Xây dựng giải pháp thông minh giám sát nề nếp học sinh thpt sử dụng công nghệ iot (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Ngọc Quang XÂY DỰNG GIẢI PHÁP THÔNG MINH GIÁM SÁT NỀ NẾP HỌC SINH THPT SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ IOT Chuyên ngành:Hệ thống thơng tin Mã số: 8.48.01.04 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2019 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Nguyễn Trung Kiên Phản biện 1: …………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: 11 20 ngày 19 tháng 01 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông MỞ ĐẦU Với phát triển bùng nổ công nghệ mạng Internet gần đây, giới bước vào giai đoạn có thay đổi mang tính bước ngoặt ứng dụng kỹ thuật cơng nghệ vào tốn quy mơ lớn Một số tốn SmartCity hay Đô thị Thông minh/ Thành phố thông minh Đây xu hướng lớn Quốc gia, Đô thị giới nghiên cứu, triển khai Gần đây, khái niệm Đô thị thông minh bền vững (Smart Sustainable Cities- SSC) ITU đưa năm 2013 sở đáp ứng mục tiêu toàn cầu phát triển bền vững tới 2030 LHQ: “ĐTTM phát triển bền vững đô thị sáng tạo, sử dụng CNTT Truyền thông phương tiện khác để nâng cao chất lượng sống, hiệu dịch vụ hoạt động thị, nâng cao tính cạnh tranh, đáp ứng yêu cầu kinh tế, xã hội, môi trường văn hóa hệ tương lai” Trong ĐTTM có lĩnh vực giáo dục cần nhiều ứng dụng công nghệ đại Có cơng việc cần cơng nghệ trợ giúp để giảm công sức nâng cao hiệu Trong quản lí nề nếp học sinh công việc chiếm nhiều thời gian công sức Đối với liên hệ với gia đình, nhà trường cần phối hợp phụ huynh Với mục đích góp phần cơng sức việc nâng cao hiệu quản lí nề nếp Giảm thời gian công sức thực hiện, nâng cao hiệu cập nhật tổng hợp thơng tin Cần có thêm ứng dụng công nghệ đại ICT, IoT… ICT ứng dụng không đơn giản IT hóa quy trình nghiệp vụ mà gần việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo, thiết bị cảm biến IoT làm cho vấn đề giải cách thông minh Xét mặt tổng thể, SmartEducation góp phần cải thiện vấn đề khác liên quan đến hệ thống giáo dục: - Cơng tác quản lí: giám sát khn viên nhà trường, quản lí nề nếp học sinh, tăng cường liên kết nhà trường gia đình, - Công tác giảng dạy: dạy trực tuyến, kiểm tra đánh giá trực tuyến, - Việc học tập: học tập trực tuyến, theo dõi kết học tập, Dựa chức năng, nghiệp vụ lĩnh vực Giáo dục đào tạo, giải pháp có tính tổng thể ứng dụng cơng nghệ giáo dục chia thành khối chức hình Các thành phần kiến trúc này, mặt độc lập giúp cải thiện hiệu công việc theo nghiệp vụ cụ thể đặt thiết kế tổng thể giúp cải tiến mang tính quy mơ lớn tốn tổng thể Trong khn khổ đề tài học viên giới hạn nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ ICT để giải tốn nhỏ gặp phải phổ biến trường THPT việc theo dõi quản lý điểm danh học sinh với mong muốn tham gia giải vấn đề cụ thể để đóng góp với nỗ lực chung Luận văn bố cục gồm có phần mở đầu, kết luận chương: - Chương – Nghiên cứu toán quản lý nề nếp học sinh trường THPT nay, bất cập gặp phải cần có khắc phục - Chương – Phân tích tốn quản lý nề nếp học sinh trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín, Hà Nội đề ý tưởng giải pháp sử dụng công nghệ ICT/IoT để giải - Chương – Phân tích thiết kế hệ thống: Trong chương này, luận văn phân tích yêu cầu hệ thống, chức năng, đưa mơ hình kiến trúc hệ thống, thực hệ thống tích hợp thử nghiệm, - Các kết luận hướng phát triển 3 Chương BÀI TOÁN QUẢN LÝ NỀ NẾP HỌC SINH CẤP BẬC THPT HIỆN NAY Chương giới thiệu việc quản lý nề nếp học sinh cấp bậc THPT, bất cập cơng tác quản lý 1.1 Phân tích sở lý thuyết công tác quản lý nề nếp học sinh Chức danh bí thư Chi Đồn nhà trường phổ thơng chức danh kiêm nhiệm, chưa có nhiều chế độ ưu đãi, ln cần lịng nhiệt tình, nỗ lực phấn đấu phong trào Đoàn hỗ trợ cho Đội, đặc biệt hỗ trợ quản lý, xây dựng nề nếp, hình thành nhân cách học sinh Giáo viên thông thường chịu trách nhiệm quản lý việc điểm danh học tập để báo sĩ số lên nhà trường Đối với giảng viên, chuyện học sinh nhờ người điểm danh hộ, bỏ học khơng cịn xa lạ nên việc kiểm sốt tình hình học học sinh trở nên khó khăn Điểm danh coi biện pháp bổ trợ cho phương pháp đánh giá người học theo trình học tập MBP (Management By Process) Trước tiên, điều dễ thấy quy trình điểm danh tốn nhiều thời gian cơng sức Các hình thức khác phát phiếu thu lại hay phát tập tốn thời gian không kém, giảng viên phải xem phiếu, tờ giấy đánh dấu vào danh sách lớp Thời gian, cơng sức cho điểm danh thật lãng phí chúng dành cho việc đầu tư giảng, nâng cao chất lượng học tập 1.1.1 Điểm danh nhiều lần ca học Trong tiết học, giảng viên điểm danh nhiều lần, theo cách điểm danh gọi tên, kiểm phiếu ghi gọi kiểm tra phát biểu ý kiến học 1.1.2 Điểm danh kiểu xác suất Điểm danh kiểu xác suất kiểu gọi tên đến bạn học sinh buổi học 1.1.3 Điểm danh Giáo viên điểm danh cuối yêu cầu học sinh gọi tên 1.1.4 Điểm danh theo ngẫu hứng Không quy định trước điểm danh buổi, điểm danh đầu hay cuối giờ, điểm danh vài người hay lớp, tất dựa vào ngẫu hứng thời điểm 4 1.1.5 Kiểm tra thẻ Đúng vào học, thầy cô đứng cửa xác nhận học sinh mang thẻ mình, sau hồn tất liền chốt danh sách không chấp nhận đến muộn 1.2 Phân tích bất cập cơng tác quản lý học sinh THPT Quản lí nề nếp nhà trường nói chung thường sử dụng bảng biểu in giấy kẻ sổ Số lượng học sinh vi phạm lớn hơn, từ lượng thơng tin cần xử lý nhiều hơn, số lượng giấy tờ để lưu trữ tăng thêm Quy trình thu thập thơng tin thường diễn đầu buổi học Sau mốc thời gian quy định, người phụ trách cập nhật thông tin học sinh vi phạm vào sổ Nếu học sinh vi phạm nhiều, người phụ trách thường nhiều thời gian để lưu lại Khiến học sinh đến sau chưa lên lớp mà phải chờ khai báo thông tin Để có thơng tin học sinh nghỉ học, giáo viên trực đến lớp để thu thập thông tin học sinh nghỉ học Đối với khuôn viên trường THPT quãng đường giáo viên dài Có thể hết tiết có tay thơng tin cụ thể tồn trường Thông học sinh vi phạm nghỉ học lưu sổ Khi cần tổng hợp, người phụ trách sử dụng cứng Như thông tin bị lặp lại sổ theo dõi hàng ngày tổng hợp Không thế, việc tìm thơng tin học sinh thường xun vi phạm xuất ngày khác thời gian Và giáo viên chủ nhiệm cán lớp phản ánh lại, việc tổng hợp phải tái thực Ngồi cịn có lí ảnh hưởng đến xác thông tin ghi chép sổ Như thất lạc sổ, trang bị nhòe mờ, rách hỏng Hoặc người cập nhật có nét chữ khó đọc, viết thiếu họ tên, học sinh khai báo sai… Việc quản lí nề nếp thường thấy trường học bộc lộ số hạn chế sử dụng giấy chưa hiệu quả, tốn nhiều thời gian để thu thập, giáo viên thường vất vả việc hàng ngày tổng hợp thơng tin Vì việc cải tiến thay đổi cách thức quản lí nề nếp cần thiết để mang lại hiệu cao cơng tác quản lí giáo dục Kết luận chương: Trong chương này, luận văn trình bày sở lý thuyết việc quản lý nề nếp nhà trường, cách thức điểm danh để lấy thông tin cho việc quản lý nề nếp Đồng thời đưa bất cập việc sử dụng cách thức quản lý nề nếp trường THPT 5 Chương PHÂN TÍCH BÀI TỐN QUẢN LÝ NỀ NẾP HỌC SINH TẠI TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI Chương trình bày tính quản lý nề nếp học sinh trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín nêu bất cập gặp phải đồng thời đề ý tưởng giải 2.1 Giới thiệu chung trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín Nhà trường đóng huyện ngoại thành phía nam Thành phố, gần quốc lộ 1A nên điều kiện giao thông thuận lợi; kinh tế, xã hội tương đối ổn định Là trường công lập thành lập từ năm 1985 Trải qua 32 năm xây dựng phát triển, Nhà trường đạt nhiều thành tích đáng kể, sở vật chất ngày khang trang, đẹp 2.2 Công tác quản lý nề nếp học sinh trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín Tình trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín phân tích tương tự trường khác Tỉnh thành: Khi có học sinh học muộn, Đoàn trường yêu cầu học sinh khai báo thông tin bao gồm họ tên lớp Thơng tin ghi lại vào sổ trực Đồn trường Có ngày thời tiết thay đổi, học sinh đến muộn khơng làm cho lượng học sinh dừng lại cổng trường khai báo thông tin tương đối nhiều Việc ghi lại lượng thông tin lớn khiến lưu thông cổng trường không thuận lợi Có thể ảnh hưởng tới thời lượng tiết học đầu học sinh Sau tồn trường vào học tiết 7h30 Khi Đồn trường có đại diện lấy sĩ số 30 lớp học, để có thơng tin em nghỉ học hơm Khi giáo viên đến lớp, lớp trưởng bí thư báo cáo sĩ số lớp ghi lên góc bảng Tổng hợp 30 lớp học học sinh nghỉ học có ngày phải đến cuối tiết có thơng tin đầy đủ Trong năm học có khoảng 10 sổ cho việc nhập thông tin học sinh vi phạm Đến cuối học kì, Đồn trường có tổng hợp tất lỗi vi phạm học sinh lớp Đây sở cho việc xếp loại thi đua lớp cá nhân học sinh Những lớp có số lần vi phạm lớn, bảng tổng hợp lên đến hàng chục trang Như học kì Đồn trường sử dụng nghìn trang giấy cho 30 lớp học Gần đây, có phần mềm giúp việc tổng kết nề nếp nhanh xác giảm đáng kể công sức giáo viên viên tổng hợp Nhưng phải nhập thông tin hàng ngày tay nên vào cuối tiết đầu buổi chiều giáo viên phải trực tiếp nhập vào phần mềm Trên bất cập gặp phải cần có giải pháp để khắc phục nhằm cải thiện có tính lâu dài 2.3 Phân tích số cơng nghệ có thể sử dụng việc quản lý nề nếp học sinh Thời gian gần đây, với phát triển công nghệ điện tử, Viễn thông, CNTT tạo sở cho việc ứng dụng giải nhiều toán lĩnh vực khác có lĩnh vực giáo dục Đối với tốn điểm danh, liên hệ với toán tương tự quản lý nhân viên doanh nghiệp, quản lý truy nhập hệ thống an toàn cao: ngân hàng, quân đội Học viên nhận thấy công nghệ tương đối phổ biến gần liên quan đến nhận dạng ứng dụng vào toán như: RFID, NFC, QR code, Camera, cảm biến vân tay 2.3.1 RFID RFID (Radio Rrequency Identification) nhận dạng sóng vơ tuyến Giải pháp RFID điểm danh học sinh cho phép giải vấn đề mà phương thức truyền thống gặp phải công tác quản lý học sinh như:  Việc điểm danh học sinh thủ công cần nhiều thời gian nhân nhà trường giáo viên phải trực tiếp làm việc này,  Quản lý thủ công giảm số lượng bỏ học gian lận điểm danh,  Thiếu giao tiếp, truyền thông trực tiếp gia đình nhà trường,  Vấn đề bỏ học, trốn học, vắng mặt xác định xảy thời gian a Cấu tạo RFID gồm hai phần chính:  Reader RFID (Đầu đọc): dùng để truy vấn Tag  Thẻ RFID: Phần active tag có gắn Phần passive tag b Ưu điểm  Kích thước nhỏ  Đọc, ghi thông tin  Tốc độ đọc, độ xác cao  Đọc nhiều thẻ lúc  Xử lý hoàn toàn tự động c Nhược điểm  Chi phí triển khai cao  Khả kiểm sốt thiết bị cịn hạn chế  Thẻ dễ bị nhiễu sóng mơi trường nước kim loại, phụ thuộc vào yếu tố môi trường nhiệt độ, độ ẩm  Các đầu đọc đọc chồng lấn lên  Các chuẩn RFID chưa thống d Ứng dụng RFID sống  Quản lý đối tượng, nhân  Kiểm soát vào, chấm cơng điện tử, kiểm sốt thang máy  Quản lý bán lẻ hàng hóa siêu thị  Quản lý hàng hóa xí nghiệp nhà kho  Nghiên cứu động vật học  Lưu trữ thông tin bệnh nhân y khoa  Làm thẻ hộ chiếu, ID card 2.3.2 QR code “QR Code” viết tắt từ “Quick Response Code” nghĩa “Mã phản hồi nhanh” QR Code dạng mã vạch hai chiều, sử dụng để mã hóa dạng thơng tin Một hệ thống sử dụng mã QR điểm danh bao gồm việc học sinh gán mã định danh QR, học sinh quét mã bước chân vào trường lớp học để thực điểm danh với hình ảnh khn mặt học sinh chụp camera thời điểm quét, sau liệu gửi tới server xác nhận việc điểm danh Các thông tin sau thông báo tới máy chủ cho lần điểm danh:  ID học sinh từ tài khoản ứng dụng  Lớp thời gian chi tiết từ mã QR  Vị trí từ thiết bị điện thoại di động 2.3.3 NFC NFC công nghệ giao tiếp trường gần, sử dụng cảm ứng từ trường để thực kết nối thiết bị có tiếp xúc trực tiếp hay để gần Điện thoại giao tiếp với thẻ thơng minh, điện thoại khác hay thiết bị giải trí, điện tử hỗ trợ NFC Ngồi ra, NFC cịn kết hợp nhiều công nghệ sử dụng hệ thống công cộng bán vé, vé gửi xe điện tử, tốn hóa đơn NFC chia làm nhóm:  Touch and Go (chạm vào để mở cửa)  Touch and Confirm (Bổ sung thêm lớp bảo mật cho toán di động nhập mã PIN để xác nhận toán)  Touch and Connect (Chia sẻ liệu với thiết bị khác)  Touch and Explore (Khám phá dịch vụ cung cấp) 2.4 Đề xuất ý tưởng giải pháp quản lý nếp học sinh THPT sử dụng công nghệ, kỹ thuật ICT IoT 2.4.1 Đề xuất ý tưởng Sử dụng công nghệ IoT phần mềm để quản lý điểm danh học sinh Ở đây, học sinh phát thẻ có mã nhận dạng, học sinh đến qua cổng trường quẹt thẻ Đầu đọc thẻ đặt cổng trường sẻ gửi thông tin hệ thống quản lý nề nếp học sinh qua mạng IP Các liệu thu thập, phân tích cung cấp cho nhà trường, giáo viên chủ nhiệm hay cha mà học sinh theo yêu cầu quản lý 9 2.4.2 Bảng liệu giải pháp GIẢI PHÁP HIỆN CÓ VÀ STT VẤN ĐỀ CÁC HẠN CHẾ / TỒN TẠI GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ XUẤT HIỆU QUẢ Ý TƯỞNG Nhà trường:  Cần quản lý học sinh công tác đào tạo và quản lý người  Quản lý diễn biến nhận diện, vị trí địa điểm học sinh Tính - - Điểm danh Giải pháp sử - Điểm danh Học sổ ghi chép dụng sinh điểm nhiều nơi phát thẻ xác, hiệu cách phổ biến  danh thẻ khác từ dạng tích hợp vào thẻ cách tốn thời từ RFID kết giải pháp gian dễ gian hợp chụp ảnh điểm lận ngẫu nhiên để danh - Điểm danh lưu kết thẻ  dễ gian lận điểm danh - Điểm danh vân tay  khó gian lận nguy dễ phát tán bệnh tật có dịch dễ gây - Rút ngắn thời gian học sinh/ học sinh vào điểm danh dây đeo tay - Trong trường hợp nghi ngờ gian lận truy xuất liệu để làm sở Các giám điểm sát đặt nhiều vị trí phủ sóng trường xác minh tình trạng phải xếp hàng để điểm danh, tốn thời gian Muốn - Chỉ điểm danh - Cho phép - Linh hoạt - Hệ thống nắm học sinh điểm danh, việc thu diễn điểm cụ thể nhận diện học điểm danh thông biến nhận khoảng cách thập tin dạng 10 nhận gần đông sinh từ xa từ - Tiết kiệm học sinh diện, trí vị người xếp hàng cm – 10m để điểm danh thời gian cho qua - Linh hoạt giáo viên trạm học sinh - Thời gian điểm thời gian điểm học sinh danh trường danh thường vào danh phạm vi thởi điểm cố định cách cho phép trường - Không nắm điểm danh học thông tin trước điểm thường bước học sinh ghé chân vào lớp thăm: ví dụ việc mà khơng ảnh ghé thăm thư viện hưởng tới việc hay phòng máy giảng dạy để phục vụ cho giáo viên học tập - Muốn biết hoạt động lịch sử hoạt động học sinh học sinh: trường: thời bắt đầu vào, di điểm vào trường, chuyển, rời thời điểm khỏi khỏi trường trường trường nắm - Lưu lịch sử lịch sử hoạt động hoạt động của học sinh học sinh để theo ngày biết có xảy tình trạng điểm danh xong bỏ tiết học để - Lưu lịch sử trường vào - Quản lý nhà điểm đo lường chất lượng đào tạo; nắm thông tin điểm ghé thăm trường để xem tiện ích trường đủ tơt để phục vụ nhu cầu học tập - Đưa cảnh báo bất thường Ví dụ: thời gian lưu lại trường ngắn dài - Tự động chấm điểm danh cho học sinh so khớp với thời khóa học biểu 11 Giáo viên/ Phụ huynh Mong muốn  Được cung cấp thông tin việc học tập học sinh con/ cháu mình  Giáo viên tiết kiệm thời gian việc điểm danh, để tập trung cho giảng dạy  Giảm bớt rào cản tâm lý học sinh với giáo viên Không - Điểm danh - Điểm danh - Tiết kiệm - Học sinh phải điểm cách gọi tên tự động thời gian cho tự điểm danh danh, xác nhận lưu học sinh giáo viên thời gian vào sổ cấp thẻ bước vào - Tâm lý giáo lớp công sức - Mất thời gian - Hệ thống lưu viên vào buổi điểm đặt cho việc điểm danh số lịch sử điểm học tốt kiểm soát điểm lượng học sinh danh ko bị phân trường danh, lớn tán tư tưởng đối - Một số vấn đề với ảnh hưởng cho việc điểm tới danh tâm lý giáo viên trường có học sinh vắng số lượng mặt nhiều, điểm học sinh danh hộ, lớp đông Không nắm - Giáo viên phải - Giáo viên/ - Phụ huynh - Hệ thống rõ xem lại hồ sơ Phụ huynh có n tâm lưu thống tình điểm danh thể tra cứu hệ nắm kê việc điểm hình học biết tình trạng tới thống để nắm thông tin danh học tập chung lớp học sinh học sinh tình gửi sinh trạng tới lớp thơng tin - Tìm kiếm có điều bất xuất 12 con/ - Phụ huynh hoàn học sinh thường cháu liên liệu gửi qua tồn khơng nắm theo thời gian quan tới việc email đăng kí thơng tin lên lớp - Gửi cảnh con/ con/ cháu cháu báo ngồi thời khóa biểu lời nói - Giáo viên điểm tập trung vào học sinh con/ cháu thường bất giảng dạy mà qua không bị cho phân tâm cho huynh/ việc danh email phụ cán điểm quản lý danh dễ đào tạo/ giáo dàng quản lý viên nắm bắt tình trạng lên lớp học sinh Học sinh/ học sinh  Ý thức tham gia học tập nâng cao Nâng cao - Các giải pháp cũ - Cho phép động ý thức chưa đủ minh chủ tham gia bạch chống điểm danh học tập gian lận  nảy - Nhắc nhở mà không sinh tư tưởng nhờ học sinh trạng phải sử điểm danh, cúp tình tiết học chuyên cần dụng trường biện pháp hợp vắng học cưỡng ép thời gian quy định Giúp học sinh chủ động nắm tình trạng chuyên cần học tập Nâng cao ý thức học tập chủ động không thời gian, tiền bạc vào việc gian lận - Học sinh đem thẻ phát để điểm danh vào trường lớp - Việc điểm danh tự động nhận diện chụp ảnh chân dung (chụp ảnh điểm danh học tập vào lớp chẳng hạn) 13 - Gửi thơng báo nhắc nhở học sinh tình trạng chuyên cần vào ngưỡng cảnh báo 2.4.3 Bảng liệu sản phẩm STT Tính Mơ tả Gợi ý giao diện CMS Quản lý đào tạo Gán mã thẻ cho học sinh Import Module cho phép lấy - Import qua file liệu thông qua API liệu học sinh - Hoặc thông qua API chia lấy liệu thông sẻ hệ thống quản lý tin học sinh đào tạo trường hệ thống quản lý đào tạo nhà trường Kích hoạt Cho phép kích hoạt thẻ gán - Chọn nhóm đối tượng ví gán mã thẻ mã thẻ cho học sinh theo dụ theo lớp, khoa, … nhóm đối tượng - Nhập số lượng (thống kê số lượng tổng học sinh chọn) - Chọn lô mã thẻ theo số lượng tương ứng + Gán mã + Danh sách mã gán cho đối tượng tương ứng 14 STT Tính Mơ tả Gợi ý giao diện Thu hồi mã thẻ Module cho phép người quản - Chọn nhóm đối tượng có (vơ hiệu hóa lý thu hồi mã thẻ trạng thái tốt nghiệp điểm danh) phát hành cho đối tượng học tốt nghiệp học - Chọn chức thu hồi mã thẻ để khóa tính điểm danh Cập nhật trạng Cho phép người quản lý cập - Tìm kiếm đối tượng theo thái cho đối nhật thơng tin cho đối lớp, khóa, trạng thái tượng tượng - Chọn đối tượng nhóm đối tượng cần cập nhật thông tin trạng thái - Chọn trạng thái cần cập nhật cho đối tượng - Cập nhật trạng thái cho đối tượng Thông tin điểm danh Thống kê thơng Biểu đồ phản ánh tình trạng Biểu đồ theo thời gian tình tin điểm danh chuyên cần học sinh theo trạng chuyên cần học lớp, cá nhân, khối sinh theo cá nhân, lớp biểu thị theo thời gian Xuất báo cáo Gửi báo cáo thông tin Tạo bảng báo cáo theo thông tin điểm điểm danh qua email cho quản mẫu danh lý đào tạo lưu trực tiếp Xuất liệu file excel Gửi báo cáo định kỳ vào email quản lý đào tạo 15 STT Tính Mơ tả Gợi ý giao diện giáo viên (theo lớp), phụ huynh (theo cá nhân) Cảnh báo Chức đưa cảnh Quản lý đào tạo thiết lập bất thường báo bất thường cho quản lý ngưỡng cho cảnh đào tạo báo Gửi cảnh báo bất thường - Gửi thông cảnh báo cho vào email quản lý đào tạo - Cán quản lý đào tạo xác nhận bất thường  gửi email tới cá nhân liên quan (quản lý đào tạo, phụ huynh, ) Dành cho học sinh Điểm danh Đầu đọc thẻ tự động nhận Lưu thông tin trạng thái thơng thường dạng thẻ qua (cổng có mặt học sinh theo trường, thư viện, phòng thời gian máy,…)và gửi thông tin lên server lưu trạng thái có mặt học sinh Điểm danh học Học sinh đứng trước đầu đọc Lưu thông tin trạng thái tập thẻ trước vào lớp để thực có mặt theo thời gian điểm danh cho buối học Kết luận chương: Tóm lại, chương này, luận văn trình bày sở cơng tác quản lý nề nếp học tập, mơ hình quản lý nếp sử dụng công nghệ thiết bị thông minh Đồng thời đề xuất ý tưởng giải pháp thực 16 Chương THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG QUẢN LÝ NỀ NẾP HỌC SINH SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ ICT/IoT Chương này, học viên trình bày việc phân tích, thiết kế thử nghiệm hệ thống theo ý tưởng đề xuất cuối chương 3.1 Xây dựng đặc tả hệ thống Từ ý tưởng đề xuất chương 2, vào bảng liệu giải pháp bảng liệu sản phẩm, bước liên quan đến thiết kế xây dựng hệ thống trình bày phần sau đây: 3.1.1 Các tác nhân và mô tả - Quản trị hệ thống (SystemAdmin) - Nhà trường (Admin) - Giáo viên - Học sinh - Phụ huynh học sinh (Guest) 3.1.2 Các điều kiện phụ thuộc 1) Tiêu chí quản lý - Thông tin học sinh điểm danh: Thời gian, mã học sinh, vị trí điểm danh - Quản lý báo cáo thống kê, theo quy định trường sở khung thời gian 2) Tiêu chí kĩ thuật - Tính hệ thống - Tính sử dụng - Tính liên tục - Tính mở - Đảm bảo an tồn liệu bảo mật thơng tin 17 3) Yêu cầu hệ quản trị CSDL - Phải hệ quản trị CSDL quy mô lớn, chuẩn hóa (Standard) - Tính ổn định cao - Khả quản trị dễ dàng 4) Yêu cầu công nghệ xây dựng hệ thống phần mềm - Hệ thống thiết kế phù hợp để triển khai sở hạ tầng CNTT có triển khai dạng cloud - Hệ thống hoạt động mơi trường có kết nối mạng internet - Sử dụng kiến trúc đa lớp (multi-tier architecture), tập trung vào mơ hình lớp - Có chế kiểm sốt người dùng chế phân quyền truy nhập tài nguyên dùng chung cho đối tượng sử dụng khác - Giao diện đơn giản, thân thiện với người sử dụng - Có chế ghi chép nhật ký kiện truy nhập hay cập nhật liệu - Sử dụng cơng nghệ phải phù hợp với trình độ sử dụng chung - Hệ thống sử dụng công nghệ phải có tính mở khả tích hợp cao 5) Lựa chọn môi trường phát triển ứng dụng Môi trường phát triển ứng dụng bao gồm công cụ phát triển chuẩn công nghệ mở ưu tiên lựa chọn bao gồm: - Cơ sở liệu: SQL server - Cơng cụ lập trình: eclipse - Ngơn ngữ lập trình Java, 3.1.3 Đặc tả yêu cầu chức Trong hệ thống điểm danh học sinh bao gồm khối chức sau: - Quản lý hệ thống - Quản lý người dùng - Quản lý điểm danh - Phân hệ báo cáo, thống kê 18 3.1.4 Đặc tả chi tiết chức hệ thống 1) Chức Quản lý hệ thống Nhóm chức thực chức đảm bảo hệ thống hoạt động khởi tạo thông tin học sinh, quản lý phân quyền người dùng e Quản lý đăng nhập hệ thống Xác thực người dùng đăng nhập vào hệ thống với quyền cấp hoạt động người dùng ghi nhật ký f Khởi tạo thông tin điểm danh Chức cho phép đồng thông tin (MãHS, họ tên, email,…) thông tin thời khóa biểu học sinh từ hệ thống quản lý đào tạo sang cho phép import thông tin học sinh từ file liệu vào hệ thống g Thiết lập ngưỡng cảnh báo, kiện Chức cho phép thiết lập ngưỡng cảnh báo cho học sinh số lần điểm danh học tập vắng mặt môn học bị vượt ngưỡng cho phép, đồng thời gửi cảnh báo tới cho học sinh phụ huynh qua email h Quản lý lưu, phục hồi liệu Chức cho phép quản trị hệ thống lưu liệu thiết lập i Thiết lập khung thời gian học Chức cho phép người quản lý đào tạo linh hoạt việc thiết lập thời gian học tập theo mùa để tránh việc sai lệch thời gian lấy thông tin điểm danh theo kỳ học khác (ví dụ kỳ học vào mùa đơng thiết lập muộn mùa hè chẳng hạn) 2) Chức Quản lý người dùng Quản lý việc tạo tài khoản phân quyền người dùng theo cấp sử dụng a Quản lý người dùng Chức cho phép quản lý, thêm, xóa, sửa thơng tin người sử dụng hệ thống b Chức phân tích lịch sử hoạt động người dùng Chức cho phép người quản lý xem thơng tin lịch sử hoạt động tồn q trình nhóm người dùng thuộc quyền quản lý 19 c Chức gửi thông báo cho người dùng Chức cho phép người quản lý gửi thông báo tới trực tiếp Người dùng 3) Chức Quản lý tổ chức Cho phép Quản lý đào tạo phân cấp tổ chức quản lý mô theo mơ hình tổ chức nhà trường a Quản lý tổ chức Chức cho phép quản lý, thêm, xóa, sửa tổ chức phân cấp b Thêm người vào tổ chức Chức cho phép quản lý, thêm, xóa giáo viên vào tổ chức 4) Chức Quản lý điểm danh Quản lý việc gán mã thẻ cho học sinh, thu hồi mã thẻ học sinh trường cho phép đăng kí nhận email thông tin điểm danh học sinh a Quản lý gán mã thẻ Chức cho phép người quản lý gán mã thẻ cho học sinh b Cập nhật trạng thái học sinh Chức để quản lý đào tạo có thơng tin học sinh trường học trường c Thu hồi mã thẻ Chức cho phép quản lý thu hồi mã thẻ học sinh khơng cịn học trường học trường d Đăng kí nhận thông báo thông tin điểm danh qua email Chức cho phép học sinh phụ huynh đăng kí nhận email thơng tin điểm danh học sinh 5) Chức Thống kê, báo cáo Chức cho phép xem thống kê báo cáo tình trạng điểm danh học sinh a Chỉ thị biểu đồ thống kê Chức thị biểu đồ thống kê tình trạng điểm danh học sinh theo yêu cầu quản lý 20 b Xuất báo cáo Chức cho phép người quản lý tải file báo cáo thông tin điểm danh theo yêu cầu 3.2 Phân tích thiết kế hệ thống 3.2.1 Chức chính 3.2.2 Thiết kế chức Thêm/ a/ a c i o c QL c Thêm Thêm, a NSD o o t ng NSD QL NSD i thông n/ thu o i Admin QL m danh p t ng i hssv huynh Đă ng kê, o o n thông o qua email Xem o, o ng kê GV Login/ logout Thu u SysAdmin p u nh thông tin hssv, khung nh o, n m danh i gian t m danh HSSV 21 3.2.3 Xây dựng và tích hợp hệ thống 1) Kiến trúc chức hệ thống Phần mềm hệ thống tổ chức theo mơ hình hình dưới:  Khối đầu đọc thẻ đọc thẻ RFID học sinh quẹt điểm danh,  Khối Backend lưu trữ thông tin học sinh thông tin điểm danh  Giao diện ứng dụng cung cấp chức quản trị cho đối tượng liên quan đền hệ thống 2) Công nghệ phát triển hệ thống Hệ thơng sử dụng mơ hình Model – View – Controller xây dựng hệ thống, mơ hình kiến trúc phần mềm tạo với mục đích quản lý xây dựng dự án phần mềm có hệ thống Mođun Backend hệ thống phát triển sử dụng ngôn ngữ Java, sở liệu SQL server 3.3 Tích hợp và thử nghiệm tại trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín 3.3.1 Mục đích thử nghiệm Việc thử nghiệm hệ thống nhằm kiểm tra tính hệ thống hoạt động xác thực xem có phù hợp với yêu cầu thiết kế ban đầu hay khơng 3.3.2 Mơ hình triển khai thử nghiệm Trong khuôn khổ luận văn, tác giả xây dựng hệ thống quản lý nề nếp học sinh sử dụng công nghệ ICT/ IoT thẻ thông minh thực tế Các thành phần hệ thống bao gồm:  máy tính chạy HĐH Windows server 2012 cài chương trình đóng vai trị server sở liệu hệ thống đặt máy tính  02 đầu đọc thẻ thông minh gắn điểm cố định trường cổng trường cửa lớp học  05 thẻ điểm danh cho 05 học sinh tương ứng tham gia vào thử nghiệm Mơ tả:  Server: đóng vai trò chủ yếu hệ thống, gồm:  Reader : Đọc thông tin từ thẻ điểm danh để ghi nhận điểm danh 22 3.3.3 Kịch thử nghiệm Các kịch sử dụng học sinh: Điểm danh, Xem thống kê điểm danh Các kịch sử dụng Quản lý đào tạo: Xem thống kê điểm danh chi tiết học sinh, Xem biểu đồ thống kê chung lớp, Quản lý tổ chức Các kịch sử dụng Giáo viên: Xem thông tin điểm danh lớp, Xem thông báo quản lý đào tạo 3.3.4 Kết thử nghiệm Các nội dung thử nghiệm nhằm đánh giá chức hệ thống, phù hợp với giải pháp với thực tế Dựa kết thử nghiệm thực tế thấy:  Các chức hệ thống thuộc nhóm Quản lý, người sử dụng, tương tác với học sinh tương thích với nghiệp vụ nhà trường  Các nhận xét góp phần hồn thiện thêm tính hay mặt công nghệ để để thuận tiện cho học sinh tiết kiệm chi phí đầu tư cho nhà trường  Cần có tính thể rõ kết tổng hợp điểm danh để làm kênh thị điểm chuyên cần cho phận Đồn trường: Tự động trích xuất học sinh chưa đạt gửi tổng kết cho Đoàn trường, đồng thời phải có tính nhắc nhở cho học sinh vượt ngưỡng điểm danh cho phép 23 KẾT LUẬN Những kết đạt luận văn - Luận văn nghiên cứu tổng quan xu hướng phát triển Thành phố thông minh (Đô thị thông minh) giới Việt nam Chỉ vai trò SmartEducation SmartCity - Từ việc nghiên cứu xu hướng ứng dụng ICT Giáo dục thông minh, học viên lựa chọn toán cụ thể phổ biến trường THPT toán điểm danh học sinh làm đối tượng nghiên đề tài - Học viên phân tích tính quản lý học sinh cụ thể trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín để làm sở cho đưa yêu cầu toán xây dựng hệ thống - Học viên tiến hành xây dựng đặc tả, thiết kế tích hợp giải pháp thử nghiệm trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín Hướng nghiên cứu Trong khuôn khổ đề tài, học viên phát triển hệ thống mẫu tạm thời phù hợp với mơ hình trường THPT điển hình giúp cho việc hỗ trợ công tác quản lý điểm danh học sinh giò học trường, việc thẻ nghiệm sử dụng hình thức thẻ RFID Trong thời gian tới hệ thống có số hướng nâng cấp phát triển như: - Điểm danh sử dụng mã QR, học sinh cần sử dụng thẻ học sinh thông thường dán thêm mã QR, giảm chi phí cho học sinh, - Điểm danh sử dụng vân tay thay thẻ RFID, tránh gian lận việc quẹt giúp thẻ - Xây dựng giải pháp theo mơ hình đám mây để triển khai dạng dịch vụ cho nhiều trường đồng thời giúp giảm chi phí nhân lực vận hành cho trường, - Bổ sung tiện ích: gửi cảnh báo tự động, cho phép đăng kí nhận e-mail thông tin điểm danh  ... xuất ý tưởng giải pháp quản lý nếp học sinh THPT sử dụng công nghệ, kỹ thuật ICT IoT 2.4.1 Đề xuất ý tưởng Sử dụng công nghệ IoT phần mềm để quản lý điểm danh học sinh Ở đây, học sinh phát thẻ... lý nề nếp học tập, mơ hình quản lý nếp sử dụng cơng nghệ thiết bị thông minh Đồng thời đề xuất ý tưởng giải pháp thực 16 Chương THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG QUẢN LÝ NỀ NẾP HỌC SINH. .. nề nếp học sinh trường THPT nay, bất cập gặp phải cần có khắc phục - Chương – Phân tích tốn quản lý nề nếp học sinh trường THPT Nguyễn Trãi – Thường Tín, Hà Nội đề ý tưởng giải pháp sử dụng công