为满足新课标中四年级“数据与编码”内容要求，结合新课标中跨学科主题“自我管理小管家”，体现采用数字设备进行自我管理，加强对自我数字身份的管理，设计了项目“智慧图书借阅系统”。

在“智慧图书借阅系统”项目中， 学生将使用NFC近场通讯模块和NFC标签，实现借还书登记和查询。通过分析学生学号与书籍书号，带领学生感受数据、编码与信息的关系，通过记录学生借还书信息，体现信息存储和传输的过程。

项目中的主控器为行空板，连接NFC近场通讯模块，结合NFC标签实现学号登记和书号登记，通过行空板屏幕，实现数据显示和交互流程。

智慧图书借阅系统”功能展示

行空板界面展示

贴合新课标中四年级的内容要求，“智慧图书借阅系统”核心教学以下知识点：

• 使用数字组成学号，表示学生信息，使用数字和字母组成书号，表示书籍信息。

• 了解数据编码可以有效传达信息。例如，学号“19040301”包含的信息为2019级、四年级、3班、第1名同学，当班级存在姓名相同的同学时，通过设置不同学号进行区分。

• 理解使用编码建立数据间的内在联系。例如，观察学号“19040301”和“19040323”，可以知道两位学生为同一年级和班级，观察学号“19040301”和“19040501”，可以知道两位学生为同一年级、不同班级。

• 了解编码长度与所包含信息量的关系。例如，观察学号“19040301”和“190301”，两者编码长度不同，信息量也不同，前者包含入学年份、年级、班级、编号，而后者不包含年级。

• 体验编码和解码的过程。例如，将NFC卡片的ID对应为学生学号，可理解为编码的过程；在刷卡过程中，根据NFC卡片数据，对应学生信息，可理解为解码的过程。

• 了解数据校验可以保证信息的完整性，知道数据校验的常用方法，如重复校验、加法校验。例如，在读取NFC卡片时，可以设置重复校验，重复读取两次数据，对比两次数据，如果相同则认为信息完整，否则认为存在信息丢失。

四年级主题为“数据与编码”，“智慧图书借阅系统”中，数据编程为信息的过程如下图。

我们来举例说明加法校验的过程。在真实的图书借阅管理系统中，一般会将数据会发送到云端，在发送过程中，为了保证数据的完整性，可以设置加法校验。如学号为“19040301”的学生借阅了书号为“9837”和“9211”的书籍，在本地将借阅信息记录为“19040301 9837 9211”。通过加法校验，设置校验位为“19040301 + 9837 + 9211 = 19059349”，那么，校验后的数据为“19040301 9837 9211 19059349”。云端接收到校验后的数据时，先对前3个数据求和，将结果与最后一个数据对比，如果相等则认为信息完整，否则认为存在信息丢失，以此来保证信息的完整性。

在“智慧图书借阅系统”中，使用主控器结合通信模块，实现项目功能。

主控器为行空板。(点击购买)

通信模块为

NFC近场通讯模块(点击购买)

NFC圆形标签挂件(点击购买)

NFC电子标签贴纸(点击购买)

各硬件功能介绍如下。

“智慧图书借阅系统”的硬件接线原理图和接线实物图如下。

“智慧图书借阅系统”接线原理图

“智慧图书借阅系统”接线实物图

在“智慧图书借阅系统”中，行空板的界面和系统控制流程图如下图。

“智慧图书借阅系统”重点程序截图如下。

“读取NFC标签”程序

“记录借书数据”程序

在“智慧图书借阅系统”中，为了便于课堂教学和项目展示，可利用激光激光切割技术设计外观结构。

示例结构设计图、安装完成图如下。

“智慧图书借阅系统”结构设计图

“智慧图书借阅系统”安装完成图