PHÂN TÍCH và THIẾT kế hệ THỐNG bài tiểu luận hệ thống giám sát thời gian và quãng đường thực hành lái xe

Ngoài những nguyên nhân trên, còn có mộtnguyên nhân đó là chất lượng bằng cấp lái xe, để có một phần khắc phục nguyên nhân về chất lượng bằng cấptốt hơn, tôi muốn giới thiệu hệ thống giá

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Bài tiểu luận

Hệ Thống Giám Sát Thời Gian Và

Quãng Đường Thực Hành Lái Xe

GVHD: THS Nguyễn Thanh TùngLớp: L01

SV thực hiện: Nguyễn Quốc Duy

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 01/2022

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được tiểu luận của môn Phân Tích Và Thiết Kế Hệ Thống này, em xin gửi lời cảm ơntrịnh trọng và chân thành nhất đến giảng viên Nguyễn Thanh Tùng Thầy là người định hướng, chỉ dẫnchúng em vô cùng nhiệt tình; cung cấp những kiến thức hay và bổ ích

Cuối cùng, do bản thân em còn nhiều hạn chế về kiến thức, về thời gian và kinh nghiệm thực tiễn nênkhó lòng tránh khỏi những sai sót đáng tiếc trong quá trình hiện thực tiểu luận Em rất mong nhận đượcnhững ý kiến đóng góp từ thầy để hoàn thiện tiểu luận tốt hơn

Trân trọng

Mục lục

2.1 Thuyết phục khách hàng lấy dự án 7

2.2 Phân tích tính khả thi 7

2.2.1 Khả thi về kỹ thuật 7

2.2.2 Khả thi về kinh tế 8

2.2.3 Khả thi về vận hành 8

3 Phân tích hệ thống 9 3.1 Thu thập yêu cầu 9

3.1.1 Yêu cầu chức năng 9

3.1.2 Yêu cầu phi chức năng 10

3.2 Các vấn đề và đề xuất giải pháp 11

3.2.1 Vấn đề 11

3.2.2 Đề xuất giải pháp 11

3.3 Sơ đồ use-case 12

3.4 Sơ đồ Data Flow (DFD) 13

4 Thiết kế hệ thống 15 4.1 Kiến trúc hệ thống 15

4.2 Thiết kế database 16

4.3 Thiết kế giao diện 16

5 Hiện thực hệ thống 25 5.1 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 25

5.2 Server 25

5.3 phần mềm quản lý 26

5.4 Thiết bị DAT 26

6 Kiểm thử hệ thống 28 6.0.1 Test Scenario 28

7 Triển khai và bảo trì 29

7.1 Triển khai 29

7.2 Bảo trì 29

7.3 Bảo trì khắc phục 29

7.4 Bảo trì phòng ngừa 29

7.5 Bảo trì hoàn thiện 29

7.6 Bảo trì thích ứng 29

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

1 Sơ đồ use case của hệ thống 12

2 Sơ đồ DFD ở mức ngữ cảnh của hệ thống 13

3 Sơ đồ DFD ở mức 0 của hệ thống 14

4 Kiến trúc hệ thống 15

5 Sơ đồ ERD của hệ thống 16

6 Giao diện đăng nhập trên thiết bị DAT 17

7 Giao diện hiển thị thông tin sau khi đăng nhập thành công trên thiết bị DAT 17

8 Giao diện của thiết bị DAT khi học viên đăng nhâp mà thầy dạy chưa đăng nhập 18

9 Giao diện của thiết bị DAT khi thầy dạy đăng nhập mà học viên chưa đăng nhập 18

10 Giao diện danh sách học viên 19

11 Giao diện thêm học viên 20

12 Giao diện danh sách các thầy 21

13 Giao diện thêm thầy dạy 22

14 Giao diện danh sách phiên lái xe 23

15 Giao diện giám sát phiên lái xe 24

16 Logo khá thú vị của PostgreSQL 25

17 Hiện thực server bằng NodeJS mang lại hiệu năng cao 26

18 Hiện thực phần mềm desktop bằng C sẽ mang lại hiểu suất cao 26

19 Hiện thực thiết bị DAT bằng ngôn ngữ C là lựa chọn khôn ngoan 27

THUẬT NGỮ & TỪ VIẾT TẮT

DAT Viết tắt của Distance and Time, thời gian và quảng đường

GNSS Viết tắt của Global Navigation Satellite System, hệ thống vị tinh định vị toàn cầu

HD Viết tắt của High Definition, Độ phân giải cao

1 Giới thiệu đề tài

Hiện nay tai nạn giao thông đang diễn ra hằng ngày gây thiệt hại rất lớn về tài sản và tính mạng Theo báo cáotổng kết của Ủy ban An toàn giao thông Quốc gia 6 tháng đầu năm 2019 toàn quốc xảy ra 8.385 vụ tai nạn giaothông, làm chết 3.810 người, bị thương 6.358 người So với 6 tháng đầu năm 2018, số vụ tai nạn giao thông giảm

641 vụ (giảm 7,1%), số người chết giảm 311 người (giảm 7,55%), số người bị thương giảm 679 người (giảm9,65%)1 Có rất nhiều lý do dẫn đến tai nạn giao thông như: người tham gia giao thông ý thức còn kém, ít hiểubiết về pháp luật, sử dụng chất ma túy, rượu bia khi tham gia giao thông, chạy xe quá tốc độ cho phép, phóngnhanh vượt ẩu là những nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông Ngoài những nguyên nhân trên, còn có mộtnguyên nhân đó là chất lượng bằng cấp lái xe, để có một phần khắc phục nguyên nhân về chất lượng bằng cấptốt hơn, tôi muốn giới thiệu hệ thống giám sát thời gian và quãng đường thực hành lái xe, hệ thống này nhằm mụcđích đảm bảo việc học và đào tạo bằng lái xe ô tô được diễn ra đầy đủ, nghiêm túc và chất lượng, giúp nâng caotay nghề của người lái xe và giảm thiểu tai nạn giao thông

Hệ Thống Giám Sát Thời Gian Và Quãng Đường Thực Hành Lái Xe bao gồm thiết bị DAT, máy chủ và hệthống thông tin Thiết bị DAT được lắp đặt trên các phương tiện dạy thực hành lái xe để kiểm soát thời gian vàquãng đường học thực tế của học viên Với những thông tin được cung cấp từ thiết bị giám sát thời gian và quãngđường thực hành lái xe (DAT), trung tâm đào tạo BGTVT sẽ có đầy đủ các thông tin để kiểm soát chất lượnggiảng dạy của đội ngũ giáo viên và học tập của học viên khi tham gia chương trình xin cấp bằng lái xe ô tô

1 Nguồn: https://danluat.thuvienphapluat.vn/thuc-trang-tai-nan-giao-thong-hien-nay-176172.aspx , truy cập ngày 30/12/2021

2 Lên kế hoạch dự án

2.1 Thuyết phục khách hàng lấy dự án

1 Thái độ và cách thức nói chuyện: phải nhẹ nhàng, cởi mở và vui vẻ Tạo cảm giác thân thiện và tin cậy

2 Nắm bắt nhu cầu, tâm lý của khách hàng

3 Kiên nhẫn truyền đạt thông tin ngắn gọn nhưng đầy đủ

4 Nắm bất thời cơ Chốt hợp đồng

2.2 Phân tích tính khả thi

Chúng tôi sẽ tập trung vào 3 khía cạnh là khả thi về kỹ thuật, khả thi về kinh tế, khả thi về vận hành.2.2.1 Khả thi về kỹ thuật

Quy trình xác định xem tổ chức có các nguồn lực công nghệ để phát triển hoặc mua, cài đặt và vận hành

hệ thống hay không chúng ta nên cấy ghép lựa chọn thiết bị DAT và Server Khi chúng tôi quyết định pháttriển phù hợp với nhu cầu của tổ chức cũng như giúp phát triển dự án

1 Thiết bị DAT phải có các bộ phận sau:

- Bộ phận thu phát tín hiệu viễn thông di động, tối thiểu công nghệ 3G;

- Bộ phận hiển thị và cảnh báo: màn hình (có kích thước tối thiểu 7 Inch), đèn tín hiệu, loa;

- Bộ nhớ đảm bảo dung lượng để lưu giữ các dữ liệu tối thiểu 30 ngày gần nhất

- Đồng hồ thời gian thực được đồng bộ thời gian vệ tinh (khi có tín hiệu vệ tinh) và hiệu chỉnh theo giờ Việt Nam;

- Có ít nhất một cổng kết nối theo chuẩn USB để trích xuất dữ liệu từ thiết bị DAT

2 Server

2.2.2 Khả thi về kinh tế

cho laptopBộ phận thu phát tín hiệu viễn

3 Phân tích hệ thống

3.1 Thu thập yêu cầu

3.1.1 Yêu cầu chức năng

Thiết bị DAT phải có các chức năng tối thiểu sau đây:

1 Chức năng hiển thị thông tin và thông báo trạng thái hoạt động: thiết bị DAT phải có chức năng tự kiểmtra khi khởi động ban đầu và trong suốt quá trình hoạt động và có các tín hiệu, báo hiệu bằng đèn, bằng âmthanh hoặc thông qua màn hình, để thông báo trạng thái hoạt động, bao gồm:

• Tình trạng tín hiệu viễn thông di động;

• Tình trạng có kết nối, mất kết nối với máy chủ;

• Tình trạng có tín hiệu, mất tín hiệu GNSS;

• Tình trạng hoạt động của bộ nhớ lưu trữ dữ liệu;

• Tình trạng hoạt động của camera;

• Trạng thái đăng nhập, đăng xuất của giáo viên và học viên;

• Hiển thị thông báo thông tin học viên sau khi đăng nhập bao gồm: mã số học viên (ID), mã khóa học,tên học viên, tên giáo viên Phát âm thanh thông báo: đúng, sai, hoàn thành khi đăng nhập, đăng xuất

và khi nhận dạng sai khuôn mặt học viên so với đăng nhập

• Hiển thị theo thời gian thực, bao gồm: kết quả xác thực, số liệu thời gian, quãng đường đã học của phiên học thực hành lái xe

• Hiển thị số liệu thời gian, quãng đường của học viên đã luyện tập và còn phải luyện tập tiếp so với quyđịnh

2 Chức năng ghi nhận thay đổi người dạy và học trên xe

• Người dạy thực hành và học viên sử dụng thẻ hoặc vân tay chạm vào đầu đọc thẻ hoặc đầu đọc vân tay của thiết bị để đăng nhập hoặc đăng xuất hệ thống

• Thiết bị DAT phải ghi lại được thời điểm, tọa độ đăng nhập, đăng xuất của người dạy thực hành và học viên, đồng thời phải có báo hiệu để nhận biết các sự thay đổi này

• Việc đăng nhập, đăng xuất chỉ thực hiện được khi xe dừng hoặc đỗ

3 Chức năng xác thực người học qua camera

• Thiết bị DAT có khả năng sử dụng camera nhận dạng khuôn mặt để xác thực học viên

• Thiết bị DAT ghi nhận thời điểm, tọa độ, kết quả xác thực tại thời điểm xác thực

4 Chức năng cảnh báo: Thiết bị DAT phải phát tín hiệu cảnh báo bằng đèn Led nháy sáng hoặc màn hình hiển thị

• So sánh nhận dạng khuôn mặt học viên không trùng khớp với thông tin đã được đăng ký qua thẻ hoặc vân tay của học viên;

• Phần cứng lỗi bao gồm: mất tín hiệu GNSS, mất tín hiệu viễn thông di động, lỗi bộ nhớ, camera bị lỗi;

• Không kết nối được với máy chủ quản lý

5 Chức năng ghi và lưu trữ dữ liệu trên thiết bị: Thiết bị DAT phải ghi và lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ thiết bị các thông tin tối thiểu như sau:

- Thông tin về người dạy và học viên

• Thông tin định danh học viên qua mã thẻ hoặc vân tay và hình ảnh khuôn mặt

• Thông tin định danh giáo viên qua mã thẻ hoặc vân tay

• Thời điểm, tọa độ bắt đầu và kết thúc phiên học thực hành lái xe của từng học viên

• Thời gian, quãng đường học thực hành tích lũy và thời gian, quãng đường thực hành trong ngày của từng học viên

- Thông tin hành trình xe chạy và kết quả xác thực khuôn mặt học viên

• Hành trình xe chạy (thời gian, tọa độ, tốc độ) với tần suất ghi và lưu trữ không quá 30 giây một lần khi

xe trong phiên dạy thực hành

• Kết quả xác thực khuôn mặt học viên (đúng, sai) với tần suất ghi và lưu trữ không quá 5 phút một lần khi xe đang có học viên học thực hành

• Ảnh chụp thời điểm đăng nhập và đăng xuất thành công Ảnh chụp tại thời điểm thiết bị phát hiện Khuôn mặt học viên và định danh qua thẻ hoặc vân tay là không cùng một người

3.1.2 Yêu cầu phi chức năng

1 Tần suất xác thực là 5 phút/lần

2 Hành trình xe chạy (thời gian, tọa độ, tốc độ) với tần suất ghi và lưu trữ không quá 30 giây một lần khi

xe trong phiên dạy thực hành

3 Kết quả xác thực khuôn mặt học viên (đúng, sai) với tần suất ghi và lưu trữ không quá 5 phút một lần khi xe đang có học viên học thực hành

4 Tốc độ xác thực qua thẻ hoặc vân tay 5 giây

5 Thời gian thực hành: sai số không vượt quá ± 0,5% giá trị đo

6 Quãng đường thực hành: sai số không vượt quá ± 5% giá trị đo

7 Các dữ liệu được ghi và lưu giữ trong thiết bị DAT và máy chủ phải đảm bảo không bị xóa, không bị thay đổi trong suốt thời gian lưu trữ theo quy định.

8 Thời gian lưu trữ dữ liệu từ thiết bị DAT quy định mục 2.1.5 của Quy chuẩn này tại máy chủ quản lý tốithiểu là 05 năm

9 Kênh truyền từ thiết bị DAT đến máy chủ quản lý phải được mã hóa và bảo mật truyền thông

Nhìn chung, các đề xuất giúp quản lý dữ liệu dễ dàng Sẽ giảm đáng kể thời gian phản hồi và dư thừa.Các đề xuất làm giảm nguy cơ gian lận và xác thực được học viên

3.3 Sơ đồ use-case

Hình 1: Sơ đồ use case của hệ thống

3.4 Sơ đồ Data Flow (DFD)

sơ đồ DFD ở mức ngữ cảnh

Hình 2: Sơ đồ DFD ở mức ngữ cảnh của hệ thống

sơ đồ DFD ở mức 0

Hình 3: Sơ đồ DFD ở mức 0 của hệ thống

4.2 Thiết kế database

Hình 5: Sơ đồ ERD của hệ thống4.3 Thiết kế giao diện

Giao diện của thiết bị DAT

Trước khi học thực hành trên xe tập lái, đầu tiên học viên và người thầy dạy bắt buộc phải đăng nhập

Hình 6: Giao diện đăng nhập trên thiết bị DAT

Đây là kết quả, đăng nhập thành công

Hình 7: Giao diện hiển thị thông tin sau khi đăng nhập thành công trên thiết bị DAT

Hình 8: Giao diện của thiết bị DAT khi học viên đăng nhâp mà thầy dạy chưa đăng nhập

Hình 9: Giao diện của thiết bị DAT khi thầy dạy đăng nhập mà học viên chưa đăng nhập

Giao diện của phần mềm quản lý

Hình 10: Giao diện danh sách học viên

Hình 11: Giao diện thêm học viên

Hình 12: Giao diện danh sách các thầy

Hình 13: Giao diện thêm thầy dạy

Hình 14: Giao diện danh sách phiên lái xe

Hình 15: Giao diện giám sát phiên lái xe

5 Hiện thực hệ thống

5.1 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Chúng tôi sẽ chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu là postgreSQL

PostgreSQL là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ miễn phí và nguồn mở (RDBMS) tập trung vàokhả năng mở rộng và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật Nó được thiết kế để xử lý một loạt các khối lượng côngviệc lớn, từ các máy tính cá nhân đến kho dữ liệu hoặc dịch vụ Web có nhiều người dùng đồng thời

PostgreSQL bắt đầu từ năm 1986 như một phần của dự án POSTGRES tại Đại học California tạiBerkeley và có hơn 30 năm phát triển Đây là cơ sở dữ liệu mặc định cho macOS Server, và cũng có cácbản phân phối cho Linux, FreeBSD, OpenBSD và Windows

Hình 16: Logo khá thú vị của PostgreSQL.

NodeJS có thể được dùng để xây dựng các loại ứng dụng khác nhau như các ứng dụng dòng lệnh, ứng dụngweb, ứng dụng trò chuyện theo thời gian thực, máy chủ REST API, Tuy nhiên, nền tảng này thường được dùngchủ yếu để xây dựng các chương trình mạng như máy chủ web, tương tự như PHP, Java hoặc ASP.NET.NodeJS thường sẽ chạy trên đa nền tảng phía Server nên nó có thể thực hiện chạy ở bất kỳ các máy như: Mac

– Window – Linux Dù không dễ dàng để học nó, cộng đồng NodeJS thường rất lớn và sẵn sàng support cho bạn mọi lúc mọi nơi.

Hình 17: Hiện thực server bằng NodeJS mang lại hiệu năng cao.

Hình 18: Hiện thực phần mềm desktop bằng C sẽ mang lại hiểu suất cao.

5.4 Thiết bị DAT

Chúng tôi sẽ lựa chọn công nghệ C để hiện thực cho thiết bị DAT

Ngôn ngữ lập trình C là một ngôn ngữ mệnh lệnh được phát triển từ đầu thập niên 1970 bởi DennisRitchie để dùng trong hệ điều hành UNIX Từ đó, ngôn ngữ này đã lan rộng ra nhiều hệ điều hành khác vàtrở thành một những ngôn ngữ phổ dụng nhất

Hình 19: Hiện thực thiết bị DAT bằng ngôn ngữ C là lựa chọn khôn ngoan.

6 Kiểm thử hệ thống

Chúng tôi sẽ lựa chọn công cụ kiểm thử Winium để kiểm thử hệ thống

Winium là một open source framework mới, dựa trên Selenium, nó bao gồm 3 phần:

1 Automation test trên Windows applications

2 Automation test trên Windows Phone (home button, notifications bar, toggles etc.)

3 Hỗ trợ Windows Phone applications (Tương lại sẽ không phát triển tiếp)

6.0.1 Test Scenario

name

2 Xác thực vân tay trùng với vân tay đăng ký

3 Đăng nhập bằng thẻ từ khác với thẻ từ đăng ký ởtrung tâm

4 Đăng nhập bằng thẻ từ trùng với thẻ từ đăng ký ởtrung tâm

2 Xác thực khuôn mặt khi có 2 khuôn mặt

3 Xác thực khuôn mặt khi có khuôn mặt học viên khôngkhớp với khuôn mặt khi đăng ký học

4 Xác thực khuôn mặt khi có khuôn mặt học viên khớpvới khuôn mặt khi đăng ký học

5 Kiểm tra xem chu kỳ nhận dạng có <= 5 phút 1 lần

2 Giám sát phiên lái xe khi không có internet

3 Giám sát phiên lái xe khi có internet

4 Giám sát phiên lái xe khi phiên đó đã kết thúc

5 Giám sát phiên lái xe khi phiên đó đang hoạt độngBảng 2: Bảng Test Scenario.

7 Triển khai và bảo trì

7.1 Triển khai

- Lắp đặt thiết bị DAT vào xe tập lái

- Cài đặt phần mềm quản lý vào máy tính

- Phát hiện các sai sót, khuyết điểm của hệ thống thông tin

- Đào tạo và hướng dẫn sử dụng

mà nó có thể thực hiện chức năng dự kiến

7.4 Bảo trì phòng ngừa

Bảo trì phòng ngừa được thực hiện trong khi hệ thống giám sát thời gian và quãng đường vẫn đang hoạtđộng, để nó không bị hỏng đột xuất Giữ cho hệ thống giám sát thời gian và quãng đường có thể hoạt độngtrơn tru khi hệ thống đang hoạt động Bảo trì phòng ngừa thành công có thể làm giảm hệ thống không phảnhồi

7.5 Bảo trì hoàn thiện

Bảo trì hoàn thiện để cải thiện hiệu suất của tài sản bằng cách tăng thời gian hoạt động trong hệ thốnggiám sát thời gian và quãng đường Nếu vòng đời của tài sản giảm nhu cầu thay thế vốn, hãy thực hiện bảotrì hoàn hảo để kéo dài vòng đời trong hệ thống

7.6 Bảo trì thích ứng

Bảo trì thích ứng là sửa đổi hệ thống phần mềm sau khi phân bố để cải thiện khả năng bảo trì và hiệusuất trong hệ thống quản lý phòng khám Bảo trì thích ứng là một phần nhỏ của bảo trì trong hệ thốngnhưng thay đổi có thể khiến người dùng vận hành hệ thống thích ứng hơn