Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non trên nền tảng android

Niên khóa: 2013 – 2017 ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHĂM SÓC, THEO DÕI TRẺ EM MẦM NON TRÊN ANDROID VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐÀO VĂN TÂM XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHĂM SÓC, THEO DÕI TRẺ EM MẦM NON TRÊN NỀN TẢNG ANDROID Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội – Năm 2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐÀO VĂN TÂM XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHĂM SÓC, THEO DÕI TRẺ EM MẦM NON TRÊN NỀN TẢNG ANDROID Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội – Năm 2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Độc lập – Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày 17 tháng 04 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Đào Văn Tâm Giới tính: Nam Ngày sinh: 01/04/1995 Nơi sinh: Hà Nội Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 13A10010071 Lớp hành chính: 13A10A02 TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xây dựng chức quản lý chương trình học Xây dựng chức quản lý thực đơn dinh dưỡng Xây dựng chức quản lý tài khoản, danh mục NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/12/2016 NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/05/2017 PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC: Đề tài “Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android” cá nhân em thực GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Đức Tuấn Ngày 17 tháng 04 năm 2017 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, thời đại cơng nghệ ngày phát triển tiên tiến việc tiếp xúc, sử dụng áp dụng công nghệ đại trở thành cơng việc khơng xa lạ người Tuy nhiên để áp dụng cách có hiệu quả, thơng minh tận dụng hết ưu điểm mà công nghệ mang lại vấn đề cần có đầu tư lâu dài nghiêm túc trình phát triển bền vững Trong nhiều lĩnh vực, thấy có áp dụng cơng nghệ để nâng cao hiệu cơng việc dịch vụ kể như: Y tế, giáo dục, giao thông vận tải, tài chính, … Thời gian gần đây, với đời điện thoại thơng minh lại có thêm công cụ, giải pháp tốt hơn, thuận tiện việc áp dụng kỹ thuật công nghệ vào đời sống công việc Chúng ta thấy có góp mặt điện thoại thơng minh việc giải vấn đề số lĩnh vực tăng hiệu công việc cải thiện qui trình Đối với y tế có ứng dụng giúp người dùng kiểm tra tình trạng sức khỏe, quản lý bệnh án, bệnh nhân; giáo dục có nhiều ứng dụng dạy học, hỗ trợ tính tốn; … Trong lĩnh vự giáo dục nói chung giáo dục mầm non nói riêng có hõ trợ phần cơng nghệ kỹ thuật đa số chưa đáp ứng toàn vẹn nhu cầu người sử dụng Đặc biệt giáo dục mầm non, trẻ em mầm non để ứng dụng điện thoại thông minh việc quản lý giảng dạy bé điều chưa có nghiên cứu áp dụng rõ rệt Em tìm hiểu nghiên cứu trường mầm non Năm ngón tay ngoan – Five fingers Kindergarten, nhận thấy cần thiết có ứng dụng giúp hỗ trợ bậc phụ huynh giáo viên việc quản lý bé chăm sóc bé Vì vậy, em chọn đề tài: “Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp đại học Đồ án tốt nghiệp kết khóa học thành lao động em Để thực hoàn thành đồ án này, em nhận hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy cô bạn Khoa Công Nghệ Thông Tin – Viện Đại học Mở Hà Nội Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy, cô Khoa, người tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức cần thiết, kinh nghiệm quý báu cho em suốt bốn năm học Viện Đại học Mở Hà Nội để em tự tin thực đồ án Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy Nguyễn Đức Tuấn, người tận tình, bảo động viên hỗ trợ em suốt trình thực đề tài Trong thời gian làm đồ án thầy, em học hỏi kiến thức mà học khả làm việc nghiêm túc, độc lập có trách nhiệm với cơng việc Mặc dù, em cố gắng hồn thiện đồ án phạm vi khả cho phép mình, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin kính mong nhận thơng cảm góp ý thầy, bạn Cuối em xin kính chúc thầy mạnh khỏe, ln ln người lái đò ân cần dìu dắt hệ FITHOU trưởng thành Em xin xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 17 tháng 04 năm 2017 Sinh viên thực Đào Văn Tâm MỤC LỤC Trang Chương 1KHẢO SÁT HỆ THỐNG 1.1 Khảo sát thực tế 1.2 Nhiệm vụ 1.3 Quy trình sử dụng Chương 2PHÂN TÍCH HỆ THỐNG VỀ CHỨC NĂNG 2.1 Sơ đồ phân rã chức (BFD) 2.1.1 Xác định chức 2.1.2 Gom nhóm chức 2.2 Sơ đồ phân rã chức hệ thống 2.3 Sơ đồ luồng liệu (DFD) 2.3.1 Ký hiệu sử dụng 2.3.2 Sơ đồ luồng liệu mức ngữ cảnh 10 2.3.3 Sơ đồ luồng liệu mức đỉnh 11 2.3.4 Sơ đồ luồng liệu mức đỉnh 12 2.4 Đặc tả chức chi tiết 17 Chương 3PHÂN TÍCH HỆ THỐNG VỀ DỮ LIỆU 33 3.1 ER mở rộng 33 3.1.1 Xác định kiểu thực thể, kiểu thuộc tính 33 3.1.2 Xác định kiểu liên kết 34 3.1.3 Mô hình ER mở rộng 35 3.2 Chuẩn hóa liệu 36 3.2.1 Chuyển đổi từ ER mở rộng ER kinh điển 36 3.2.2 Chuyển đổi từ ER kinh điển ER hạn chế 40 3.2.3 Chuyển đổi từ ER hạn chế mô hình quan hệ 43 3.3 Đặc tả bảng liệu mơ hình quan hệ 46 Chương 4THIẾT KẾ HỆ THỐNG 51 4.1 Thiết kế tổng thể 51 4.1.1 Phân định công việc người máy 51 4.2 Thiết kế kiểm soát 54 4.2.1 Xác định nhóm người dùng 54 4.2.2 Phân định quyền hạn nhóm người dùng 55 4.3 Thiết kế CSDL vật lý 57 4.3.1 Mô hình liệu hệ thống 57 4.3.2 Đặc tả bảng liệu 58 4.4 Thiết kế kiến trúc chương trình giao diện 69 4.4.1 Thiết kế kiến trúc 69 4.4.2 Thiết kế hình giao diện 70 Chương 5TRIỂN KHAI 96 5.1 Cơ sở lý thuyết 96 5.1.1 Công nghệ sử dụng 96 5.2 Lập trình ứng dụng xử lý phía Server 99 5.2.1 Cơ sở liệu hệ thống 99 5.2.2 Lập trình hệ thống máy chủ 100 5.3 Lập trình ứng dụng xử lý phía thiết bị 101 Chương 6TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 103 6.1 Cấu hình yêu cầu 103 6.2 Kết đạt 103 6.3 Các mặt hạn chế 103 6.4 Hướng phát triển tương lai 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án chia thành chương với nội dung sau: • Chương 1: Khảo sát hệ thống: Chương trình bày nhiệm vụ, phạm vi đồ án quy trình nghiệp vụ đề tài • Chương 2: Phân tích hệ thống chức năng: Chương trình bày trình phân tích chức hệ thống • Chương 3: Phân tích hệ thống liệu: Chương trình bày q trình phân tích liệu hệ thống • Chương 4: Thiết kế hệ thống: Chương trình bày thiết kế tổng thể thiết kế chi tiết hệ thống • Chương 5: Triển khai: Chương trình bày cơng nghệ sử dụng trình thực đề tài q trình thực đề tài • Chương 6: Tổng kết đánh giá: Chương trình bày kết đề tài, mặt hạn chế hướng phát triển đề tài tương lai DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Tên đầy đủ Tên viết tắt Dịch Tiếng Việt BFD Bussiness Function Diagram Sơ đồ phân rã chức C Char Ký tự CSDL Cơ sở liệu D Date Ngày tháng DFD Data Flow Diagram Sơ đồ luồng liệu ER Entity Relationship Thực thể quan hệ FK Foreign Key Khóa ngoại MT Máy tính N Number Số 10 PK Primary Key Khóa 11 TC Thủ cơng 12 NIO Non-blocking Input Output 13 UDP User Datagram Protocol 14 TCP 15 HTTP Hypertext Transfer Protocol 16 SSL Secure Sockets Layer Tầng bảo mật 17 SPDY Speedy Nhanh 18 TLS Transport Layer Security Bảo mật tầng vận tải 19 XML Extensible Markup Language Vào khơng khóa Giao thức liệu người dùng Transmission Control Giao thức Kiểm soát vận Protocol chuyển Giao thức truyền siêu văn Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1.Sơ đồ phân rã chức Hình 2.2 Các thành phần Hình 2.3 Quan hệ kho liệu, tiến trình, luồng liệu Hình 2.4 DFD mức khung cảnh 10 Hình 2.5 DFD mức đỉnh 11 Hình 2.6 DFD Quản lý tài khoản người dùng 12 Hình 2.7 DFD Quản lý danh mục 12 Hình 2.8 DFD Quản lý thực đơn 13 Hình 2.9 DFD Quản lý chương trình học 14 Hình 2.10 DFD Quản lý hình ảnh 15 Hình 2.11 DFD Tìm kiếm 16 Hình 2.12 DFD Thơng báo nội dung 16 Hình 2.13 DFD Lập danh sách 16 Hình 3.1 Mơ hình ER mở rộng 35 Hình 3.2 Mơ hình ER kinh điển 39 Hình 3.3 Mơ hình ER hạn chế 42 Hình 3.4 Mơ hình quan hệ 45 Hình 4.1 Phân định người - máy chức đăng ký, đăng nhập 51 Hình 4.2 Phân định người - máy chức tạo thực đơn 52 Hình 4.3 Phân định người - máy chức tạo chương trình học 53 Hình 4.5 Phân định người - máy chức tìm kiếm 53 Hình 4.6 Mơ hình sở liệu hệ thống 57 Hình 4.7 Kiến trúc hệ thống mức cao 69 Hình 4.8 Giao diện đăng nhập ứng dụng 70 Hình 4.9 Biểu đồ trình tự hoạt đơng view đăng nhập 71 Hình 4.10 Giao diện đăng ký ứng dụng 72 Hình 4.11 Biểu đồ trình tự hoạt động view đăng ký 73 Hình 4.12 Giao diện hiển thị chương trình học 74 Hình 4.13 Biểu đồ trình tự hoạt động view hiển thị chương trình học 75 Hình 4.14 Giao diện hiển thị thực đơn tuần 76 Hình 4.15 Giao diện hiển thị thông tin người dùng 77 Hình 4.16 Biểu đồ trình tự hoạt động view hiển thị thơng tin người dùng 78 Hình 4.17 Giao diện cập nhật thông tin người dùng 79 Hình 4.18 Biểu đồ trình tự hoạt động view cập nhậtthơng tin người dùng 80 90 Hình 4.28 Giao diện cập nhật thông tin sức khỏe trẻ 91 Hình 4.29 Giao diện thơng báo sau cập nhật thông tin sức khỏe trẻ 92 Thiết kế giao diện ứng dụng view lập danh sách, thống kê: Hình 4.30 Giao diện lựa chọn danh sách 93 Hình 4.31 Giao diện hiển thị danh sách bé theo lớp 94 Hình 4.32 Giao diện hiển thị danh sách phụ huynh theo lớp 95 Hình 4.33 Giao diện hiển thị danh sách cán nhân viên 96 Chương TRIỂN KHAI 5.1 Cơ sở lý thuyết 5.1.1 Công nghệ sử dụ dụng Netty.IO[2] Netty mộtt NIO(Non-blocking NIO(Non blocking Input Output) framework dành cho vi việc phát triển hệ thống ng client client-server lập trình chương trình ình m mạng ngơn ngữ java, ví dụụ nh giao thức mạng client-server Mặt ặt khác, netty llà mộtt khung (framework) không đồng dành cho việcc phát triể triển nhanh giao thức mạng client-server server có hiệu hi cao, dễ vận hành ành bbảo trì Netty sử dụng ụng để lập trình socket server đơn giản ản nh UDP TCP Bên cạnh việc làà m “asynchronous framework” dành cho vi việc phát triển ứng dụng mạng, ng, netty đồng thời xây dựng để hỗỗ tr trợ chuẩn giao thức mạng ng HTTP, cũ mang đến khả chạy bên ên m “servlet container”(web container), hhỗ trợ cho web socket, tích hợp đượ ợc với Google protocol Buffers, hỗỗ trợ hai chuẩn bảo mật SSL/TLS ng nh giao thức SPDY 97 Hình 5.1 Kiến trúc Netty framework Google Protocol Buffers[1] Protocol buffers phương thức hóa liệu có cấu trúc Đây phương pháp hữu ích việc phát triển chương trình để giao tiếp với lưu trữ liệu Proto buffers chế tự động hóa liệu có cấu trúc linh hoạt, hiệu nhanh chóng giống XML nhỏ hơn, nhanh hơnvà đơn giản Dữ liệu định nghĩa lần sử dụng cho tất ngôn ngữ khác Google phát hành nội protocol buffers lần đầu vào năm 2001, sau tháng năm 2008 cơng khai giao thức cuối năm 2016 dã có ổn định Để sử dụng giao thức ta tạo mã nguồn proto định nghĩa message bao gồm thuộc tính kiểu liệu Giả sử liệu trả người dùng có thuộc tính: Mã, tên, email Thì đối tượng định nghĩa sau: message Person { required string name = 1; required int32 id = 2; optional string email = 3; } Với việc hỗ trợ đa tảng, đa ngơn ngữ sử dụng proto buffers hữ ích cho việc phát triển chương trình, hệ thống có giao tiếp liệu với Đối với ngơn ngữ java sau định nghĩa message tạo đối tượng sử dụng chúng theo cú pháp sau: 98 Personperson1 = Person.newBuilder() setId(1234) setName("John Doe") setEmail("jdoe@example.com") build(); output = new FileOutputStream(args[0]); person1.writeTo(output); - Client máy khách, trường hợp thiết bị di động chạy hệ điều hành Android - Server quản lý sở liệu, có giao thức kết nối - Giao thức trung gian cầu nối server client, có nhiệm vụ nhận yêu cầu trả kết Trong đề tài này, em sử dụng netty framwork để làm giao thức trung gian kết nối client server tính bảo mật tiện lợi mà framework có Đồng thời, em sử dụng giao thức Google protocol Bufers để đóng gói định nghĩa liệu đối tượng mà em sử dụng suốt trình 99 5.2 Lập trình ứng dụng xử lý phía Server 5.2.1 Cơ sở liệu hệ thống Hệ quản trị sử dụng: dụ Microsoft SQLServer Hình 5.2 CSDL server 100 5.2.2 Lập trình hệ thống máy chủ Ngơn ngữ lập trình ình sử s dụng: Java Hình 5.3 Cấu ấu trúc phân bố b thư mục hệ thống ng phía server Trong đó: - Thư mụcc Config chứa ch file cấu hình server - Thư mụcc Connect chứa ch file liên kết tới sở liệu - Thư mục Data chứa ch đối tượng tự định nghĩa - Thư mụcc Notifications Notification chứa phương thức tạoo thông báo tớ tới client - Thư mụcc libs chứa file thư viện bổ sung đóó có th thư viện: o netty-all-4.1.9.Final 4.1.9.Final.jar o protobuf-javame javame-1.1.2.jar o proto2javame-1.1.2.jar proto2javame 101 o sqljdbc4-3.0 3.0.jar Và thư viện ợc tạo t từ giao thức protocol buffers: BabicareProto BabicareProto.jar - Thư mụcc netty_server chứa ch file tương tác,giao tiếpp với client 5.3 Lập trình ứng dụng xử lý phía thiết bị Hình 5.4 Cấu C trúc mã lệnh chương trình Trong đó: - File AndroidManifest.xml - Tệp kêê khai trình bày nh thơng tin thiết yếu ứng dụng d với hệ thống ng Android, thông tin m mà hệ thống phải có trướcc th chạy mã ứng dụng ụng 102 - Thư mục Java: Nơi xử lý mã lệnh chương trình, tác vụ khơng nhìn thấy ngôn ngữ java - Thư mục res(resources): Là thư mục chứa file xml – giao diện ứng dụng, file ảnh, media, font,… liên quan đến phần bên mà người dùng nhìn thấy 103 Chương TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 6.1 Cấu hình yêu cầu - Thiết bị sử dụng hệ điều hành Android 4.0.3 trở lên - Yêu cầu có kết nối Internet ổn định 6.2 Kết đạt - Nhìn chung ứng dụng đáp ứng nhiệm vụ đề q trình phân tích - Các chức ứng dụng điều hướng hợp lý, dễ sử dụng vài thao tác - Có thể triển khai ứng dụng mà không cần tốn chi phí 6.3 Các mặt hạn chế - Các chức điều khiển thực điện thoại khơng có kết nối mạng - Đòi hỏi phải có kết nối Internet mạnh để thực thi công việc 6.4 Hướng phát triển tương lai - Cải tiến giao diện người dùng hiệu sử dụng - Phát triển thêm tính giúp bảo mật, mã hóa liệu lưu trữ điện thoại - Sử dụng CSDL nội lưu trữ tạm thời liệu tải từ để tăng tốc độ thực thi ứng dụng - Ghi nhớ, tự đăng nhập người dùng mở ứng dụng người dùng chưa đăng xuất 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Google Developers, Protocol buffers [online] https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview [2] The Netty project, [online] http://netty.io/index.html ... ĐỀ TÀI: Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xây dựng chức quản lý chương trình học Xây dựng chức quản lý thực đơn dinh dưỡng Xây dựng chức... thấy cần thiết có ứng dụng giúp hỗ trợ bậc phụ huynh giáo viên việc quản lý bé chăm sóc bé Vì vậy, em chọn đề tài: Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android làm đề... Android Vì em lựa chọn đề tài Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chăm sóc, theo dõi trẻ em mầm non tảng Android làm đề tài đồ án tốt nghiệp Đại học Yêu cầu đặt cần có ứng dụng hỗ trợ tốt cho phụ huynh trẻ lẫn