中小学教育资源及组卷应用平台 中学八年级信息科技教学设计 课题 第12课 刷卡开锁易实现 核心素养目标 信息意识：使学生意识到 RFID 技术在门禁系统中对信息识别与处理的重要性，了解其如何通过电子标签编码传递关键信息。计算思维：帮助学生理解刷卡开锁过程中控制模块对电子标签数据的逻辑判断与处理算法，建立起初步的程序逻辑框架。数字化学习与创新：鼓励学生利用互联网资源和编程工具，自主探索 RFID 门锁系统相关知识和技术，如查阅电子标签编码规范、学习舵机控制代码示例等。信息社会责任：强调学生在使用和开发 RFID 门锁系统时，要遵循相关的隐私保护法规和道德规范，确保用户信息安全。 教学重点 RFID 门锁系统的工作流程。刷卡开锁功能的输入、计算和输出模块分析与实现。编写代码实现刷卡开锁及相关功能拓展。 教学难点 理解控制模块对电子标签数据的判断逻辑和处理方式。准确编写代码实现电子标签编码与用户身份数据的关联及显示功能。 教学方法 讲解，演示 学习方法 探索，讨论 教学用具 计算机，互联网 教 学 过 程 导入新课 传统的机械锁只能使用钥匙开锁。钥匙不仅容易被复制，而且丢失后可 能需要更换锁体。把日常生活的门锁与 RFID 有机结合，不仅使感应卡有了 钥匙的功能，还能对钥匙进行管理。把门锁与射频识别技术结合，感应卡就有了钥匙的功能。 刷卡开锁功能是如何实现的？ 教学过程 12.1 了解刷卡开锁的工作流程RFID 门锁系统由内置电子标签的门禁卡、读卡器、控制模块和锁体等 组成。门禁卡一旦靠近读卡器，存储在电子标签中的数据就会被读卡器自动 读出来并发送至控制模块，控制模块判断数据正确后，控制打开门锁。学习活动 1描述 RFID 门锁系统的工作过程。12.1 了解刷卡开锁的工作流程RFID 门锁系统由内置电子标签的门禁卡、读卡器、控制模块和锁体等 组成。门禁卡一旦靠近读卡器，存储在电子标签中的数据就会被读卡器自动 读出来并发送至控制模块，控制模块判断数据正确后，控制打开门锁。12.2 分析刷卡开锁功能依据 RFID 门锁系统的工作过程，一个完整的刷卡开锁功能可以分为输 入、计算和输出三个模块，如表 12.1 所示。表 12.1 刷卡开锁功能分析模块硬件实现思路输入模块电子标签、RFID 读卡器读取电子标签的编号计算模块主控板用列表存储电子标签编号，判断 编号是否在列表中输出模块舵机模拟打开门锁学习活动2体验舵机模拟开锁1. 连接主控板和舵机。舵机是一种位置（角度）调节的驱动器。常见的舵机可调节 角度为 0°到 180°,可以用来模拟系统要输出的开锁动作。2. 实现舵机转动模拟开锁功能，主要代码如图 12.1 所示。3. 把程序烧录到主控板，观察舵机转动。（学习活动 2 的重点是让学生通过连接舵机和运行程序，了解 硬件连接的步骤和执行程序的工作过程。servo 类是用于控制舵机 的类，通过设置角度来控制舵机的位置，可以根据需要灵活设定）学习活动3任务 1 设计模拟实现算法把电子标签编码作为用户身份数据存储在列表中，当获取的门禁卡编码 在列表中时，执行开锁动作。任务 2 实现刷卡开锁功能1. 连接 RFID 读卡器模块、主控板和舵机。2. 把第 7 课中记录的电子标签编号保存在列表中。3. 编程实现 RFID 刷卡开锁功能，主要代码如图 12.2 所示。（学习活动 3 重点聚焦两个问题，一是如何预先存储小区住户 的门禁卡数据，二是如何判定获取的门禁卡数据是合法的。教师 可以采取讲解示范的策略，引导学生经历“功能分析—硬件搭建— 编程实现—测试验证”功能实现的流程，形成解决问题的路径， 为后续的学习作准备。） 课堂小结 1．电子标签的编码具有唯一性。2．RFID门锁系统可以划分为输入、计算、输出模块。3．利用RFID技术，可以模拟实现刷卡开锁功能。 分层作业 为了实现对进入 ... ...
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