Bài tập lớn môn lập trình hướng đối tượng đề tài xây dựng hệ thống lớp học thông minh (smart class)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG Đề tài: Xây dựng hệ thống lớp học thông minh (Smart Class) Giảng viên: TS Phạm Minh Hồn Thành viên nhóm 5: Nguyễn Việt Long Bùi Thị Huyền Trang Đỗ Huy Hoàng Hà Nội, tháng năm 2022 Mục lục Phân cơng cơng việc nhóm I Slide Powerpoint + chạy tài liệu code C++: II Tài liệu Word .4 LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: Tổng quan hệ thống Smart Class .6 I Đặt vấn đề: II Mục tiêu .6 III Xác định yêu cầu IV Phạm vi Chương 2: Tìm hiểu hệ thống lớp học thông minh .8 I Giới thiệu hệ thống lớp học thông minh II Hoạt động lớp học thông minh III Hệ thống điều khiển lớp học thông minh 10 IV Hiệu thực tế mô hình lớp học thơng minh 10 Chương 3: Phân tích thiết kế hệ thống 14 I Quy trình nghiệp vụ chung sinh viên giảng viên .14 II Sơ đồ hệ thống lớp học thông minh 16 III Thiết kế, phân tích hệ thống vận hành .17  Phân tích lớp mơ hình 21 IV Phương pháp ngơn ngữ lập trình 24 Phương pháp: Lập trình hướng đối tượng 24 Ngôn ngữ lập trình: C++ 25 Chương 4: Các công nghệ sử dụng .27 I Công nghệ AI 28 Khái niệm 28 Cách thức hoạt động 28 Đặc điểm bật 28 Ứng dụng 29 II QR code .29 Khái niệm 29 Đặc điểm 29 Cấu trúc 29 Ứng dụng 30 III Công nghệ IoT 30 Khái niệm 30 Cấu trúc 30 Đặc trưng 31 Ứng dụng 31 Chương 5: Thử nghiệm kết luận 33 I Tài liệu Code C++ 33 II Chạy chương trình .47 III Tự đánh giá 55 IV Định hướng hoàn thiện hệ thống 55 V Lời cảm ơn lời kết 56 Phân công công việc nhóm I Slide Powerpoint + chạy code C++: - Thiết kế, chỉnh sửa bố cục, trình bày slide Powerpoint: Tất thành viên - Người thuyết trình: Nguyễn Việt Long (Đỗ Huy Hồng thuyết trình thay) - Chạy thử nghiệm code C++: Bùi Thị Huyền Trang II Tài liệu Word - Lên ý tưởng + kế hoạch: Tất thành viên - Thiết kế, chỉnh sửa bố cục cuối cùng: Nguyễn Việt Long - Chương + Lời mở đầu + Lời kết: Đỗ Huy Hoàng - Chương 2+4: Bùi Thị Huyền Trang - Chương 3: Nguyễn Việt Long - Chương (Trình bày): Bùi Thị Huyền Trang, Nguyễn Việt Long - Chương (Code C++): + Lớp sinh viên, giảng viên: Bùi Thị Huyền Trang + Lớp đèn, hệ thống ánh sáng, điều hòa: Nguyễn Việt Long + Lớp âm (Micro, loa), máy chiếu, camera: Đỗ Huy Hoàng LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, bùng nổ việc ứng dụng khoa học - công nghệ vào ngành, lĩnh vực tác động mạnh mẽ đến phát triển đời sống người Những ứng dụng Cách mạng Công nghiệp lần thứ ngày dần vào sống Cùng với phát triển internet, ứng dụng tiếp cận hỗ trợ đắc lực cho nhiều hoạt động sản xuất, sinh hoạt, học tập làm việc người Trước thời đại công nghệ ngày phát triển vũ bão, công nghệ thông tin người biết đến áp dụng vào sống ngày nhiều Với nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước địi hỏi người phải có trình độ học vấn cao, lực quản lý… bên cạnh quan trọng cần có kỹ vận hành, sử dụng trang thiết bị đại, khả tư độc lập, cập nhật kiến thức đặc biệt cơng nghệ mới,… Vì mà việc sử dụng phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin giáo dục đào tạo xem tất yếu cấp thiết Điển hình mơ hình Lớp học thơng minh (Smart Class) - móng vững để phát triển ngành giáo dục Nhóm chúng em xây dựng hệ thống lớp học thơng minh sử dụng ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng Bằng kiến thức học từ môn Lập trình hướng đối tượng chúng em làm tài liệu để giúp cho người có nhìn trực quan hơn, toàn vẹn cách thức hoạt động chức Lớp học thông minh Thông qua mong muốn mơ hình lớp học thơng minh đc phát triển rộng rãi nước ta Trong trình làm, thời gian kiến thức cịn hạn hẹp nên cịn nhiều sai sót mong thầy bạn góp ý để sản phẩm chúng em hoàn thiện Chương 1: Tổng quan hệ thống Smart Class I Đặt vấn đề: Trong giáo dục đại, công nghệ xuất tất khâu, vừa hỗ trợ quản lý, vừa giúp việc giảng dạy học tập trở nên thuận lợi, hiệu Mơ hình lớp học thông minh giúp mở rộng không gian, thời gian, tài liệu, phương pháp hình thức giảng dạy, giúp người dạy người học dễ dàng trao đổi kiến thức, sử dụng công cụ thông minh hơn, thuận tiện Việc đại hóa lớp học áp dụng nhiều quốc gia giới đạt nhiều chuyển biến tích cực Tuy nhiên, mơ hình chưa triển khai nhiều Việt Nam Vì vậy, để hịa nhập xu đó, nước ta cần đại hóa trường học, cách tân lớp học hay nói cách khác xây dựng phát triển mơ hình tiền đề - Lớp học thơng minh phương pháp lập trình hướng đối tượng II Mục tiêu - Tìm hiểu mơ hình hình phịng học thơng minh (Smart Class) - Cách hoạt động mơ hình phịng học thơng minh (Smart Class) - Sự hiệu ứng dụng mơ hình phịng học thực tế đem lại - Hiểu rõ phương pháp lập trình hướng đối tượng lập trình phần mềm ứng dụng - Xây dựng mơ hình thơng qua phương pháp lập trình hướng đối tượng III Xác định yêu cầu - Hệ thống kiểm soát vào, điểm danh thông minh bảo vệ an ninh cho lớp học - Hệ thống kết nối điều khiển tự động smartphone, cấp quyền truy cập điều khiển - Lớp học thông minh kết hợp điều khiển chiếu sáng smart-class, hệ thống lọc, điều hịa khơng khí - Các giải pháp mở rộng khác như: lắp đặt hệ thống camera giám sát, hệ thống báo động cháy nổ - Hệ thống thiết bị hỗ trợ giảng dạy: máy tính, máy chiếu, loa Từ việc sử dụng thiết bị tiên tiến tự động hóa tối ưu cảm giác hứng thú, tiện lợi cho giáo viên lẫn học sinh: - Các thiết bị tự động bật có người vào tắt người cuối - Các thiết bị kết nối liên kết: máy chiếu trạng thái bật đồng thời chiếu tự động hạ xuống đèn tự động giảm độ sáng, rèm cửa đóng vào - Phịng thiết lập nhiệt độ phù hợp cho phép điều chỉnh smartphone (dựa vào cảm biến nhiệt) IV Phạm vi - Trong phạm vi mơn học Lập trình hướng đối tượng (OOP) - Nghiên cứu phạm vi Lớp học thông minh (Smart Class) Chương 2: Tìm hiểu hệ thống lớp học thông minh I Giới thiệu hệ thống lớp học thông minh Lớp học thông minh phịng học tích hợp đầy đủ thiết bị dạy học điện tử, kỹ thuật số đại máy tính chủ kết nối hình tương tác điện tử máy chiếu Projector, hình LCD, máy chiếu vật thể, camera ghi hình, máy in với hệ thống internet, smartphone, máy tính bảng, bục giảng thơng minh, hệ thống âm thanh, Máy tính máy tính bảng tích hợp đầy đủ liệu cần thiết như: sách giáo khoa điện tử, giáo trình điện tử mơn Qua sóng wifi, phần mềm quản lý giúp giáo viên thực tổ chức toàn trình dạy học bao gồm hoạt động tương tác thầy trị thơng qua việc sử dụng thiết bị tích hợp phịng học thông minh Mỗi công cụ số công cụ dạy học dựa công nghệ mạnh mẽ, thân thiện, dễ sử dụng, tất thiết kế hoạt động cách đồng để làm sinh động nội dung giảng dạy, nâng cao hứng thú học tập, tạo cho giáo viên học sinh môi trường học tập sinh động, thú vị đạt hiệu cao, giúp cải thiện rõ rệt kết học tập học sinh Việc học học sinh trở nên đơn giản hiệu Phòng học thông minh cho phép tăng cường khả tương tác đa chiều giáo viên với học sinh, học sinh với học sinh qua việc dạy nhóm, học nhóm, thảo luận nhóm thơng qua phần mềm quản lý lớp học Giáo viên điều hành lớp học giám sát học máy học sinh chọn tất máy học sinh lớp với vài thao tác đơn giản máy giáo viên Bên cạnh đó, xét khía cạnh sở vật chất môi trường học tập, lớp học thông minh đáp ứng tối đa điều kiện để giúp cho việc dạy học hiệu Các yếu tố bao gồm: âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm,… thiết lập qua phần mềm điều khiển đồng giúp cho giáo viên hay học sinh sử dụng dễ dàng II Hoạt động lớp học thông minh Lớp học thông minh hoạt động tảng ứng dụng CNTT truyền thông quản lý, điều hành, tổ chức hoạt động giảng dạy; đồng thời xây dựng môi trường tương tác học sinh với học sinh giáo viên với học sinh Đây mơ hình ứng dụng cơng nghệ tiên tiến phục vụ việc học tập giảng dạy, giúp giảng trở nên trực quan, sinh động, khơi gợi hứng thú học tập học sinh Mơ hình lớp học thơng minh gồm có: máy vi tính, hình tương tác, bục giảng thơng minh, hệ thống âm thanh, máy chiếu vật thể … III Hệ thống điều khiển lớp học thông minh - Điều khiển thiết bị tự động thông minh Smart-classroom quét Face ID, đèn, điều hòa, rèm cửa, máy chiếu,… - Bàn, ghế phịng học thiết kế gọn gàng, thơng minh để dễ di chuyển xếp - Hệ thống điều khiển có kết nối Internet Bục giảng điện tử tích hợp hệ thống PC giáo viên, âm thanh, máy thu vật thể,… - Hệ thống nghe nhìn tương tác thông minh máy chiếu tương tác, bảng tương tác, hành LED tương tác,… - Camera giảng dạy trực tuyến IV Hiệu thực tế mơ hình lớp học thông minh Tăng khả tương tác người dạy người học: Nhiều lớp học truyền thống cịn giữ hình thức truyền tải chiều, nghĩa người dạy giảng đặt câu hỏi, người học ngồi nghe, ghi chép trả lời Điều vơ tình khiến người học bị thụ động, tham gia xây dựng 10 ... hệ thống lớp học thông minh .8 I Giới thiệu hệ thống lớp học thông minh II Hoạt động lớp học thông minh III Hệ thống điều khiển lớp học thông minh 10 IV Hiệu thực tế mơ hình lớp. .. trường học, cách tân lớp học hay nói cách khác xây dựng phát triển mơ hình tiền đề - Lớp học thơng minh phương pháp lập trình hướng đối tượng II Mục tiêu - Tìm hiểu mơ hình hình phịng học thông minh. .. học thông minh (Smart Class) Chương 2: Tìm hiểu hệ thống lớp học thông minh I Giới thiệu hệ thống lớp học thơng minh Lớp học thơng minh phịng học tích hợp đầy đủ thiết bị dạy học điện tử, kỹ thuật