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 nguyênnhân trên, còn có một nguyên nhân đó là chất lượng bằng cấp lái xe, để có một phần khắc phục nguyên nhân về chất lượng bằng cấp tốt hơn, tôi muốn giói thiệu hệ thống gi

KHOA KHOA HỌC - KỸ THUẬT MÁY TÍNH

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 Tùng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được tiểu luận của môn Phân Tích Và Thiết Kế Hệ Thống này, em xin gửi lời cảm ơn trịnhtrọng và chân thành nhất đến giảng viên Nguyễn Thanh Tùng Thầy là người định hưdng, chỉ dẫn chúng 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 nên khólòng tránh khỏi những sai sót đáng tiếc trong quá trình hiện thực tiểu luận Em rất mong nhận được những ýkiến đóng góp từ thầy để hoàn thiện tiểu luận tốt hơn

Trân trọng

Lời cảm ơn 1

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

7.3 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

2 Sơ đồ DFD ở mức ngữ cảnhcủa 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 Csẽ manglại hiểu suất cao 26

19 Hiện thực thiết bị DAT bằng ngôn ngữ Clà 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 lốn về tài sản và tính mạng Theobáo cáo tổng kết của Ủy ban An toàn giao thông Quốc gia 6 tháng đầu năm 2019 toàn quốc xảy ra 8.385 vụtai nạn giao thông, làm chết 3.810 người, bị thương 6.358 người So vói 6 tháng đầu năm 2018, số vụ tai nạngiao thông giảm 641 vụ (giảm 7,1%), số người chết giảm 311 người (giảm 7,55%), số người bị thương giảm 679người (giảm 9,65%) 1 Có rất nhiều lý do dẫn đến tai nạn giao thông như: người tham gia giao thông ý thứccòn kém, ít hiểu biết về pháp luật, sử dụng chất ma túy, rượu bia khi tham gia giao thông, chạy xe quá tốc

độ cho phép, phóng nhanh vượt ẩu là những nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông Ngoài những nguyênnhân trên, còn có một nguyên nhân đó là chất lượng bằng cấp lái xe, để có một phần khắc phục nguyên nhân

về chất lượng bằng cấp tốt hơn, tôi muốn giói thiệu hệ thống giám sát thời gian và quãng đường thực hành lái

xe, hệ thống này nhằm mục đích đảm bảo việc học và đào tạo bằng lái xe ô tô được diễn ra đầy đủ, nghiêmtúc và chất lượng, giúp nâng cao tay 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

và quãng đường học thực tế của học viên Vói những thông tin được cung cấp từ thiết bị giám sát thời gian vàquãng đường thực hành lái xe (DAT), trung tâm đào tạo BGTVT sẽ có đầy đủ các thông tin để kiểm soát chấtlượng giảng dạy của đội ngũ giáo viên và học tập của học viên khi tham gia chương trình xin cấp bằng lái xe ô tô

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 vói nhu cầu của tổ chức cũng như giúp phát triển dự án

1 Thiết bị DAT phải có các bộ phận sau:

- Bộ vi xử lý;

- Bộ phận thu nhận hình ảnh (camera): độ phân giải tối thiểu HD (1280 x 720 pixel), chụp ảnh rõ trong

mọi điều kiện ánh sáng;

- Bộ phận đăng nhập và đăng xuất hệ thống để nhận dạng học viên (thông qua đầu đọc thẻ hoặc đầu đọc

vân tay);

- Bộ phận nhận tín hiệu GNSS:

- 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 thưóc tối thiểu 7 Inch), đèn tín hiệu, loa;

- Bộ nhó 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 giờViệt Nam;

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

2.2.2 Khả thi về kinh tế

Tên phần cứng Giá tiền

Board lập trình nhúng Raspberry Pi Pico (Bộ

vi xử lý)

180.000đBCamera YooSee ngoài trời Siêu nét 2.0mpx

1080P - 2 anten w26S (Camera)

389.000đ

Module thu tín hiệu vệ tinh MAX-M8Q-0-10GPS/ GNSS của hãng Ubox (Bộ phận nhậntín hiệu GNSS)

200.000đ

Card WWAN 3G - 4G cao câp sierra MC7700cho laptopBộ phận thu phát tín hiệu viễnthông di động)

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 vói máy chủ;

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

• Tình trạng hoạt động của bộ nhó 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 vói đăng nhập

• Hiển thị theo thời gian thực, bao gồm: kết quả xác thực, số liệu thời gian, quãng đường đã học của phiênhọc 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 vói 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 taycủa 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 họcviên, 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 khdp vói 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 nhó, camera bị lỗi;

• Không kết nối được vói 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 nhó 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) vói 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) vói 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) vói 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) vói 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 bịthay 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 lýtối thiểu là 05 năm

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

3.2.1 Vấn đề

Dữ liệu: Dữ liệu về thời gian được học, quãng đường được chạy của mỗi học viên sẽ rất khó khăn xác định

chính xác sau mỗi phiên học thực hành lái xe

Xác thực: Trong mỗi phiên học, thì khó mà xác thực có đúng là học viên của trung tâm đào tạo lái xe

hay không

Sao lưu dữ liệu: Nếu không có sao lưu thì các trung tâm đào tạo lái xe sẽ mất đi những thông tin của học

viên ví dụ về thông tin, lịch sử đăng nhập, lịch sử thực hành

3.2.2 Đề xuất giải pháp

Cơ sở dữ liệu tập trung: Cơ sở dữ liệu tập trung sẽ đảm bảo an toàn cho dữ liệu được lưu trữ trên hệ

thống và cũng đảm bảo rằng các đặc quyền chỉ được trao cho những người có thẩm quyền

Xác thực: Hệ thống sẽ đăng nhập bằng vân tay hoặc thẻ và thiết bị DAT sẽ xác thực học viên qua camera

vói tần suất xác thực 5 phút/lần

Giám sát thời gian và quãng đường : Thiết bị DAT của hệ thống sẽ giám sát được thời gian và quãng

đường của học viên sau mỗi lần đăng nhập và sẽ sao lưu về máy chủ của trung tâm đào tạo lái xe Từ đó dễdàng so sánh thời gian học và quãng đường học mà trung tâm đào tạo lái xe cấp cho mỗi học viên

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

Thiết lập cấu hình thiết bị DAT

Hình 1: Sơ đồ use case của hệ thống

ẾQuản lý

Bảo cáo Thông tin học viên

hoặc người dạy

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

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

4 Thiết kế hệ thống

Giai đoạn thiết kế cũng là lúc bắt đầu lựa chọn và mua lại phần cứng và phần mềm sẽ cần thiết cho hệ

thống

4.2 Thiết kế database

Hình 5: Sơ đồ ERD của hệ thống

Giao diện của thiết bị DAT

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

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO LÁI XE SÀI GÒN DRIVER

Thời gian học tích lũy: 20 giờ 27 phút

Quãng đường học tích lũy: 1.113 km

Thời giàn học quy định: 30 giờ Quãng đưởng học quy định: 5000 km

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

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

Hình 10: Giao diện danh sách học viên

Hình 13: Giao diện thêm thầy dạy

10 Tltửl gú>fi bát đâu Thời gian kêt thik HộC viên

n 001 14:00 12/09/2021 Đang học Nguyễn Vân A

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 trungvào khả năng mở rộng và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật Nó được thiết kế để xử lý một loạt các khối lượngcông việc 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 tại Berkeley

và có hơn 30 năm phát triển Đây là cơ sở dữ liệu mặc định cho macOS Server, và cũng có các bản phân phốicho Linux, FreeBSD, OpenBSD và Windows

Hình 16: Logo khá thú vị của PostgreSQL.

xử lý và hiệu năng khá cao, được dùng để tạo ra được các ứng dụng có tốc độ xử lý nhanh, realtime thời gian thực.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