MÁY QUẢN LÝ HỌC SINH THÔNG MINH THÔNG QUA HỆ THỐNG SMS

Tuy nhiên công việc điểm danh học sinh như hiện nay ở hầu hết các trường hầu như ít chính xác, mất thời gian của học sinh, giáo viên hoặc ban nề nếp của nhà trường.. - Để khắc phục những

Trang 1

ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NĂM HỌC 2019 – 2020

Trang 2

Mục lục

I TỔNG QUAN - 3

1 Lý do nguyên cứu - 3

2 Mục đích nguyên cứu - 3

3 Ý nghĩa nguyên cứu - 3

4 Giới hạn nguyên cứu - 3

5 Phương pháp nguyên cứu - 3

6 Nội dung nguyên cứu - 4

7 Những điểm mới của dự án - 4

II PHÂN TÍCH NGUYÊN CỨU - 4

1 Tìm hiểu về Arduino và các linh kiện điện tử khác - 4

a Arduino: - 4

b Các linh kiện điện tử khác: - 5

2 Hoàn thiện sản phầm: - 9

a Sơ đồ nối linh kiện - 9

b Phần code ( trong phần báo cáo chính thức) - 10

III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN - 10

1 Kết quả - 10

2 Kết luận: - 11

Mời tham gia group

ARDUINO IOT VIETNAM - https://www.facebook.com/groups/486295328966960/

để cùng chia sẻ tài liệu học tập KẾT NỐI VƯƠN TẦM TRÍ TUỆ VIỆT

➢ Quản trị viên: Lưu Văn Đại Thạc sĩ Giảng viên trường Cao Đẳng nghề Cao Thắng

➢ Quản trị viên: Uyên Đỗ

➢ Người kiểm duyệt: Đinh Quốc Đạt ĐH Qui Nhơn

Trang 3

I TỔNG QUAN

1 Lý do nguyên cứu

- Vấn đề điểm danh học sinh ở đầu mỗi buổi học là công việc hằng ngày của hầu hết các trường học, điểm danh học sinh vắng trễ Tuy nhiên công việc điểm danh học sinh như hiện nay ở hầu hết các trường hầu như ít chính xác, mất thời gian của học sinh, giáo viên hoặc ban nề nếp của nhà trường

- Để khắc phục những công việc trên và muốn làm thay đổi cách thức điểm danh cũng như phối hợp với phụ huynh học sinh thông qua hệ thống tin nhắn Nhóm nguyên cứu đã sáng tạo ra “Máy quản lý học sinh thông minh thông qua hệ thống SMS” Với máy điểm danh thông minh này sẽ giúp cho nhà trường điểm danh học sinh chính xác, giảm công sức của nhà trường cũng như gửi tin nhắn tự động về phụ huynh học sinh thông qua nhận dạng học sinh bằng dấu vân tay

- Thiết bị này sử dụng rất đơn giản, cho ra kết quả chính xác, giá thành rẻ hơn so với các sản phẩm có trên thị trường và có thể áp dụng ở hầu hết các trường học từ tiểu học đến đại học

2 Mục đích nguyên cứu

- Mục tiêu tổng quát: Tạo giải pháp điểm danh cho học sinh nhanh chóng

và chính xác

- Mục tiêu cụ thể:

+ Chính xác và nhanh chóng

+ Giá thành rẻ, đáp ứng nhu cầu của các trường ở các vùng nông thôn + Tiết kiệm thời gian

+ Thông báo kịp thời cho phụ huynh học sinh

3 Ý nghĩa nguyên cứu

Dự án “Máy điểm danh vân tay” thực hiện thành công sẽ giúp cho nhà trường quản lý học sinh mình một cách dễ dàng và triệt để hơn, tránh mất thời gian của giáo viên, học sinh và ban nề nếp nết nhà trường, khi sử dụng máy điểm danh vân tay sẽ tạo thói quen tốt xây dựng một nền giáo dục hiện đại cho nước nhà

Với dự án này cũng sẽ giúp bỏ đi tính cách “giờ cao su” của người Việt Nam, với độ chính xác của sản phẩm sẽ không còn phải lo nghĩ việc theo dõi sỉ

số của từng lớp nữa

Nhóm nghiên cứu đề tài mong muốn góp một phần nhỏ cho sự nghiệp nuôi dạy nhân tài đất Việt

4 Giới hạn nguyên cứu

Hệ thống điểm danh học sinh có thể sử dụng cho tất cả các trường tiểu học đến đại học

5 Phương pháp nguyên cứu

Nhóm nghiên cứu theo phương pháp quy nạp: từ việc nghiên cứu các linh kiện điện tử riêng lẻ, tích hợp thành hệ thống điểm danh vân tay gửi tin nhắn về phụ huynh học sinh

Nhóm đã đánh giá tình hình nề nếp các lớp học trong trường thông qua ban nề nếp của trường học, học sinh vắng học đi muộn khá nhiều và cũng mất

Trang 4

nhiều thời gian của ban nề nếp nhà trường khi phải đi lấy sỉ số từng lớp và cũng mất thời gian tổng hợp Từ đó nhóm xác định được các hạn chế, khó khăn sau

đó đưa ra các giải pháp khắc phục các hạn chế và bắt tay vào giải quyết dần các vẫn đề đó

6 Nội dung nguyên cứu

- Tìm hiểu những khó khăn của ban nề nếp nhà trường

- Nghiên cứu, tìm hiểu các linh kiện điện tử, nguyên lí hoạt động hệ thông điểm danh, thống kê học sinh và gửi tin nhắn về phu huynh học sinh

- Đánh giá giá thành các linh kiện điện tử và sản phẩm thị trường

- Xây dựng giải pháp tích hợp các yếu tố cần thiết vào thiết bị

- Thiết kế mô hình không gian của dự án

- Thiết kế sơ đồ tổng thể của dự án

- Thiết kế, lắp ráp kiểm tra từng hệ thống riêng lẻ

- Lập chương trình để điều khiển tất cả các linh kiện điện tử riêng lẻ tạo thành một thiết bị hoàn chỉnh

- Hoàn thiện, kiểm tra và chạy thử nghiệm

7 Những điểm mới của dự án

- Hỗ trợ gửi tin nhắn SMS

- Giá thành sản phẩm thấp hơn thị trường

- Áp dụng được rộng rãi

II PHÂN TÍCH NGUYÊN CỨU

1 Tìm hiểu về Arduino và các linh kiện điện tử khác

a Arduino:

- Định nghĩa: Arduino là một nền tảng điện tử mã nguồn mở, dựa trên phần cứng và phần mềm, linh hoạt và dễ sử dụng Chúng ta điều khiển các board

Arduino bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình C++, được điều khiển biên dịch bởi Arduino IDE và các trình biên dịch đi kèm ra mã máy nhị phân

- Giới thiệu: Có rất nhiều mainboard trên thị trường như Arduino uno R3, Arduino mega2560, Arduino pro, Arduino pro mini, Arduino nano, Arduino

Arduino uno R3

Trang 5

Arduino IDE version 1.8.9

Với ARDUINO IDE chúng ta có lập trình điều khiển mọi 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 là cảm biết dùng công nghệ sinh trắc học để quét vân tay của người sử dụng với nhiều loại sóng khác nhau Những loại sóng này sẽ quét và lưu lại các bề mặt lồi lõm thậm chí cả lớp da dưới ngón tay để tăng tính bảo mật cho người dùng

+ Giới thiệu các loại cảm biến vân tay:

Hiện nay có 3 loại cảm biến vân tay:

1 Cảm biến quang học

2 Cảm biến điện dung

3 Cảm biến sóng siêu âm

Cảm biến được sử dụng rộng rãi hiện tại là quang học và điện dung, điện dung được áp dụng lên các dòng smartphone cao cấp còn cảm biến quang học được sự dụng rộng rãi nhưng tính chính xác của nó không cao bằng điện dụng

và cho kết quả cũng lâu hơn

Module cảm biến vân tay được sử dụng trong dự án này là cảm biến quang học như FPM10A, R305, R307,AS608… với khả năng lưu trữ từ

127-1000 ID (người dùng)

Module cảm biến vân tay FPM 10A Module cảm biến vân tay R307

Trang 6

Module Sim:

+ Module sim là thiết bị có thể gọi điện, gửi tin nhắn, định vị GPS và sử dụng GPRS để chuyền dữ liệu như một chiếc điện thoại thực thụ Nhờ hệ thống định vị toàn cầu GPS chiếc SIM đã được chắp cánh trở thành công

cụ mạnh mẽ được ứng dụng trong quân sự, giáo dục, khảo sát trắc địa môi trường, và đặc biệt rất rộng rãi trong dân dụng Phổ biến rõ nhất vẫn là ứng dụng trong việc quản lý và điều hành vận tải: theo dõi vị trí, lộ trình, liên lạc theo dõi định vị dẫn đường, theo dõi vận tốc, cảnh báo khi xe vượt quá tốc độ, và đặc biệt

có thể theo dõi các 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 các loại module Sim

• Những module Sim phổ biến hiện nay như: SIM800A, SIM800,

SIM800L, SIM 800C, SIM900, SIM900A mini,

Module SIM800

Module SIM800A

- Màn hình hiển thị lcd 16x2 cùng I2C:

Trang 7

I2C là viết tắt của "Inter-Integrated Circuit", một chuẩn giao tiếp được

phát minh bởi Philips’ semiconductor division (giờ là NXP) nhằm đơn giản hóa

việc trao đổi dữ liệu giữa các ICs Đôi khi nó cũng được gọi là Two Wire

Interface (TWI) vì chỉ sử dụng 2 kết nối để truyền tải dữ liệu, 2 kết nối của giao

tiếp I2C gồm: SDA (Serial Data Line) và SCL (Serial Clock Line)

Chúng ta sử dụng màn hình LCD kết hợp I2C để giảm số lượng chân kết

nối giữa màn hình và main chính Thay vì sử dụng 8 chân kết nối như truyền

thông thì chúng ta chỉ cần kết nối 4 chân với I2C

- Các nút bấm:

Có rất nhiều loại nút bấm:

Có thể dùng nút bấm để điều khiển các linh kiện thông qua ARDUINO,

kết nối nút bấm với ARDUINO theo hai đường VCC(điện dương) hoặc

GND(điện âm) đều được

- Module thời gian thực (Real Time Clock):

+ Câu hỏi đầu tiên xuất hiện ở đây là tại sao chúng ta thực sự cần một

RTC riêng cho Dự án Arduino của chúng ta khi bản thân Arduino có máy chấm

công tích hợp Vấn đề là mô-đun RTC chạy bằng pin và có thể theo dõi thời gian

ngay cả khi chúng ta lập trình lại vi điều khiển hoặc ngắt kết nối nguồn chính

+ Một số loại RTC:

Trang 8

Cũng như màn hình LCD thì RTC cũng sử dụng giao tiếp I2C để kết nối nới

ARDUINO như sơ đồ:

RTC DS3231 kết nối với ARDUINO theo I2C

Hầu hết tất cả các RTC đều kết nối với ARDUINO theo như sơ đồ trên

- Các dây kết nối và nguồn cho các linh kiện điện tử:

Dây breadboard là dây dùng để nối giữa breadboard với các mạch khác

Nó gồm 3 loại:

Male to male (Đực - đực)

Trang 9

+ Nguồn các linh kiện điện tử:

+ Tạo nguồn bằng Pin 3s chúng ta sẽ có 3 viên 3,7v 5000mAh tạo thành 1 viên 11,1v 5000mAh cung cấp nguồn cho main chính Arduino(2.5 W) và Module

Sim(3 W)

2 Hoàn thiện sản phầm:

a Sơ đồ nối linh kiện

A: Dung lượng pin(Ah) V: Hiệu điện thế của pin(V) P: công suất tải(W)

T: thời gian sử dụng pin(giờ)

➔ Thiết bị sẽ sử dụng được 7h kể từ khi mất điện (lý thuyết)

➔ Thực tế thiết bị sử dụng được khoảng 6h30p kể từ khi mất điện

Trang 10

Sơ đồ nối các linh kiện

Các chân tín hiệu có thể chúng ta nhầm lẫn nhưng đặc biệt chú ý đến các chân nguồn vì nó có thể làm cháy ic của các linh kiện

b Phần code ( trong phần báo cáo chính thức)

Cuối cùng nạp code và hoàn thành sản phầm

III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN

1 Kết quả

Hình của sản phầm sau khi hoàn thiện

Trang 11

Hình ảnh của thiết bị sau khi điểm danh

2 Kết luận:

Tích cực:

- Sản phẩm giúp tiết kiệm thời gian và công sứ cho ban nề nếp nhà

trường

- Sản phẩm giúp đánh vào ý thức của học trò

- Tiết kiệm chi phí nhất có thể

Hạn chế:

- Những bạn bị khuyết tật bộ phận tay chưa thể tiếp cận được sản phẩm

- Thời gian gửi tin nhắn còn lâu

- Không thể xử lý những bạn trốn tiết

- Hệ thống offline còn chưa hiệu quả trong việc thống kê và chỉnh sửa

thông tin học sinh

Hướng giải quyết hạn chế:

- Nâng cấp hệ thống thành điểm danh bằng khuôn mặt (Face ID)

- Tìm kiếm những giải pháp thay thế linh kiện để hoàn thiện sản phẩm trong tương lai

- Đưa hệ thông lên website để có thể dễ dàng thêm, chỉnh sửa thông tin học sinh và thống kê số liệu.(VD: Web sever, SMAS,…)

Trang 12