Máy quản lý học sinh thông minh thông qua hệ thống SMS

ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NĂM HỌC 2019 – 2020 Mục lục I TỔNG QUAN - Lý nguyên cứu Mục đích nguyên cứu - 3 Ý nghĩa nguyên cứu Giới hạn nguyên cứu Phương pháp nguyên cứu Nội dung nguyên cứu Những điểm dự án - II PHÂN TÍCH NGUYÊN CỨU Tìm hiểu Arduino linh kiện điện tử khác a Arduino: b Các linh kiện điện tử khác: - Hoàn thiện sản phầm: - a Sơ đồ nối linh kiện - b Phần code ( phần báo cáo thức) 10 III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 10 Kết - 10 Kết luận: - 11 I TỔNG QUAN Lý nguyên cứu - Vấn đề điểm danh học sinh đầu buổi học công việc ngày hầu hết trường học, điểm danh học sinh vắng trễ Tuy nhiên công việc điểm danh học sinh hầu hết trường xác, thời gian học sinh, giáo viên ban nề nếp nhà trường - Để khắc phục công việc muốn làm thay đổi cách thức điểm danh phối hợp với phụ huynh học sinh thơng qua hệ thống tin nhắn Nhóm ngun cứu sáng tạo “Máy quản lý học sinh thông minh thông qua hệ thống SMS” Với máy điểm danh thông minh giúp cho nhà trường điểm danh học sinh xác, giảm cơng sức nhà trường gửi tin nhắn tự động phụ huynh học sinh thông qua nhận dạng học sinh dấu vân tay - Thiết bị sử dụng đơn giản, cho kết xác, giá thành rẻ so với sản phẩm có thị trường áp dụng hầu hết trường học từ tiểu học đến đại học Mục đích nguyên cứu - Mục tiêu tổng quát: Tạo giải pháp điểm danh cho học sinh nhanh chóng xác - Mục tiêu cụ thể: + Chính xác nhanh chóng + Giá thành rẻ, đáp ứng nhu cầu trường vùng nông thôn + Tiết kiệm thời gian + Thông báo kịp thời cho phụ huynh học sinh Ý nghĩa nguyên cứu Dự án “Máy điểm danh vân tay” thực thành công giúp cho nhà trường quản lý học sinh cách dễ dàng triệt để hơn, tránh thời gian giáo viên, học sinh ban nề nếp nết nhà trường, sử dụng máy điểm danh vân tay tạo thói quen tốt xây dựng giáo dục đại cho nước nhà Với dự án giúp bỏ tính cách “giờ cao su” người Việt Nam, với độ xác sản phẩm khơng cịn phải lo nghĩ việc theo dõi sỉ số lớp Nhóm nghiên cứu đề tài mong muốn góp phần nhỏ cho nghiệp nuôi dạy nhân tài đất Việt Giới hạn nguyên cứu Hệ thống điểm danh học sinh sử dụng cho tất trường tiểu học đến đại học Phương pháp nguyên cứu Nhóm nghiên cứu theo phương pháp quy nạp: từ việc nghiên cứu linh kiện điện tử riêng lẻ, tích hợp thành hệ thống điểm danh vân tay gửi tin nhắn phụ huynh học sinh Nhóm đánh giá tình hình nề nếp lớp học trường thông qua ban nề nếp trường học, học sinh vắng học muộn nhiều nhiều thời gian ban nề nếp nhà trường phải lấy sỉ số lớp thời gian tổng hợp Từ nhóm xác định hạn chế, khó khăn sau đưa giải pháp khắc phục hạn chế bắt tay vào giải dần đề Nội dung nguyên cứu - Tìm hiểu khó khăn ban nề nếp nhà trường - Nghiên cứu, tìm hiểu linh kiện điện tử, ngun lí hoạt động hệ thơng điểm danh, thống kê học sinh gửi tin nhắn phu huynh học sinh - Đánh giá giá thành linh kiện điện tử sản phẩm thị trường - Xây dựng giải pháp tích hợp yếu tố cần thiết vào thiết bị - Thiết kế mơ hình khơng gian dự án - Thiết kế sơ đồ tổng thể dự án - Thiết kế, lắp ráp kiểm tra hệ thống riêng lẻ - Lập chương trình để điều khiển tất linh kiện điện tử riêng lẻ tạo thành thiết bị hoàn chỉnh - Hoàn thiện, kiểm tra chạy thử nghiệm Những điểm dự án - Hỗ trợ gửi tin nhắn SMS - Giá thành sản phẩm thấp thị trường - Áp dụng rộng rãi II PHÂN TÍCH NGUYÊN CỨU Tìm hiểu Arduino linh kiện điện tử khác a Arduino: - Định nghĩa: Arduino tảng điện tử mã nguồn mở, dựa phần cứng phần mềm, linh hoạt dễ sử dụng Chúng ta điều khiển board Arduino cách sử dụng ngơn ngữ lập trình C++, điều khiển biên dịch Arduino IDE trình biên dịch kèm mã máy nhị phân - Giới thiệu: Có nhiều mainboard thị trường Arduino uno R3, Arduino mega2560, Arduino pro, Arduino pro mini, Arduino nano, Arduino Arduino uno R3 Arduino IDE version 1.8.9 Với ARDUINO IDE có lập trình điều khiển linh kiện điện tử mà bạn mong muốn b Các linh kiện điện tử khác: - Fingerprint sensor module ( Cảm biến vân tay): + Cảm biến vân tay cảm biết dùng công nghệ sinh trắc học để quét vân tay người sử dụng với nhiều loại sóng khác Những loại sóng quét lưu lại bề mặt lồi lõm chí lớp da ngón tay để tăng tính bảo mật cho người dùng + Giới thiệu loại cảm biến vân tay: Hiện có loại cảm biến vân tay: Cảm biến quang học Cảm biến điện dung Cảm biến sóng siêu âm Cảm biến sử dụng rộng rãi quang học điện dung, điện dung áp dụng lên dòng smartphone cao cấp cảm biến quang học dụng rộng rãi tính xác khơng cao điện dụng cho kết lâu Module cảm biến vân tay sử dụng dự án cảm biến quang học FPM10A, R305, R307,AS608… với khả lưu trữ từ 1271000 ID (người dùng) Module cảm biến vân tay FPM 10A Module cảm biến vân tay R307 Module Sim: + Module sim thiết bị gọi điện, gửi tin nhắn, định vị GPS sử dụng GPRS để chuyền liệu điện thoại thực thụ Nhờ hệ thống định vị toàn cầu GPS SIM chắp cánh trở thành công cụ mạnh mẽ ứng dụng quân sự, giáo dục, khảo sát trắc địa môi trường, đặc biệt rộng rãi dân dụng Phổ biến rõ ứng dụng việc quản lý điều hành vận tải: theo dõi vị trí, lộ trình, liên lạc theo dõi định vị dẫn đường, theo dõi vận tốc, cảnh báo xe vượt tốc độ, đặc biệt theo dõi thông số khác để người quản lý biết tùy thuộc vào đặc thù công việc như: nhiệt độ, trạng thái, mức nhiên liệu,… + Giới thiệu loại module Sim • Những module Sim phổ biến như: SIM800A, SIM800, SIM800L, SIM 800C, SIM900, SIM900A mini, Module SIM800 Module SIM800A - Màn hình hiển thị lcd 16x2 I2C: Màn hình LCD I2C I2C viết tắt "Inter-Integrated Circuit", chuẩn giao tiếp phát minh Philips’ semiconductor division (giờ NXP) nhằm đơn giản hóa việc trao đổi liệu ICs Đơi gọi Two Wire Interface (TWI) sử dụng kết nối để truyền tải liệu, kết nối giao tiếp I2C gồm: SDA (Serial Data Line) SCL (Serial Clock Line) Chúng ta sử dụng hình LCD kết hợp I2C để giảm số lượng chân kết nối hình main Thay sử dụng chân kết nối truyền thơng cần kết nối chân với I2C Kết nối LCD với ARDUINO theo truyền thống Kết nối LCD với ARDUINO với I2C Các nút bấm: Có nhiều loại nút bấm: Nút bấm thường Nút cảm ứng điện dung Có thể dùng nút bấm để điều khiển linh kiện thông qua ARDUINO, kết nối nút bấm với ARDUINO theo hai đường VCC(điện dương) GND(điện âm) Module thời gian thực (Real Time Clock): + Câu hỏi xuất thực cần RTC riêng cho Dự án Arduino thân Arduino có máy chấm cơng tích hợp Vấn đề mô-đun RTC chạy pin theo dõi thời gian lập trình lại vi điều khiển ngắt kết nối nguồn + Một số loại RTC: RTC DS1307 RTC DS3231 Cũng hình LCD RTC sử dụng giao tiếp I2C để kết nối nới ARDUINO sơ đồ: RTC DS3231 kết nối với ARDUINO theo I2C Hầu hết tất RTC kết nối với ARDUINO theo sơ đồ Các dây kết nối nguồn cho linh kiện điện tử: Dây breadboard dây dùng để nối breadboard với mạch khác Nó gồm loại: Male to male (Đực - đực) Male to female (Đực - cái) Female to Female (Cái - cái) + Nguồn linh kiện điện tử: + Tạo nguồn Pin 3s có viên 3,7v 5000mAh tạo thành viên 11,1v 5000mAh cung cấp nguồn cho main Arduino(2.5 W) Module Sim(3 W) t = (A.V η)/P η: Hệ số sử dụng pin(0,7) A: Dung lượng pin(Ah) V: Hiệu điện pin(V) P: công suất tải(W) T: thời gian sử dụng pin(giờ) ➔ Thiết bị sử dụng 7h kể từ điện (lý thuyết) ➔ Thực tế thiết bị sử dụng khoảng 6h30p kể từ điện Hoàn thiện sản phầm: a Sơ đồ nối linh kiện Sơ đồ nối linh kiện Các chân tín hiệu nhầm lẫn đặc biệt ý đến chân nguồn làm cháy ic linh kiện b Phần code ( phần báo cáo thức) Cuối nạp code hồn thành sản phầm III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Kết Hình sản phầm sau hồn thiện 10 Hình ảnh thiết bị sau điểm danh Kết luận: Tích cực: - Sản phẩm giúp tiết kiệm thời gian công sứ cho ban nề nếp nhà trường - Sản phẩm giúp đánh vào ý thức học trị - Tiết kiệm chi phí Hạn chế: - Những bạn bị khuyết tật phận tay chưa thể tiếp cận sản phẩm - Thời gian gửi tin nhắn cịn lâu - Khơng thể xử lý bạn trốn tiết - Hệ thống offline chưa hiệu việc thống kê chỉnh sửa thông tin học sinh Hướng giải hạn chế: - Nâng cấp hệ thống thành điểm danh khuôn mặt (Face ID) - Tìm kiếm giải pháp thay linh kiện để hoàn thiện sản phẩm tương lai - Đưa hệ thơng lên website để dễ dàng thêm, chỉnh sửa thông tin học sinh thống kê số liệu.(VD: Web sever, SMAS,…) 11 ... quản lý học sinh thông minh thông qua hệ thống SMS? ?? Với máy điểm danh thông minh giúp cho nhà trường điểm danh học sinh xác, giảm cơng sức nhà trường gửi tin nhắn tự động phụ huynh học sinh thông. .. lẻ, tích hợp thành hệ thống điểm danh vân tay gửi tin nhắn phụ huynh học sinh Nhóm đánh giá tình hình nề nếp lớp học trường thông qua ban nề nếp trường học, học sinh vắng học muộn nhiều nhiều... - 11 I TỔNG QUAN Lý nguyên cứu - Vấn đề điểm danh học sinh đầu buổi học công việc ngày hầu hết trường học, điểm danh học sinh vắng trễ Tuy nhiên công việc điểm danh học sinh hầu hết trường