Phương pháp luận và nghiên cứu khoa học _ đề tài _ nghiên cứu thiết kế phần mềm hỗ trợ cuộc sống người khiếm thị

Phương pháp luận và nghiên cứu khoa học đề tài nghiên cứu thiết kế phần mềm hỗ trợ cuộc sống người khiếm thị

Báo cáo đề tài

Bộ môn :Phương pháp luận nghiên cứu khoa học

Giảng viên : Đặng Hoài Bắc

Đề tài : Nghiên cứu thiết kế phần mềm hỗ trợ cuộc sống người khiếm thị

Đề tài : Nghiên cứu thiết kế phần mềm hỗ trợ cuộc

Nội dung báo cáo

I) Đặt vẫn đề

II) Giới thiệu chung , các chức năng chính

III) Giới thiệu các công nghệ sử dụng

IV) Chi tiết các chức năng của phần mềm

V) Mục tiêu nghiên cứu

VI) Kết luận

VII) Phụ lục : Các link nguồn tài liệu sử dụng

I) Đặt vấn đề

Những người khiếm thị nói riêng hay những người khuyết tật nói chung , dù là bẩm sinh hay không cũng đều là một nỗi bất hạnh lớn cho chính bản thân họ, cho gia đình và xã hội Họ không đủ các bộ phận chức năng trên cơ thể để có thể sống một cuộc sống bình thường như bao người khác, đó là một điều không gì có thể

bù đắp nổi Với người khiếm thị thì cuộc sống của họ càng thêm phần vất vả khi tài sản quý giá nhất của một con người là đôi mắt thì họ lại không có ,những công việc đơn giản nhất hàng ngày đôi khi cũng trở nên thật khó khăn

Thế giới công nghệ càng lúc càng phát triển , cuộc sống con người ngày càng được cải thiện hơn, nhàn hạ hơn, nhưng dường như những người khiếm thị đang đứng ngoài sự phát triển đó , và dần dần công nghệ làm tách rời họ với cuộc sống bên ngoài Với mong muốn đem một phần công nghệ nhắm hỗ trợ cho cuộc sống người khiếm thị , phần mềm được thiết kế chỉ nhằm mục đích mang lại một cuộc sống tốt hơn cho những người không may không còn khả năng nhìn cuộc đời qua đôi mắt

II) Giới thiệu

a) Giới thiệu chung

a.1) Mục đích

Phần mềm hỗ trợ cuộc sống người khiếm thị hướng đến đối tượng chính là những người không còn có khả năng thị lực , và những người thân của họ trong việc

chăm lo quản lý giám sát người nhà của mình Vì vậy giao diện của chương trình

sẽ được thiết kế đơn giản , thuận tiện nhất với người sử dụng vốn còn khả năng thị lực , tất cả mọi thao tác trên chương trình đều có hệ thống hỗ trợ tiếng nói a.2) Môi trường hoạt động

Phần mềm được chạy trên smartphone , loại điện thoại thoại thông minh ngày càng được phát triển và cải tiến với khả năng xử lý cao , dung lượng bộ nhớ lớn , đáp ứng được các yêu cầu về môi trường phần mềm, giá thành lại không quá đắt

so với các sản phẩm như máy tính bảng Ngoài ra , vì đây là phần mềm đặc thù nên yêu cầu smartphone có bàn phím qwerty nhằm mang lại sự tiện lợi và cảm giác ở các nút bấm cho người khiếm thị và các yêu cầu khác như các chức năng cơ bản như nghe nhạc , camera, tích hợp sẵn hệ thống GPS

Hiện tại công nghệ smartphone đang đi theo xu hướng màn hình cảm ứng như NOKIA Lumia 920, Samsung Galaxy S4 , Iphone 5 và sắp tới có thể lên đến công nghệ màn hình trong suốt , nhưng với những thị trường tầm trung như ở Việt Nam , cảm sản phẩm smartphone bàn phím qwerty vẫn được ưa chuộng như , nokia n95, blackberry bold , hoặc các dòng sản phẩm tầm trung như nokia e 71,

LG xenon GR500 với giá thành ngày càng rẻ đi

Chương trình sẽ khuyến khích người dùng chỉ sử dụng đúng một loại phần mềm này trên máy , chương trình sẽ gộp tất cả các tính năng của máy điện thoại thông dụng vào một phần mềm hỗ trợ duy nhất này để người khiếm thị dễ dàng thao tác

sử dụng , để khi người dùng bật máy điện thoại lên là có thể sử dụng luôn không phải thông qua các thao tác khởi động chương trình

b) Các chức năng

b.1 Các chức năng chính

_Định vị các đồ vật trong phòng

_Xác định vị trí người dùng

b.2 Các chức năng khác

_Soạn thảo văn bản

_Đọc báo

_Gọi điện thoại

_Nghe radio, nghe nhạc , lịch, đồng hồ

III) Giới thiệu các công nghệ được sử dụng

1) QR Code

QR Code: mã vạch thế hệ mới, viết tắt của Quick response code (tạm dịch "Mã

phản hồi nhanh") hay còn gọi là mã vạch ma trận (matrix-barcode) là dạng mã vạch hai chiều (2D) có thể được đọc bởi một máy đọc mã vạch hay smartphone (điện thoại thông minh) có chức năng chụp ảnh (camera) với ứng dụng chuyên biệt để quét mã vạch.Nhiều dòng điện thoại di động Nokia và BlackBerry đã cài đặt sẵn ứng dụng đọc mã QR

QR Code (mã QR) được tạo ra bởi Denso Wave (công ty con của Toyota) vào năm

1994, có hình dạng bao gồm các điểm đen và ô vuông nằm trong ô vuông mẫu trên nền trắng QR Code có thể được đọc nhanh hơn, tiết kiệm thời gian và không gian so với các loại mã vạch truyền thống

Một mã QR có thể chứa đựng thông tin một địa chỉ web (URL), thời gian diễn ra một sự kiện, thông tin liên hệ (như vCard), địa chỉ email, tin nhắn SMS, nội dung ký

tự văn bản hay thậm chí là thông tin định vị vị trí địa lý Tùy thuộc thiết bị đọc mã

QR mà bạn dùng khi quét, nó sẽ dẫn bạn tới một trang web, gọi đến một số điện thoại, xem một tin nhắn

Mã QR khác mã vạch truyền thống ra sao?

Mã QR cũng tương tự mã vạch truyền thống thường thấy trên các thùng hàng, các sản phẩm được người bán lẻ theo dõi quản lý kho hàng và giá sản phẩm trong kinh doanh Điểm khác nhau giữa mã QR và mã vạch truyền thống là lượng dữ liệu chúng nắm giữ hay chia sẻ

Các mã vạch truyền thống có các đường vạch thẳng dài một chiều và chỉ có thể lưu giữ 20 số chữ số, trong khi các mã QR hai chiều có thể lưu giữ thông tin hàng ngàn ký tự chữ số Mã QR nắm giữ nhiều thông tin hơn và tính chất dễ dùng sẽ giúp ích rất nhiều cho doanh nghiệp nhỏ

Dung lượng lưu trữ dữ liệu của

Mã QR

Chữ

số

Tối đa 4.296 ký tự

So sánh giữa lượng dữ liệu của mã

Tính khả thi và tiềm năng của Mã QR là vô hạn chứ không chỉ gói gọn trong một phạm vi hay lĩnh vực.Chúng ta sẽ sớm bắt gặp Mã QR hiện diện khắp mọi nơi và đây có thể là cách nhận dạng, truy xuất thông tin mới trong xã hội hiện đại

2) Hệ thống định vị GPS

GPS (Global Potisioning System) - Hệ thống định vị toàn cầu - là hệ thống xác

định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được toạ độ của vị trí đó

GPS được thiết kế và quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, nhưng chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người sử dụng nó miễn phí, bất kể quốc tịch từ năm 1980, GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc thiết lập sử dụng GPS

GPS là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24 quả vệ tinh được đặt trên quỹ đạo không gian, hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô tuyến điện Được biết nhiều nhất là các hệ thống có tên gọi LORAN - hoạt động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay TACAN - dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VOR/DME - VHF dùng cho hàng không dân dụng

Sự hoạt động của GPS

Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách

vệ tinh bao xa Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy

Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh

độ, vĩ độ và độ cao) Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa

Độ chính xác của GPS

Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanh chóng khoá vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắn liên hệ này, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng Tình trạng nhất định của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới

độ chính xác của máy thu GPS Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét

Hệ thống vệ tinh GPS

24 quả vệ tinh làm nên vùng không gian GPS trên quỹ đạo 12 nghìn dặm cách mặt đất Chúng chuyển động ổn định, hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ Các vệ tinh này chuyển động với vận tốc 7 nghìn dặm một giờ

Các vệ tinh được nuôi bằng năng lượng Mặt Trời Chúng có các nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sáng Mặt Trời Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định

Tín hiệu GPS

Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp giải L1 và L2 (Giải L là phần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0,39 tới 1,55 GHz) GPS dân sự dùng tần số L1 1575,42 MHz trong giải UHF Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là

chúng sẽ xuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng như núi và nhà

Tín hiệu GPS chứa ba mẩu thông tin khác nhau - mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiên văn và dữ liệu lịch Mã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định được quả vệ tinh nào là phát thông tin nào Có thể nhìn số hiệu của các quả vệ tinh trên trang vệ tinh của máy thu Garmin để biết nó nhận được tín hiệu của quả nào

Nguồn lỗi của tín hiệu GPS

Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh - Là sự làm giảm tín hiệu cố ý do sự áp đặt của

Bộ Quốc phòng Mỹ, nhằm chống lại việc đối thủ quân sự dùng tín hiệu GPS chính xác cao Chính phủ Mỹ đã ngừng việc này từ tháng 5 năm 2000, làm tăng đáng kể

độ chính xác của máy thu GPS dân sự (Tuy nhiên biện pháp này hoàn toàn có thể được sử dụng lại trong những điều kiện cụ thể để đảm bảo gậy ông không đập lưng ông Chính điều này là tiềm ẩn hạn chế an toàn cho dẫn đường và định vị dân sự.)

IV) Chi tiết các chức năng của phần mềm

1) Các chức năng chính

a) Định vị các đồ vật trong phòng

a1.Vai trò

Đây là chức năng quan trọng nhất của phần mềm , nhằm xác định được vị trị các đồ vật nằm trên đường đi , các đồ vật ở trong phòng , xác định

phương hướng cảm giác cho người khiếm thị, giảm thiểu đáng kể các khó khăn trong sinh hoạt , đi lại và các nguy hiểm trong nhà như các ổ điện , các chỗ đồ dễ vỡ v.v…

a.2 Ý tưởng

Chức năng này sử dụng tính năng tuyệt với của QR code , và tận dụng khả năng chụp ảnh của các dòng điện thoại smartphone Các đồ vật trong nhà

sẽ được dán các ảnh mã QR code ở các phía sao cho chụp theo chiều nào , góc độ nào cũng có thể lấy được ít nhất một mã QR

Người khiếm thị khi sử dụng chức năng này sẽ tự động chuyển sang chế độ chụp hình , người dùng chỉ cần dơ điện thoại trước mặt là máy sẽ tự động lấy và tìm mã QR có trong khung cảnh

Qua mã QR chương trình sẽ phân tích và đưa ra kết luận đấy là đồ vật gì ,

và nếu chụp nhiều lần ở các vị trí khác nhau , chương trình sẽ đưa ra dự đoán so sánh vị trí của các đồ vật với nhau

a.3) Ưu điểm – nhược điểm

*Ưu điểm

_Dễ thực hiện , vì hiện tại mã QR code đã rất phổ biến ở mọi nơi , có thể dễ dàng tạo ra một mã QR code , không mấy tốn kém

*Nhược điểm

_Không khả thi khi thực hiện trong đêm tối, đòi hỏi luôn luôn phải có ánh sáng

b)Xác định vị trí người dùng

b.1 Vai trò

Chức năng này cho phép người dùng và người thân của họ có thể biết vị trị của họ hiện đang ở đâu thông qua hệ thống vệ tinh GPS và QR code Nếu giả sử người khiếm thị có lạc thì người thân hoặc người giám sát của họ

cũng dễ dàng có thể tìm kiếm

b.2 Ý tưởng

Dựa vào hệ thống định vị GPS để xác định vị trí của người dùng thời điểm hiện tại , thông tin vị trí đó bao gồm : Tên quốc gia , thành phố , tuyến đường , các địa điểm lân cận xung quanh

Qua hệ thống GPS mới chỉ có thể xác định được sơ bộ vị trí người dùng , để

cụ thể hơn , phải dùng đến QR code bằng cách chụp lại những cảnh vật xung quanh các chỗ có mã QR để xác định chính xác vị trí của người dùng Thông tin sẽ được báo về máy của người thân thông qua sever trung gian của chương trình

b.3 Ưu điểm – Nhược điểm

Ưu điểm : có hệ thống GPS miễn phí dễ dàng thực hiện Khuyết điểm : Cần sự đầu tư của xã hội thông qua các mã QR nơi công cộng

2) Các chức năng khác

a) Soạn thảo văn bản

a.1 Vai trò

Chức năng này sẽ giúp người dùng soạn thảo văn bản một cách tốt nhất để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin của người dùng dưới dạng văn bản Qua chức năng này người khiếm thị hoàn toàn có thể thực hiện các thao tác , công việc với văn bản như nhắn tin điện thoại , viết mail v.v…

a.2 Ý tưởng

Chương trình sẽ có có 2 chức năng chính

_ Đọc dưới dạng âm thanh chữ cái người dùng vừa nhập cũng như đọc cả chữ mà người dùng vừa soạn thảo

Chức năng này giúp người khiếm thị tự nhận định và sửa lỗi sai của mình _Chức năng thứ hai : Soát lỗi tự động , chương trình sẽ tự động so sánh chữ vừa nhập với các chữ trong bảng các chữ đã có trong hệ thống dữ liệu, nếu không có sẽ đưa ra thông báo Hệ thống dữ liệu này có thể thêm bớt tùy vào ý muốn người sử dụng

b) Đọc báo

b.1 Vai trò

Giúp cho người khiếm thị nắm bắt được cuộc sống bên ngoài thông qua các bản tin dưới định dạng âm thanh

b.2 Ý tưởng

Các bản tin sẽ được tải về từ một sever riêng của phần mềm

Các bản tin tải về là các tin chính trong ngày được cập nhật liên tục

Những bản tin đã được tải về sẽ được đánh dấu vào và không tải lại nữa , người dùng muốn nghe lại sẽ có chức năng riêng đáp ứng nhu cầu này Sau một 1 tuần hệ thống sẽ xóa hết các dữ liệu cũ để tránh trường hợp tràn

bộ nhớ

c) Gọi điện thoại

c.1 Vai trò

Đây là chức năng giúp người dùng liên lạc với người thân , bạn bè và các mối quan hệ trong cuộc sống

c.2 Ý tưởng

Chức năng này sẽ gồm các nhiệm vụ chính sau :

_Có nút gọi khẩn cấp , dành ra 1 nút trên bàn phím để khi chỉ cần nhấn vào

sẽ gọi đến một số điện thoại mặc định của người thân do người dùng tùy chọn

_ Các nút số và các tên trong danh bạ khác sẽ được đọc dưới dạng âm

thanh

_Khi kết thúc dãy số sẽ tự động tìm đến tên người đang có trong danh bạ và đọc tên người đó

d) Nghe radio , nhạc , lịch , đồng hồ

_ Nghe radio : Sẽ có một danh sách các kênh để người dùng có thể nghe luôn không mất nhiều thời gian phải dò tìm tần số, ngoài ra người dùng có thể bổ sung thêm các kênh dò tìm được theo ý muốn

_Nghe nhạc : Ngoài chức năng giống như một máy nghe nhạc thông

thường từ các file có sẵn trong bộ nhớ , người khiếm thị còn có thể sử dụng chức năng soạn thảo văn bản để gõ tên một bài hát và tải về từ các sever website liên kết với chương trình

_Lịch, đồng hồ : Thông tin đều được xuất ra dưới định dạng âm thanh , và thông tin ngày giờ sẽ được cập nhật từ sever chương trình , nhằm tránh cho người khiếm phải điều chỉnh nhiều lần khi đồng hồ người dùng không chính xác , do hết pin , do tháo pin v.v…

V) Mục tiêu nghiên cứu

Nội dung

Công việc

lượng người tham gia

Thời gian hoàn thành

Chi phí

Nghiên cứu

khả năng , thói

quen, tâm lý

người khiếm

thị

Đánh giá được khả năng của người khiếm thị

Hiểu được các vất vả , khó khăn trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày của họ

triệu

Tìm hiểu về

smartphone

sử dụng các hệ

điều hành

android và

symbian

Hiểu được đặc tính của các hệ điều hành và các chương trình tương thích , các lỗi phát sinh

triệu