4.2模拟停车场自动收费系统的搭建与调试 教案　2023—2024学年电子工业出版社（2022）初中信息技术第三册

信息技术 4.2模拟停车场自动收费系统的搭建与调试 课题 模拟停车场自动收费系统的搭建与调试 单元 第四单元 学科 信息技术 年级 八年级 教材 分析 信息技术是一门知识性、技能性与创新性相结合的学科。现阶段，信息技术教育的理念已发生了质的飞跃，从单纯的技能训练上升为全面的信息素养的培养。教材以提高全体学生信息素养、养成学生自主学习意识和能力、培养学生数字化创新精神，从生活中发现问题、明确任务、确立目标、分析任务。在探究过程中逐步找到解决问题的方法。实用的小技巧，适时点拨关键操作。旨在帮助学生掌握信息时代生存与发展必需的基础知识和基础技能，养成信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的核心素养。 教学 目标 1、信息意识：了解物联网应用系统对信息社会发展的作用,具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。 2、计算思维：学会运用计算思维解决停车场自动收费系统中的问题，包括数据采集、传输、处理、计算功能的实现等。 3、数字化学习与创新：通过搭建和调试停车场自动收费系统，熟悉数字技术的应用，掌握数字化学习和创新的能力。 4、信息社会责任：培养对信息社会的责任感和道德意识，关注数据安全和隐私保护等问题。 重点 一、程序设计 二、模块连接 三、系统运行与调试 难点 如何提高模拟停车场自动收费系统的性能和可靠性？ 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 通过实地考察，马宁把自己的想法描述出来了，但他还不知道该如何具体实施，模拟停车场自动收费系统真的能做出来吗?一般来说，制作一个物联网应用系统的作品具体需要哪些步骤?我们在本节解决马宁的上述疑问，根据前面学习的物联网原理与知识，使用智能开发板、智能终端、传感器、执行器，模拟停车场自动收费系统的实现过程，并对系统进行调试。 本节我们自己动手，搭建一个简易的物联网应用系统并进行调试，通过搭建与调试作品，深入了解物联网应用中的数据采集、传输、处理与反馈过程。 观看视频了解模拟停车场自动收费系统的搭建与调试。 帮助学生理解模拟停车场自动收费系统的搭建与调试，打开课堂。 讲授新课 一、程序设计 1.收费系统应用场景： （1）根据停车场自动收费系统程序的具体应用场景，可以分为 RFID 射频卡初始化及充值部分和 RFID 感应收费部分，这两个部分对应的功能都能够在一个智能开发板上完成，最终通过按智能开发板上的 A、B 按键即可分别实现。 （2）首先实现 RFID 射频卡初始化及充值功能。将要识别的 RFID 射频卡置于智能开发板的 RFID感应区，当按下智能开发板的A键后，感应区扫描 RFID射频卡，并初始化 RFID 射频卡，同时给 RFID 射频卡的电子钱包充值。RFID 射频卡初始化及充值的程序如图 4.2.1 所示。 （3）然后实现 RFID 感应收费功能。它是停车场自动收费系统中实现物联网应用的主要环节。通过物联网，系统从RFID 射频卡的电子钱包中扣费,并将电子钱包中的余额信息发送到用户的手机上。 （4）一般地，物联网应用系统的程序可以分为传感器感知部分、数据传输部分、执行器控制部分与实验平台接收部分。下面我们进行设计与编写代码。RFID 感应收费的实现过程是:按下智能开发板的 B键，RFID 感应区实时扫描 RFID 射频卡，当感应到 RFID 射频卡时进行扣费，按照以上过程编写的程序与模拟运行后终端接收的消息如图4.2.2和图 4.2.3 所示。 （5）上面介绍的程序中还有许多不完善的地方，例如，应该设置当检测到车辆安全通过后再落下挡车闸杆的机制，又如，当 RFID 射频卡中的钱包有钱时，就不应初始化钱包了。请同学们按照前面叙述的系统应具备的功能，将想要制作的停车场自动收费系统的程序编写出来，并进一步完善。 助力知识： 1. 在编写物联网应用系统的程序时，可以根据描述功能的流程图来编写实现各个功能的程序，如按下 B 键进行 RFID 感应扣费的程序，就是根据4.1 节的图 4.1.2 所示的 RFID 刷卡停车自动收费流程图编写的，编写程序时逻辑要合理，语法要正确。 知识拓展： 1、数据库管理：引入数据库管理系统（DBMS）来存储和管理停车场数据，例如车辆信息、停车记录和收费记录等。通过使用SQL语言进行数据库操作，可以实现数据的快速检索、备份和恢复等功能。 2、前端开发技术：采用现代化的前端开发技术，如HTML、CSS和JavaScript，可以构建更美观、交互性更强的用户界面。还可以考虑使用前端框架和库，如React、Angular或Vue.js，以提高开发效率和用户体验。 二、模块连接 1.编写模拟停车场自动收费系统的程序后，我们需要根据物联网应用需要实现的功能与实现方式的分解图来对各个模块