4.1 模拟停车场自动收费系统设计 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4.1 模拟停车场自动收费系统设计 教学设计 课题 模拟停车场自动 收费系统设计 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：理解并认识信息的重要性，了解信息在现代社会中的作用和应用。 2、计算思维：学习如何将复杂的停车场收费过程分解为可执行的步骤，并设计相应的算法和程序来解决问题。 3、数字化学习与创新：学习使用数字技术和工具来收集、存储和分析停车场相关数据。 4、信息社会责任：认识到学习信息科技的社会责任，包括保护用户隐私、确保公平性和可持续性等方面。 重点 一、需求分析 二、功能与实现方式设计 三、外观设计 难点 停车场自动收费系统的主要功能和特点有哪些？ 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 假期中马宁全家进行自驾游。到了高速路口，有人工收费通道，还有 ETC 收费通道。马宁发现，人工收费通道收费速度慢，因车辆排队长而导致的拥堵现象频繁发生;而 ETC 收费通道不需要停车就能完成收费，大大节省了通行时间。马宁想，类似的应用场景还有很多，例如，家门口的停车场自动收费系统也有类似的功能。只要了解了停车场自动收费的原理，利用学习过的物联网知识，是不是也能模拟实现一个停车场自动收费的系统呢? 我们在本节运用前面学习过的知识，根据实际需求与所具备的材料，设计模拟停车场自动收费系统。 观看视频了解模拟停车场自动收费系统设计 帮助学生理解模拟停车场自动收费系统设计，展开课堂 讲授新课 一、需求分析 1.模拟停车场自动收费系统： 要设计一个模拟停车场自动收费系统，首先，应对它的功能需求进行分析，功能需求分析的方法有许多种，如网络搜索法、实地调研法等;然后，我们可以按照物联网的原理，分别从感知、通信、应用三个层次对实现方式进行分析。 实践探究： 1. 请同学们采用合适的调研法，分析停车场自动收费系统有什么样的需求，借助数字化工具与平台，将想要实现的模拟停车场自动收费系统的过程描绘出来。 助力知识： 1.停车场自动收费系统的需求分析： (1)对物联网应用系统进行需求分析后，往往可以用思维导图或流程图来呈现应用的过程，这样可以对要实现的物联网应用有一个清晰的认识。停车场自动收费系统多种多样，有近距离的 RFID 刷卡停车自动收费系统，也有摄像头识别的停车自动收费系统，如图 4.1.1 所示。 (2)以RFID 刷卡停车自动收费系统为例，停车场自动收费系统采用 RFID射频卡，在停车场的出入口处设置一套出入口管理设备，进出的车只需将RFID 射频卡在 RFID 阅读器前刷一下，系统便能瞬时完成检验、记录、核算、收费等工作，使挡车闸杆自动升降，方便快捷地进行停车场的管理。根据实际应用场景，用 RFID 射频卡实现停车自动收费的流程图如图所示。 知识拓展： 1、 车牌识别技术：了解车牌识别技术，包括图像处理、模式识别和机器学习等方面的知识。这些技术可以用于自动识别进入和离开停车场的车辆的车牌信息，以便计算停车时间和收费金额。 2、收费策略设计：需要了解不同的收费策略，例如按小时收费、按次数收费或者按停车时长阶梯收费等。同时还需要考虑特殊情况，如VIP会员的优惠政策、固定用户的月卡制度等。 二、功能与实现方式设计 1. 分解停车场自动收费系统： (1)明白了要制作一个什么样的停车场自动收费系统后，我们可以将它的功能进行分解，进一步理清思路。结合物联网技术，物联网应用系统的功能与实现方式的设计可以从传感器的选择、数据的传输方式、数据的接收平台、执行器的选择四个方面进行考虑。 (2)以模拟 RFID 停车场自动收费系统为例，我们对它的功能与实现方式进行分解，如图 4.1.3 所示。 (3)按照功能与实现方式分解图可知，模拟 RFID 停车场自动收费系统的数据感知可以用 RFID 阅读器实现，收费信息可以通过蓝牙传输和 OLED显示屏显示，数据传输与接收平台可以使用手机 App，最后，可以用能转动的舵机来升降挡车闸杆。 助力知识 1. 功能设计就是按照需求分析的要求，对要完成的作品应该具备的功能与实现方式进行描述。以采用列表及画思维导图等形式表述功能设计，列表能够帮助我们