康留元   河南省汝州市信息技术学科高级教师，全国中小学生创·造大赛裁判员，DF创客社区IoT物联网版主，吴俊杰老师创客教育普惠课程掌控板mPython基础课程合伙人。
 

教学背景
 

无人驾驶、智能车机甚至飞行汽车，那些曾经只存在于科幻中的东西，如今正在逐步走进我们的日常生活。科技的进步，使得人们的生活质量日益提高，汽车钥匙也发生了变革，从机械钥匙、云服务App远程操控到手机蓝牙钥匙，再到现在的手机NFC钥匙，科技为我们的生活带来了便利。本节课我们就利用NFC近场通信模块，制作一把神奇的NFC车钥匙，实现对麦昆小车的启动和停止。

教学目标
 

学习如何使用NFC近场通信模块；熟悉使用程序中变量创建、调用的方法；掌握数学运算模块的使用。
 

教学重点与难点
 

教学重点 测试NFC近场通信模块读取NFC的数值；对掌控板A、B键事件程序的使用。

教学难点 变量的使用；数学运算取余指令的使用。
 

教学过程
 

一、观看视频，导入课程

师：在学习本节课之前，我们先得搞清楚什么是NFC技术。NFC这个术语听起来很专业，但其实NFC技术早就融入了人们的日常生活。大家观看视频，能发现例如乘坐公共交通时办理的公交卡、地铁卡，还有很多小区使用的门禁卡，上述这些都属于NFC技术的范畴，而且其中不少场景从很早就开始应用NFC技术了。
 

今天让我们利用NFC近场通信模块，制作一把神奇的NFC车钥匙，实现对麦昆小车的启动和停止。
 

二、认识电子模块——NFC技术
 

NFC全称为Near Field Communication，是一种短距离的高频无线通信技术，使用NFC技术的设备可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等。

NFC车钥匙，顾名思义，就是把NFC技术运用到了车钥匙上。“车钥匙”已经从一个实物，演变成了一个概念，如图1。

三、动手实践
 

准备好掌控板、NFC近场通信模块、麦昆小车、CR123A锂电池等材料各1个，将NFC近场通信模块连接麦昆小车超声波IIC口，绿色D/T接麦昆小车超声波接口D，蓝色C/R接麦昆小车超声波接口C，黑色GND接麦昆小车超声波接口-，红色VCC接麦昆小车超声波接口+，如图2。

打开Mind+ v1.6.4软件，连接设备COM39，然后点击软件左下角扩展，添加主控板：掌控板，再添加扩展板：麦昆扩展板，最后添加通信模块：NFC模块。
 

测试NFC相关数据，模拟NFC卡运作。当检测到NFC卡时，掌控板的屏幕实时显示字符“24585fd4”；否则，掌控板的屏幕显示英文字符“no card！”，同时，在右下角会显示串口输出相关字符。

四、程序编写
 

1.明确程序算法思路

（1）当小车NFC近场通信模块检测到手机NFC卡时，掌控板屏幕显示“24585fd4”。

（2）当刷下NFC后，氛围灯和RGB灯点亮，闪烁3秒后，灯全部熄灭。掌控板显示：刷卡完成，小车准备启动。

（3）按下A键，麦昆小车电门开启，小车解锁，小车前进运动；当刷下NFC后，麦昆小车停止。

（4）掌控板显示：刷卡完成，小车停止运行。
 

（5）按下B键，解锁汽车，灯闪烁3秒后，氛围灯和RGB熄灭，小车完全停止。
 

（6）设置变量biaoji表示NFC模块检测车卡的次数，变量forward表示小车前进，变量stop表示关闭车灯。

说明：当刷下NFC卡时，变量biaoji数值会发生变化。我们可设置当变量biaoji是偶数时，麦昆小车前进；当变量biaoji是奇数时，麦昆小车停止。为了程序的安全性、简洁性，我们要将初始化程序、解锁小车程序、小车停止程序封装到不同函数中。
 

2.编写程序
 

基于上述编程思路，我们需要将初始化NFC模块接口I2C，变量forward、 stop、 biaoji和掌控板文字显示模块等放入初始化函数程序中，如图3。打开小车电源，掌控板屏幕依次显示“Mind+”“NFC麦昆小车钥匙”“等待接受NFC指令中……”等。

然后需要编写程序让小车判断是否检测到NFC卡片，如图4。如果检测到NFC卡片，在OLED屏的第四行，显示NFC检测到的字符模拟值“24585fd4”；如果没有检测到NFC卡片，在OLED屏的第四行，显示“no card！”。

编写解锁小车模块程序，在Mind+软件指令区用鼠标点击“函数”；在“添加一个自定义模块”中，将函数名“积木名称”改成“车钥匙点火”；在“函数”指令区点击“自定义模块”；点击“完成”后，编写程序完成刷NFC卡实现麦昆小车启动、蓝灯闪烁3次以及按动掌控板A键使小车前进的功能，如图5。

用同样的方法编写停止小车模块程序，创建“拔除车钥匙”这个功能函数，实现刷NFC卡麦昆小车停止、红灯闪烁3次以及按动掌控板B键使小车完全停止的功能，如图6。

保存项目，在项目命名区将项目名称改为“NFC麦昆小车钥匙”，然后上传程序，测试NFC麦昆小车钥匙使用效果，如图7。

五、小组展示
 

学生以小组为单位，由小组长分享NFC麦昆小车钥匙项目，并进行组内自评，小组之间互评，学生通过电子教室上交作业、教师给予指导与评价。
 

六、课外拓展
 

教师可让学生开展课外拓展，设计一个NFC智能门禁，并结合哈士奇智能摄像头制作人脸识别安保系统。

教学反思
 

通过NFC麦昆小车钥匙项目的设计制作，学生知道了NFC技术，认识了近场通信技术的工作原理。本课例不仅综合运用了开源硬件和编程知识，还涉及了 数学知识，既锻炼了学生的逻辑思维，同时又培养了学生运用新技术改造发明的能力，提升了学生的综合素质。
 

（本课件由DF创客社区推荐）