第4课“物联网与远程抄表” 教学设计-2025-2026学年八年级下册《信息科技》西大版
文档属性
| 名称 | 第4课“物联网与远程抄表” 教学设计-2025-2026学年八年级下册《信息科技》西大版 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 151.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-09-12 12:45:17 | ||
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文档简介
第4课“物联网与远程抄表”教学设计
年级 八年级 单元/主题 第二单元：物联网与智能生活
课名 第4课 物联网与远程抄表
一、教学建议
教学时长建议 1课时
教学目标 本课的主要教学目标：1.了解常见的物联网通信技术及其特点；2.了解远程抄表系统中的物联网技术。
教学设计建议 教学设计建议如下：通过物联网实际应用案例（水电气远程抄表等），让学生理解物联网通信技术的具体应用场景；通过远程计量表位置分布特点、移动信号强弱，介绍不同通信技术的适用场合，能根据不同场景合理选择通信技术；3. 联系水电部门了解当地远程抄表方式，并分析其合理性。
教学方法建议 在学习引入方面教师应该结合教材中呈现的情景，联系当地水电气实际的抄表方式，带领学生进入本节课的学习。在新知学习方面远程抄表是物联网技术在实际生活中的典型应用之一，学生能真实感受，能直观理解远程抄表的优势。1.对于“远程抄表系统的基本原理”知识内容，以数据的采集、传输和处理为切入点介绍远程抄表的基本工作原理即可，可结合实际案例采用讲授法进行。需要突出传感器在数据采集、通信技术在数据传输、大数据技术在数据处理环节中的作用。2.对于“远程抄表中的关键技术”知识内容，建议对RS-485远程抄表、电力载波远程抄表、NB-IoT 远程抄表技术从安装部署、优缺点、适用场合三个方面进行介绍，让学生对这三种通信技术有大致了解。学生能够根据实际场景选择合理的通信技术。在项目探究方面教师可以结合项目探究中的项目二或者其它项目，创设情境，提出问题（如家中的用电数据是如何传输到电力公司），引发学生思考。给学生拓展介绍NFC、RFID等通信技术的特点，学生通过阅读教材、观看微视频及学案资料等，习得知识，解决问题。在教学过程中，引导和鼓励学生通过自主学习、小组探究，鼓励学生主动交流表达。帮助学生更好地认识和理解相关技术，可以提出一些假设性问题，激发学生创新思维，鼓励学生大胆创新。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 知识内容 三、远程抄表中的关键技术
补充内容 智能抄表方案分为有线智能抄表方案和无线智能抄表方案，RS-485抄表方案就是现在运用最广泛的有线智能抄表方案，无线智能抄表方案有载波抄表方案、NB-IOT抄表方案以及LORA抄表方案。远程自动抄表系统是融合了计算机与通信技术的电能数据采集系统，可以对电力用户用电情况进行实时监测和数据采集，便于电力系统进行自动抄表结算、线损分析计算、负荷预测、异常用电分析、设备故障分析等分析统计工作，从根本上提高电力系统的管理水平。为了更好地发挥远程自动抄表系统在电力系统中的作用，应该重视其技术类型分析和应用条件研究，确保电力数据自动化采集的准确性与可靠性，保证电力系统的稳定性。远程自动抄表系统的通信方式较多，并且各有利弊，在实际选择中往往需要结合覆盖区域的特点以及电力系统投资建设的成本等进行综合分析。常见通信方式的特点如表2所示，目前常用通信方式在实际应用过程中会受到其特点的影响，存在难以覆盖需求区或投资建设成本高等问题。表2 常见通信方式的特点针对传统无线通信方式功耗较高、传输距离较近的问题，提出了一种基于NB-IoT无线通信模块的低功耗的远程抄表智能监控系统方案，该方案有望解决当前物联网标准不统一、终端成本高、接入能力不足的问题。为解决上述技术问题采用以下技术方案，系统整体架构如图1所示。图1 系统整体架构整个系统由电脑或手机、云服务器、NB-IoT基站、IoT核心网、采集装置以及智能表组成。第1层为智能表计层，采集装置对采集智能表参数进行采集处理储存，通过NB-IoT模块将数据发送到NB-IoT基站；第2层为通信网络层，数据从采集层发送到基站，再由基站转发到IoT核心网平台；第3层为数据管理层，负责汇总入网的底层数据，并将数据储存在IoT云平台中，可随时调用导出数据进行查询或分析。
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） 网站连接：https://zhuanlan./p/142048299https://zhuanlan./p/366196621[1]高宜莉.智能电表远程抄表系统设计与实现[J].光源与照明, 2023,(08):189-191. [2]冯郁.远程自动抄表系统在电力系统中的应用[J].光源与照明, 2023, (06):108-110. [3]唐明军,陈仁文,沈全等.基于NB-IoT技术的远程抄表采集系统设计[J].无线电工程,2022,52(09):1618-1624.
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 无
软件名称（最好提供开源软件） 无
基本功能说明 无
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 无
基本功能说明 无
四、项目探究解答参考
项目一：探究NB-IoT通信技术的应用场景 1.覆盖范围广；2.低功耗；3.传播距离远；4.根据NB-IoT通信技术的特点和相应场景的需求，结合所学知识，做出相应判断。
项目二：设计远程抄表方案 RS-485远程抄表；铺线困难，建设成本高.电力载波远程抄表；可利用原有电力线实现数据传输，安装方便。
五、操作练习答案
知识检测 1.选择题（1）ABCD （2）A （3）A （4）B （5）常见远程抄表方式：①RS-485远程抄表(有线)；②NB-IOT抄表（无线）；③电力载波远程抄表（无线）；④4G蜂窝通信远程抄表方式（无线）
年级 八年级 单元/主题 第二单元：物联网与智能生活
课名 第4课 物联网与远程抄表
一、教学建议
教学时长建议 1课时
教学目标 本课的主要教学目标：1.了解常见的物联网通信技术及其特点；2.了解远程抄表系统中的物联网技术。
教学设计建议 教学设计建议如下：通过物联网实际应用案例（水电气远程抄表等），让学生理解物联网通信技术的具体应用场景；通过远程计量表位置分布特点、移动信号强弱，介绍不同通信技术的适用场合，能根据不同场景合理选择通信技术；3. 联系水电部门了解当地远程抄表方式，并分析其合理性。
教学方法建议 在学习引入方面教师应该结合教材中呈现的情景，联系当地水电气实际的抄表方式，带领学生进入本节课的学习。在新知学习方面远程抄表是物联网技术在实际生活中的典型应用之一，学生能真实感受，能直观理解远程抄表的优势。1.对于“远程抄表系统的基本原理”知识内容，以数据的采集、传输和处理为切入点介绍远程抄表的基本工作原理即可，可结合实际案例采用讲授法进行。需要突出传感器在数据采集、通信技术在数据传输、大数据技术在数据处理环节中的作用。2.对于“远程抄表中的关键技术”知识内容，建议对RS-485远程抄表、电力载波远程抄表、NB-IoT 远程抄表技术从安装部署、优缺点、适用场合三个方面进行介绍，让学生对这三种通信技术有大致了解。学生能够根据实际场景选择合理的通信技术。在项目探究方面教师可以结合项目探究中的项目二或者其它项目，创设情境，提出问题（如家中的用电数据是如何传输到电力公司），引发学生思考。给学生拓展介绍NFC、RFID等通信技术的特点，学生通过阅读教材、观看微视频及学案资料等，习得知识，解决问题。在教学过程中，引导和鼓励学生通过自主学习、小组探究，鼓励学生主动交流表达。帮助学生更好地认识和理解相关技术，可以提出一些假设性问题，激发学生创新思维，鼓励学生大胆创新。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 知识内容 三、远程抄表中的关键技术
补充内容 智能抄表方案分为有线智能抄表方案和无线智能抄表方案，RS-485抄表方案就是现在运用最广泛的有线智能抄表方案，无线智能抄表方案有载波抄表方案、NB-IOT抄表方案以及LORA抄表方案。远程自动抄表系统是融合了计算机与通信技术的电能数据采集系统，可以对电力用户用电情况进行实时监测和数据采集，便于电力系统进行自动抄表结算、线损分析计算、负荷预测、异常用电分析、设备故障分析等分析统计工作，从根本上提高电力系统的管理水平。为了更好地发挥远程自动抄表系统在电力系统中的作用，应该重视其技术类型分析和应用条件研究，确保电力数据自动化采集的准确性与可靠性，保证电力系统的稳定性。远程自动抄表系统的通信方式较多，并且各有利弊，在实际选择中往往需要结合覆盖区域的特点以及电力系统投资建设的成本等进行综合分析。常见通信方式的特点如表2所示，目前常用通信方式在实际应用过程中会受到其特点的影响，存在难以覆盖需求区或投资建设成本高等问题。表2 常见通信方式的特点针对传统无线通信方式功耗较高、传输距离较近的问题，提出了一种基于NB-IoT无线通信模块的低功耗的远程抄表智能监控系统方案，该方案有望解决当前物联网标准不统一、终端成本高、接入能力不足的问题。为解决上述技术问题采用以下技术方案，系统整体架构如图1所示。图1 系统整体架构整个系统由电脑或手机、云服务器、NB-IoT基站、IoT核心网、采集装置以及智能表组成。第1层为智能表计层，采集装置对采集智能表参数进行采集处理储存，通过NB-IoT模块将数据发送到NB-IoT基站；第2层为通信网络层，数据从采集层发送到基站，再由基站转发到IoT核心网平台；第3层为数据管理层，负责汇总入网的底层数据，并将数据储存在IoT云平台中，可随时调用导出数据进行查询或分析。
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） 网站连接：https://zhuanlan./p/142048299https://zhuanlan./p/366196621[1]高宜莉.智能电表远程抄表系统设计与实现[J].光源与照明, 2023,(08):189-191. [2]冯郁.远程自动抄表系统在电力系统中的应用[J].光源与照明, 2023, (06):108-110. [3]唐明军,陈仁文,沈全等.基于NB-IoT技术的远程抄表采集系统设计[J].无线电工程,2022,52(09):1618-1624.
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 无
软件名称（最好提供开源软件） 无
基本功能说明 无
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 无
基本功能说明 无
四、项目探究解答参考
项目一：探究NB-IoT通信技术的应用场景 1.覆盖范围广；2.低功耗；3.传播距离远；4.根据NB-IoT通信技术的特点和相应场景的需求，结合所学知识，做出相应判断。
项目二：设计远程抄表方案 RS-485远程抄表；铺线困难，建设成本高.电力载波远程抄表；可利用原有电力线实现数据传输，安装方便。
五、操作练习答案
知识检测 1.选择题（1）ABCD （2）A （3）A （4）B （5）常见远程抄表方式：①RS-485远程抄表(有线)；②NB-IOT抄表（无线）；③电力载波远程抄表（无线）；④4G蜂窝通信远程抄表方式（无线）
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