4.1模拟停车场自动收费系统设计课件　　电子工业出版社初中信息技术第三册.pptx

第10课 模拟停车场自动收费系统设计电子工业出版社第三册 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。 情境描述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。 活动1 需求分析 新知讲解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，如网络有哪些信誉好的足球投注网站法、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。图 4.1.1 RFID 刷卡停车自动收费系统与摄像头识别的停车自动收费系统示意图 助力知识(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。 助力知识图 4.1.2 RFID 刷卡停车自动收费流程图 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。 知识拓展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。 活动2 功能与实现方式设计 新知讲解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。 新知讲解(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。图 4.1.3 模拟 RFID 停车场自动收费系统功能与实现方式分解图 新知讲解(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，列表能够帮助我们梳理具体的需求，画思维导图能够帮助我们明确各个功能与实现方式之间的关系。 知识拓展1 、车辆进出管理：设计一个能够识别和记录车辆进入和离开停车场的系统。可以使用车牌识别技术、门禁系统或其他传感器来实现。进出管理功能还应包括车辆信息的存储和管理，以便后续的计费和查询操作。 知识拓展2、计费策略管理：根据停车时间和车辆类型等参数，设计一个灵活的计费策略管理系统。不同的停车场可能有不同的收费策略，例如按小时收费、按次数收费或者按停车时长阶梯收费等。该系统还需要支持特殊情况下的优惠政策和月卡制度等。 活动3 外观设计 新知讲解1.停车场外观设计：(1)要完成物联网应用系统的设计还有一个环节，就是要设计物联网应用系统的外观结构，它是物联网应