基于Mind+平臺NFC麥昆小車鑰匙

康留元

教學背景

無人駕駛、智能車機甚至飛行汽車，那些曾經(jīng)只存在于科幻中的東西，如今正在逐步走進我們的日常生活?？萍嫉倪M步，使得人們的生活質(zhì)量日益提高，汽車鑰匙也發(fā)生了變革，從機械鑰匙、云服務App遠程操控到手機藍牙鑰匙，再到現(xiàn)在的手機NFC鑰匙，科技為我們的生活帶來了便利。本節(jié)課我們就利用NFC近場通信模塊，制作一把神奇的NFC車鑰匙，實現(xiàn)對麥昆小車的啟動和停止。

教學目標

學習如何使用NFC近場通信模塊;熟悉使用程序中變量創(chuàng)建、調(diào)用的方法;掌握數(shù)學運算模塊的使用。

教學重點與難點

教學重點 測試NFC近場通信模塊讀取NFC的數(shù)值;對掌控板A、B鍵事件程序的使用。

教學難點 變量的使用;數(shù)學運算取余指令的使用。

教學過程

一、觀看視頻，導入課程

師：在學習本節(jié)課之前，我們先得搞清楚什么是NFC技術(shù)。NFC這個術(shù)語聽起來很專業(yè)，但其實NFC技術(shù)早就融入了人們的日常生活。大家觀看視頻，能發(fā)現(xiàn)例如乘坐公共交通時辦理的公交卡、地鐵卡，還有很多小區(qū)使用的門禁卡，上述這些都屬于NFC技術(shù)的范疇，而且其中不少場景從很早就開始應用NFC技術(shù)了。

今天讓我們利用NFC近場通信模塊，制作一把神奇的NFC車鑰匙，實現(xiàn)對麥昆小車的啟動和停止。

二、認識電子模塊——NFC技術(shù)

NFC全稱為Near Field Communication，是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，使用NFC技術(shù)的設備可以在彼此靠近的情況下進行數(shù)據(jù)交換，利用移動終端實現(xiàn)移動支付、電子票務、門禁、移動身份識別、防偽等。NFC車鑰匙，顧名思義，就是把NFC技術(shù)運用到了車鑰匙上?！败囪€匙”已經(jīng)從一個實物，演變成了一個概念，如圖1。

三、動手實踐

準備好掌控板、NFC近場通信模塊、麥昆小車、CR123A鋰電池等材料各1個，將NFC近場通信模塊連接麥昆小車超聲波IIC口，綠色D/T接麥昆小車超聲波接口D，藍色C/R接麥昆小車超聲波接口C，黑色GND接麥昆小車超聲波接口-，紅色VCC接麥昆小車超聲波接口+，如圖2。

打開Mind+ v1.6.4軟件，連接設備COM39，然后點擊軟件左下角擴展，添加主控板：掌控板，再添加擴展板：麥昆擴展板，最后添加通信模塊：NFC模塊。

測試NFC相關(guān)數(shù)據(jù)，模擬NFC卡運作。當檢測到NFC卡時，掌控板的屏幕實時顯示字符“24585fd4”;否則，掌控板的屏幕顯示英文字符“no card！”，同時，在右下角會顯示串口輸出相關(guān)字符。

四、程序編寫

1.明確程序算法思路

（1）當小車NFC近場通信模塊檢測到手機NFC卡時，掌控板屏幕顯示“24585fd4”。

（2）當刷下NFC后，氛圍燈和RGB燈點亮，閃爍3秒后，燈全部熄滅。掌控板顯示：刷卡完成，小車準備啟動。

（3）按下A鍵，麥昆小車電門開啟，小車解鎖，小車前進運動;當刷下NFC后，麥昆小車停止。

（4）掌控板顯示：刷卡完成，小車停止運行。

（5）按下B鍵，解鎖汽車，燈閃爍3秒后，氛圍燈和RGB熄滅，小車完全停止。

（6）設置變量biaoji表示NFC模塊檢測車卡的次數(shù)，變量forward表示小車前進，變量stop表示關(guān)閉車燈。

說明：當刷下NFC卡時，變量biaoji數(shù)值會發(fā)生變化。我們可設置當變量biaoji是偶數(shù)時，麥昆小車前進;當變量biaoji是奇數(shù)時，麥昆小車停止。為了程序的安全性、簡潔性，我們要將初始化程序、解鎖小車程序、小車停止程序封裝到不同函數(shù)中。

2.編寫程序

基于上述編程思路，我們需要將初始化NFC模塊接口I2C，變量forward、 stop、 biaoji和掌控板文字顯示模塊等放入初始化函數(shù)程序中，如圖3。打開小車電源，掌控板屏幕依次顯示“Mind+”“NFC麥昆小車鑰匙”“等待接受NFC指令中……”等。

然后需要編寫程序讓小車判斷是否檢測到NFC卡片，如圖4。如果檢測到NFC卡片，在OLED屏的第四行，顯示NFC檢測到的字符模擬值“24585fd4”;如果沒有檢測到NFC卡片，在OLED屏的第四行，顯示“no card！”。

編寫解鎖小車模塊程序，在Mind+軟件指令區(qū)用鼠標點擊“函數(shù)”;在“添加一個自定義模塊”中，將函數(shù)名“積木名稱”改成“車鑰匙點火”;在“函數(shù)”指令區(qū)點擊“自定義模塊”;點擊“完成”后，編寫程序完成刷NFC卡實現(xiàn)麥昆小車啟動、藍燈閃爍3次以及按動掌控板A鍵使小車前進的功能，如圖5。

用同樣的方法編寫停止小車模塊程序，創(chuàng)建“拔除車鑰匙”這個功能函數(shù)，實現(xiàn)刷NFC卡麥昆小車停止、紅燈閃爍3次以及按動掌控板B鍵使小車完全停止的功能，如圖6。

保存項目，在項目命名區(qū)將項目名稱改為“NFC麥昆小車鑰匙”，然后上傳程序，測試NFC麥昆小車鑰匙使用效果，如圖7。

五、小組展示

學生以小組為單位，由小組長分享NFC麥昆小車鑰匙項目，并進行組內(nèi)自評，小組之間互評，學生通過電子教室上交作業(yè)、教師給予指導與評價。

六、課外拓展

教師可讓學生開展課外拓展，設計一個NFC智能門禁，并結(jié)合哈士奇智能攝像頭制作人臉識別安保系統(tǒng)。

教學反思

通過NFC麥昆小車鑰匙項目的設計制作，學生知道了NFC技術(shù)，認識了近場通信技術(shù)的工作原理。本課例不僅綜合運用了開源硬件和編程知識，還涉及了 數(shù)學知識，既鍛煉了學生的邏輯思維，同時又培養(yǎng)了學生運用新技術(shù)改造發(fā)明的能力，提升了學生的綜合素質(zhì)。

（本課件由DF創(chuàng)客社區(qū)推薦）