护

　　课程将强调安全通信、数据加密与身份认证等议题，帮助学生认识IoT安全漏洞的风险与防护措施。

　　6.能源效率与可持续性设计

　　如何设计低功耗IoT系统、使用能源采集技术(Energy Harvesting)以及优化电源管理，是实现智能设备长期运行的重要考点。

　　课程难点分析(Difficulties & Tips)

　　1.跨学科知识要求高

　　EIE2113融合了电子工程、计算机科学与数据分析等多学科内容，初学者容易感到知识点杂乱。建议同学在学习前复习基础电路原理与C/C++编程逻辑，为实验环节做好准备。

　　2.实验部分要求动手能力强

　　课程实验不仅是对理论的验证，更是评估学生理解深度的重要环节。学生需要掌握传感器的连接、电路调试以及数据传输的完整流程，建议通过Arduino或ESP32等设备提前练习。

　　3.理解通信协议与网络概念

　　许多同学在学习无线通信部分时会卡在信号传输、协议栈及带宽计算等概念。可通过阅读官方文档与模拟实验，理解各协议的适用场景与性能差异。

　　高分攻略(High Distinction Tips)

　　理论+实践结合：课堂笔记务必与实验报告相互印证，形成完整的知识链。

　　善用开发板与云平台：如Arduino Cloud、Blynk或AWS IoT Core，提升项目实操深度。

　　关注报告细节：实验报告需清晰呈现数据来源、分析方法与结论逻辑，尤其注意图表与代码注释的规范性。

　　组队协作与创新设计：课程通常包含小组项目，选择有创新性的主题(如智慧家居节能系统)更容易获得高分。

　　提前预习实验材料：实验手册内容较多，提前熟悉硬件接口与软件环境可避免临场出错。

　　结语

　　EIE2113课程不仅仅是学习物联网的入门课，更是培养系统性思维与创新能力的关键一步。对于希望未来进入智能设备、嵌入式系统或数据分析领域的学生而言，扎实掌握本课程内容，将为后续研究与职业发展奠定坚实基础。