1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

báo cáo bài tập lớn đề tài xây dựng hệ thống lớp học thông minh sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng

34 9 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Xây dựng hệ thống lớp học thông minh sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng
Tác giả Vi Hoàng Hải, Hoàng Trung Kiên, Nguyễn Huyền Trang, Phạm Minh Quang, Nguyễn Tuấn Anh
Người hướng dẫn Phạm Minh Hoàn
Trường học Trường Đại học Kinh tế Quốc dân
Chuyên ngành Lập trình hướng đối tượng
Thể loại Báo cáo bài tập lớn
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 34
Dung lượng 4,51 MB

Nội dung

Với phương pháp này, khả năng tương tác giữa giáo viên và học sinhsẽ được cải thiện rất nhiều, giáo viên có thể dễ dàng quản lý học sinh và học sinhđược chủ động hơn trong khi học, tạo r

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔN: LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

Đề tài: “Xây dựng hệ thống lớp học thông minh sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng.”

Lớp học phần: Lập trình hướng đối tượng (221)_01

Giảng viên: Phạm Minh Hoàn

Lớp: Khoa Học Máy tính 62

Nhóm số: 05

Hà Nội, tháng 4 năm 2022

Trang 2

THÀNH VIÊN NHÓM

Vi Hoàng Hải (Trưởng nhóm) 11201272

Link sản phẩm : https://github.com/minquang/bai_tap_lon_oop

Trang 3

MỤC LỤC

L I M ĐẦẦU Ờ Ở 4

CH ƯƠ NG 1: T NG QUAN H THỐỐNG L P H C THỐNG MINH Ổ Ệ Ớ Ọ 5

1.1 Đ t vân đê ă 5

1.2 Gi i thi u vê h thống l p h c thống minh ớ ệ ệ ớ ọ 5

1.2.1.khái ni m smartclass ệ 6

1.2.2 mố hình smartclass 8

1.3 Xác đ nh yêu câ u bài toán xây d ng h thống l p h c thống minh ị ự ệ ớ ọ 9

1.4 Ch c n ăng và mố t cách th c ho t đ ng c a h thống ứ ả ứ ạ ộ ủ ệ 10

1.4.1 Đi m danh s d ng cống ngh quét mã ID và dâu vân tay ể ử ụ ệ 10

1.4.2 T đ ng điê u khi n h thống ánh sáng phòng h c ự ộ ể ệ ọ 11

1.4.3 T đ ng điê u ch nh h thống nhi t đ phòng h c ự ộ ỉ ệ ệ ộ ọ 12

1.4.4 T đ ng điê u khi n h thống an ninh, an toàn t đ ng ự ộ ể ệ ự ộ 13

1.4.5 T đ ng điê u khi n h thống các thiêt b hốỗ tr gi ng d y khác ự ộ ể ệ ị ợ ả ạ 14

CH ƯƠ NG 2: PHẦN TÍCH BÀI TOÁN XẦY D NG H THỐỐNG L P H C THỐNG MINH Ự Ệ Ớ Ọ 14

2.1 Phân tch các đối t ượ ng c a h thống ủ ệ 14

2.1.1 L p Thiêt b ớ ị 14

2.1.2 L p điê u hòa ớ 15

2.1.3 L p Camera ớ 16

2.1.4 L p sinh viên ớ 16

2.1.5 L p c a ớ ử 17

2.2 Mố t quy trình nghi p v c a h thống ả ệ ụ ủ ệ 17

CH ƯƠ NG 3: NG D NG H THỐỐNG L P H C THỐNG MINH VÀO TH C TẾỐ Ứ Ụ Ệ Ớ Ọ Ự 21

3.1 Thiêt kê h thống ệ 21

3.1.1 Ph ươ ng pháp, ngốn ng l p trình và cống ngh s d ng ữ ậ ệ ử ụ 21

3.1.2 Thiêt kê h thống ệ 24

3.2 Cài đ t h thống ặ ệ 25

CH ƯƠ NG 4: TH NGHI M S N PH M VÀ KẾỐT LU N Ử Ệ Ả Ẩ Ậ 27

4.1 Ch y s n ph m ạ ả ẩ 27

4.2 Kêt lu n ậ 31

B NG PHẦN CỐNG CỐNG VI C T NG THÀNH VIẾN Ả Ệ Ừ 33

Trang 4

LỜI MỞ ĐẦU

Trong xã hội toàn cầu hóa ngày nay, học tập là việc cần làm trong suốt cuộc đời không chi để đứng vững trong thị trường việc làm đầy cạnh tranh mà còn giúp nâng cao kiến thức văn hóa và xã hội của mỗi người

Chúng ta cần học những kỹ năng mới, đồng thời bồi dưỡng nâng cao những kỹ năng sẵn có và tìm ra những cách thức mới và nhanh hơn để học những kỹ năng này Nền kinh tế thế giới đang bước vào giai đoạn kinh tế tri thức Vì vậy, việc nâng cao hiệu quả chất lượng giáo dục, đào tạo sẽ là nhân tố sống còn quyết định

sự tồn tại và phát triển của mỗi quốc gia, công ty, gia đình và cá nhân Hơn nữa, việc học tập không chi bó gọn trong việc học phổ thông, học đại học mà là học suốt đời

Việc ứng dụng và phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, truyền thông trong giáodục và đào tạo tất yếu dẫn đến việc hình thành mô hình giáo dục thông minh Điển hình ở đây được nhắc đến là tầm quan trọng của “lớp học thông minh”- được coi lànền móng cho sự phát triển của nền giáo dục

Sau đây là báo cáo của nhóm chúng em về đề tài xây dựng hệ thống lớp học thông minh Chúng em chân thành cảm ơn thầy Phạm Minh Hoàn đã hướng dẫn chúng

em lên ý tưởng và thực hiện đề tài này Trong quá trình làm còn nhiều thiếu sót, mong thầy cùng các bạn đóng góp ý kiến để chúng em hoàn thiện hơn sản phẩm của mình!

Trang 5

Sự bùng nổ về công nghệ giáo dục đã và đang tạo ra những phương thức giáodục mới, thúc đẩy mạnh mẽ đến sự phát triển của nền giáo dục mang tính chuyểnđổi sâu sắc vì con người Một trong những phương thức giáo dục mới hứa hẹn sẽđem đến một luồng gió mới cho nền giáo dục Việt Nam đó là mô hình lớp họcthông minh Với phương pháp này, khả năng tương tác giữa giáo viên và học sinh

sẽ được cải thiện rất nhiều, giáo viên có thể dễ dàng quản lý học sinh và học sinhđược chủ động hơn trong khi học, tạo ra những tiết học thú vị nâng cao chất lượnggiáo dục và đào tạo

Không chp vâ qy, yêu cầu chuyển đổi mô hình lớp học là yếu tố cần thiết chogiáo dục, để có thể theo kịp với những thay đổi mới nhất của thời đại máy tính,công nghệ và đáp ứng nhu cầu đào tạo công dân thời đại mới Theo xu hướng này,lớp học thông minh đang được thực hiện như một sự đổi mới và hiện đại hóatrường học và đã lan rộng đến nhiều quốc gia khác trên thế giới

1.2 Giới thiệu vê hệ thống lớp h 漃⌀c thông minh

Lớp học Thông minh là lớp học được nâng cấp công nghệ nhằm trau dồi giáodục bằng cách mở ra cánh cửa tiếp cận các phương pháp dạy và học kỹ thuật sốcho cả giáo viên và học sinh bằng cách phối hợp những tiến bộ mới nhất trong

Trang 6

tâm đến giáo dục trong học sinh bằng cách giới thiệu chúng với học tập điện tửtrong thời gian thực với sự trợ giúp của âm thanh và video, đa phương tiện, hìnhảnh, hội nghị web trực tuyến, thuyết trình PPT, hoạt ảnh 2D & 3D,

Công nghệ lớp học thông minh đảm bảo việc giáo dục tiếp cận mọi học sinhvới các mức độ hiểu biết khác nhau như nhau Hơn nữa, việc thực hiện loại hìnhgiáo dục trong lớp này giúp tăng cường sự tương tác và cộng tác giữa học sinh-giáo viên Giáo viên có thể điều hành lớp học và giám sát bài học trên máy của họcsinh được chọn hoặc tất cả các máy học sinh trong lớp chp với một vài thao tác đơngiản trên máy của giáo viên Ngược lại, học sinh sử dụng máy tính bảng để gửi câuhỏi, câu trả lời tới màn hình tương tác của giáo viên Lớp học thông minh tạo môitrường tốt nhất cho học sinh học tập có chất lượng, là nơi phát huy tính tích cực, tríthông minh của học sinh, hỗ trợ dạy học phát triển năng lực

Không giống như lớp học Ảo, lớp học thông minh có xu hướng tập trungnhiều hơn vào các kỹ thuật dạy và học trong lớp học Ngoài ra, việc phối hợp côngnghệ giáo dục này với Internet mang đến cho sinh viên cơ hội học tập trực tuyếndựa trên web với máy tính và các thiết bị thông minh cũng như làm cho các giảngviên sử dụng các công cụ giảng dạy sáng tạo để giảng dạy ảo bằng các chươngtrình tương tác Mỗi công cụ trong số các công cụ dạy học trên đều dựa trên côngnghệ mạnh mẽ, thân thiện, dễ sử dụng, nhưng tất cả đều được thiết kế hoạt độngmột cách đồng bộ để làm sinh động nội dung giảng dạy, nâng cao hứng thú họctập, tạo cho giáo viên và học sinh một môi trường học tập sinh động, thú vị và đạthiệu quả cao, giúp cải thiện rõ rệt kết quả học tập của học sinh

1.2.1.khái niệm smartclass

Khi các trường học đóng cửa vào đầu đại dịch, ngành giáo dục ngay lập tức cốgắng thích ứng với việc học tập từ xa Các lớp học được tổ chức trực tuyến thông

Trang 7

qua các công cụ hội nghị truyền hình, các bài tập được nộp trực tuyến và cácphương tiện ảo khác như học tập tương tác đã được sử dụng Những sự thích nghinày chp là bước khởi đầu cho tương lai của giáo dục

Giờ đây, các doanh nghiệp đã thích nghi và đang dần chuyển đổi kỹ thuật số,chúng ta sẽ bắt đầu thấy sự chuyển đổi này cũng đang lan sang các lĩnh vực khác,giống như trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và giáo dục Mặc dù chúng ta chp thấymột tỷ lệ nhỏ giáo dục tương lai được thực hiện do đại dịch, nhưng có rất nhiềutiềm năng trong lĩnh vực này

Lớp học thông minh là lớp học được trang bị kỹ thuật số với rất nhiều phươngpháp dạy và học sử dụng công nghệ Nó có thể là một cái gì đó đơn giản như kếthợp các thành phần âm thanh và hình ảnh vào một bài học, điều mà nhiều lớp họcđang làm ngày nay (và cũng đã làm như vậy trong quá khứ) Nó cũng có thể là mộtcái gì đó tiên tiến như thực hiện một cuộc phẫu thuật y tế thực hành bằng cách sửdụng thực tế ảo Ngoài ra, một lớp học thông minh cũng giúp giáo viên thông quacông nghệ Có những ứng dụng đã được thiết kế để hỗ trợ giáo viên trong việcsoạn giáo án hoặc thậm chí cung cấp cho họ khả năng lưu một lớp học được giảngdạy trực tuyến để tham khảo trong tương lai

Một số trường đại học cũng sử dụng mô phỏng nhân tạo cho các môn kỹ thuậtnhư ô tô hoặc hàng không vũ trụ Sinh viên có thể sử dụng trí thông minh nhân tạo

để mô phỏng các mô hình của các bộ phận ô tô khác nhau, cho phép họ kiểm tracác bộ phận của động cơ mà không thực sự phải chế tạo chúng Sau khi mô phỏngvượt qua bài kiểm tra, họ có thể tiếp tục và xây dựng một nguyên mẫu Điều nàygiúp họ tiết kiệm thời gian và nguồn lực, giúp quá trình học tập hiệu quả hơn rấtnhiều

Trang 8

Nhiều phụ huynh và sinh viên đại học có thể lo lắng về khía cạnh cộng tác và

xã hội của lớp học thông minh Với hầu hết các giao tiếp phụ thuộc vào công nghệ,

có thể có một rào cản trong giao tiếp Tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng làmviệc trong một môi trường liên quan đến học tập tương tác thông qua công nghệthực sự khuyến khích sự hợp tác thông qua thảo luận và dự án nhóm

1.2.2 mô hình smartclass

Cấu trúc chính sẽ bao gồm những phần sau:

Phần thiết bị công nghệ:

- Hệ thống máy tính học sinh (có thể là Laptop hoặc Máy tính bảng);

- Camera cho lớp học trực tuyến;

- Hệ thống âm thanh;

- Hệ thống điều khiển thông minh;

- Hệ thống mạng internet

Trang 9

1.3 Xác định yêu cầu b'i toán xây dựng hệ thống lớp h 漃⌀c thông minh

Xây dựng hệ thống lớp học thông minh với mục tiêu:

- Hệ thống kiểm soát ra vào, điểm danh thông minh và bảo vệ an ninh cholớp học

- Hệ thống thiết bị hỗ trợ giảng dạy giúp tăng tương tác giữa người dạy vàngười học

- Hệ thống bảo vệ an toàn cho lớp học: cảnh báo cháy, chữa cháy tự động

- Hệ thống kết nối điều khiển tự động bằng smartphone, cấp quyền truy cậpđiều khiển

Trang 10

- Lớp học thông minh kết hợp điều khiển chiếu sáng smart - class, hệ thốnglọc, điều hoà không khí.

Từ việc sử dụng các thiết bị tiên tiến tự động hoá tối ưu tạo cảm giác hứngthú, tiện lợi cho người học:

- Các thiết bị tự động bật khi có người trong phòng và tắt khi không cóngười trong phòng

- Các thiết bị được kết nối liên kết: khi máy chiếu trạng thái bất đồng thờimàn chiếu cũng tự động hạ xuống các đèn tự động giảm độ sáng, rèm cửađóng vào

- Hệ thống nghe nhìn tương tác thông minh như máy chiếu tương tác, bảngtương tác, màn hình led tương tác…

- Phòng thiết lập nhiệt độ phù hợp và cho phép điều chpnh bằng smartphone(dựa vào cảm biến nhiệt)

- Hệ thống báo cháy sử dụng cảm biến nhiệt, khi cảm nhận được nhiệt độngoài ngưỡng an toàn sẽ phát ra cảnh báo đồng thời kích hoạt hệ thống chữacháy tự động

1.4 Chức năng v' mô tả cách thức hoạt động của hệ thống

1.4.1 Điểm danh sử dụng công nghệ quét m+ ID v' d Āu vân tay.

Trong xã hội rộng lớn hơn, ước tính mỗi người chúng ta dành ba tuần làm việctrong năm để xác thực bản thân với máy tính và những người khác Đây là thờigian dành cho việc cung cấp tài liệu nhận dạng, đặt lại mật khẩu, ký tài liệu, xếphàng đợi điện thoại,

Trang 11

Việc điểm danh trong lớp học thông minh được thực hiện bằng hệ thống xác

Trang 12

Toàn bộ lịch sử ra vào, thời gian ra, thời gian vào sẽ được hệ thống lưu vào cơ

sở dữ liệu và dưa về phần mềm quản lý hoc sinh, sinh viên Việc điểm danh đượcthực hiện hoàn toàn tự động

* Cách thức hoạt động:

 Lấy mẫu: Sử dụng máy quét mã vạch hoặc thiết bị có cùng chức năng

 Phân tích: Các dữ liệu (được nhắc tới ở trên) sẽ được trích xuất từ các hìnhảnh, các mẫu

 So sánh và đối chiếu: Giữa các dữ liệu lấy được với các dữ liệu có trong cơ

Qua đó,tiết kiệm được thời gian cũng như tiết kiệm được một phần chi phíđiện năng Cách thức hoạt động:

 Do cảm biến sẽ quét toàn bộ khu vực phòng

 Với bộ cảm biến phát hiện chuyển động, khi chung ta đi vào vùng quétcủa đèn, đèn sẽ bật sáng ngay lập tức và tắt đi sau

1.4.3 Tự động điêu chỉnh hệ thống nhiệt độ phòng h 漃⌀c

Trang 13

Hệ thống nhiệt độ phòng học được điều khiển thông minh qua bảng điềukhiển, smartphone hoặc điều khiển tự động thông qua cảm biến nhiệt độ.

Trang 14

Hệ thống an ninh, an toàn tự động phát hiện người ra vào, phát hiện các sự cốgây mất an toàn như cháy nổ; hệ thống IP camera ghi hình, hàng rào điện tử… Đưa

ra thông tin cảnh báo khi có sự cố xảy ra

1.4.5 Tự động điêu khiển hệ thống các thiết bị hỗ trợ giảng dạy khác

Các thiết bị hỗ trợ giảng dạy được điều khiển tự động nhằm tăng tương tác khihọc tập:

 Hệ thống máy chiếu và màn hình

 Hệ thống âm thanh

 Hệ thống máy tính và mạng

Trang 15

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG LỚP HỌC THÔNG MINH

2.1 Phân tích các đối tượng của hệ thống

2.1.1 Lớp Thiết bị

Các thiết bị được cài đặt trong phòng học: Camera, Điều hòa, cửa,…là các đốitượng thuộc lớp Thiết bị (Class ThietBi) Class ThietBi có những thuộc tính vàphương thức sau:

 Thuộc tính: Tên thiết bị (String), Trạng thái (int)

 Phương thức: Nhập, Xuất, Cài đặt trạng thái

* Hàm nhập tên thiết bị:

* Hàm xuất tên thiết bị:

Trang 16

* Hàm cài đặt trạng thái:

2.1.2 Lớp điêu hòa

Điều hòa trong phòng học là các đối tượng thuộc lớp Điều hòa, lớp điều hòađược kế thừa từ Lớp Thiết bị

 Thuộc tính: Tên (String) kế thừa từ lớp Thiết bị , Trạng thái (int) kế thừa

từ lớp Thiết bị và Nhiệt độ (int)

 Phương thức: Nhập, Xuất, Cài đặt trạng thái (Bật, Tắt) kế thừa từ lớpThiết bị, Điều chpnh Nhiệt độ

*Cài nhiệt độ cho điều hòa :

Trang 17

 Phương thức: Nhập, Xuất, Cài đặt trạng thái (Bật, Tắt) kế thừa từ lớpThiết bị

Trang 18

Cửa trong phòng học là các đối tượng thuộc lớp cửa, lớp Cửa được kế thừa từ Lớp Thiết bị.

 Thuộc tính: Tên (String) kế thừa từ lớp Thiết bị , Trạng thái (int) kế thừa

từ lớp Thiết bị

 Phương thức: Nhập, Xuất, Cài đặt trạng thái (Bật, Tắt) kế thừa từ lớp Thiết bị

2.2 Mô tả quy trình nghiệp vụ của hệ thống

- Quy trình ra vào và điểm danh

Khi sinh viên đến sẽ có máy quét nhận diện thẻ sinh viên Mỗi sinh viên đều

đã có mỗi dữ liệu được lưu trữ qua từng ID qua đó dữ liệu ghi được sẽ được đối chiếu với dữ liệu máy quét quét được Nếu hợp lệ của sẽ được tự động mở để sinh viên có thể vào phòng học Đồng thời chức năng năng điểm danh cũng được tự động thực hiện nếu sinh viên được vào lớp Ngược lại khi dữ liệu không khớp sinh viên không thể vào lớp tham gia buổi học

- Quy trình nghiệp vụ của phòng học

Khi con người di chuyển qua các vùng được lắp đặt, đèn thông minh sẽ tắt ngay sau đó khi không có chuyển động cho vùng quét, đồng thời tăng giảm độ sáng thích hợp với từng điều kiện từ thời tiết hay các tiết học Nhiệt độ của phòng

Trang 19

sẽ được cảm biến đo tự động qua đó điều hòa sẽ tự điều chpnh về nhiệt độ thích hợp như đã được cài đặt Bên cạnh đó, sự điều chpnh của giảng viên hay sinh viên

sẽ được ưu tiên hơn khi người dùng muốn thay đổi nhiệt độ

- Quy trình an ninh phòng học

Các cảm biến sẽ đo được các tình trạng như vỡ kính, nhiệt độ, khói, … qua

đó sẽ gửi về bộ nguồn để thông báo hay tự động hoạt động theo nguyên lý đã được tạo

Sơ đồ mô tả quy trình hoạt động của hệ thống:

Sinh viên, giảng viên thuộc lớp học có thể ra vào điều chpnh các thiết bị thông minh trong phòng học Đồng thời được thông báo khi sự cố an ninh phòng học xảy ra

Các thiết bị thông minh: cửa, đèn, camera, điều hòa,… được điều chpnh 1 cách

tự động và chịu sự thay đổi ưu tiên của người sử dụng

Trang 20

Bộ phận quản lý: Nhận thông báo từ sự cố an ninh và chịu trách nhiệm cho các thiết bị hoạt động bình thường cũng như cải thiện tính hiệu quả chất lượng của lớp học

Quy trình vận hành lớp học thông minh:

Đầu giờ:

Quy trình ra vào và điểm danh:

Khi sinh viên đến sẽ có máy quét nhận diện thẻ sinh viên Mỗi sinh viên đều

đã có dữ liệu được lưu trữ qua từng ID qua đó dữ liệu ghi được sẽ được đối chiếu với dữ liệu máy quét quét được Nếu hợp lệ cửa sẽ được tự động mở để sinh viên

có thể vào phòng học Đồng thời chức năng điểm danh cũng được tự động thực hiện nếu sinh viên được vào lớp Ngược lại khi dữ liệu không khớp sinh viên không thể vào lớp tham gia buổi học

Quy trình vận hành các thiết bị:

Khi có người trong lớp học các thiết bị cảm biến sẽ cảm nhân được chuyển động trong vùng quét Qua đó sẽ bật các thiết bị như đèn thông minh, đồng thời nhiệt độ phòng học sẽ được đo bằng cảm biến và điều hòa sẽ được chpnh về nhiệt

độ thích hợp như đã được cài đặt Giảng viên hoặc sinh viên có thể điều chpnh lại nhiệt độ, điều hòa sẽ ưu tiên hơn khi người dùng muốn thay đổi

Quá trình học:

Các thiết bị hỗ trợ giảng dạy sẽ được khởi động để giúp tăng tương tác giữa giảng viên và sinh viên

Ngày đăng: 14/08/2024, 10:01

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w