信息科技实验（苏教版）——模拟公交卡充值扣费过程

模拟公交充值程序

信息科技教材（苏教版）物联网识别技术中提供了“模拟公交卡充值和扣费的过程”实验，介绍了电子标签如何写入和读取信息，通过模拟公交卡充值和扣费的场景验证射频识别系统的工作原理。具体内容如下图。

我们根据学校自身情况设计信息科技实验：模拟公交卡的充值与刷卡使用。

实验目的：

通过公交卡充值和扣费场景模拟，学习如何对电子标签进行读写信息。

需求分析：

（1）功能需求：能模拟公交卡进行充值扣费操作；可通过屏幕选择充值费用；模拟乘车刷卡自动扣费。

（2）界面需求：显示公交卡余额及卡号；提供四种不同金额的充值方式。

技术分析：

（1）NFC电子标签的读取和写入信息。

（2）人机交互友好界面设计与制作。

知识储备：

日常乘坐公交出行，我们会使用到NFC公交卡。首先你得去对卡充值，然后再可以使用公交卡支付车费，但无论是充值还是刷卡扣费，其根本都是对电子标签进行数据写入。

读写器给电子标签写数据的原理‌是通过无线信号实现的。读写器通过天线发送信号，电子标签接收到信号后，将其一部分能量用于内部工作电源，另一部分信号经过电子标签内部电路调制后反射回读写器。读写器接收到反射信号后，通过解调和解码过程，将数据写入电子标签的存储器中。‌

实验器材：

（1）行空板M10

（2）NFC近场通讯模块

（3）Mind+编程软件

实验一操作步骤

Step01:认识NFC模块，认识NFC近场通讯模块中的电子标签和读写器。

Step02:连接电路，将NFC模块与行空板I2C接口连接如下图所示。

Step03:编写程序读取电子标签值。

（1）环境部署：打开mind+软件，点击左下角“拓展”，在“官方库”选项卡中添加“行空板”，在“pingpong”库中添加“NFC”模块，如下图所示。

（2）认识写入指令：NFC模块提供了写入指令如下所示，我们可以选取相应数据块的及其对应的字节写入适当数据。下图中选择“数据块5的第一个字节”写入数据为200。

（3）编写程序实现数据写入：写入程序如下图所示，尝试运行程序，对电子标签进行数据写入。

终端显示如下

此时表面已对公交卡写入数据成功。

Step04:修改上述程序为大于255，记录反馈结果。

修改程序为下图所示（因为后续充值程序可能会超出255的范围）

运行程序，终端反馈如下。因此可以得出目前状态下，充值最大不能超过255。

实验二操作步骤

Step01:设计公交卡充值程序界面收银界面，在提供的稿纸上手绘界面。

Step02:列出所需组件，根据上步设计列举所需组件并记录。组件类型：文字、图片、按钮、矩形，对应指令如下图（①文字对应“南京公交充值机”、②对应“南京”图片、③对应四个数额的按钮、④对应绿色矩形）

Step03:上述组件在程序中的定义及初始化。

Step04:根据实验一程序，相应改写完成对公交卡的充值，具体程序及屏幕界面如下图所示。

（注：充值后总金额不要超过255，读取数据块指令返回数据类型为字符型需进行数据类型转化。）

实验三操作步骤

Step01:设计程序界面及使用到的组件，并根据实际刷卡扣费情况设计刷卡扣费流程如下，没有放入卡时如图1；刷过公交卡后屏幕显示卡余额和开及本次扣费金额。

Step02:思考所需变量，根据功能设计变量money代表公交卡中的金额，具体程序如下图所示。

Step03:公交卡扣费时只需要检测到公交卡（为简单起见，没有考虑优惠情况）直接扣费2元，这相对充值程序逻辑上来说简单很多不需要做几种数额的扣费选择，设计程序算法逻辑如下。

Step04:编程实现完整程序，并测试运行。