《4.2模拟停车场自动收费系统的搭建与调试》教学设计
教学内容分析
本节课是2022年电子工业出版社出版的八年级上册第四单元第2课。本节课分为三个活动：“程序设计”“模块连接”“系统运行与调试”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。
教学目标及核心素养指向
1、认识停车场系统的程序设计和模块连接（信息意识、计算思维）
2、了解并体验如何进行系统运行与调试（信息意识、计算思维、数字化学习与创新）
3、根据课本指引的过程，实现停车场自动收费系统的搭建和调试（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）
教学重难点
教学重点：
1.认识停车场系统的程序设计和模块连接
2.了解并体验如何进行系统运行与调试
设计原因：了解模拟停车场自动收费系统搭建和调试是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。
教学难点：
根据课本指引的过程，实现停车场自动收费系统的搭建和调试
设计原因：能停车场自动收费系统的搭建和调试在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。
教学过程
1、情境导入（3分钟）
教师活动
学生活动
情境引入：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。
学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问
设计意图：
激发学生对停车场自动收费系统搭建与调试的学习兴趣并快速进入学习状态。
2、新知讲授（35分钟）
教师活动
学生活动
活动1：程序设计
知识讲解
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。
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。
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射频卡的由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。
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，并将相关信息通过蓝牙发送到与智能开发板相连的智能终端(本例中是手机)上，接着升起停车场进口的挡车闸杆2秒，等车辆通过后落下挡车闸杆，用户可以通过智能终端的蓝牙通信APp(从本书资源网站下载)查看RFID射频卡上的余额信息。
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。
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。
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。
活动2：模块连接
知识讲解
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进行连接。在模拟停车场自动收费系统中，模块的连接主要分为感知模块的连接与执行器的连接，感知模块主要使用RFID阅读器实现对RFID射频卡数据的采集，然后将数据通过I2C引脚传输到智能开发板中。将执行器连接到智能开发板的PO引脚上，当接收到智能开发板的命令时，执行相应的动作。图4.2.4为模拟停车场自动收费系统各模块的连接示意图。
智能开发板上有若干个实现输入输出数字量和模拟量的引脚(见图4.2.5的左图)，2个连接直流电机的