Hệ thống kiểm diện học sinh và thông báo sử dụng bằng IoT

Lê Tú Anh
Nguyễn Trọng Dũng

Giới thiệu

Hiện nay, với xu hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về sự tiện lợi trong cuộc sống ngày càng tăng. Trong lĩnh vực giáo dục, số lượng học sinh tại các trường học không ngừng tăng, dẫn đến những thách thức như quản lý điểm danh, đảm bảo an ninh, và tiết kiệm thời gian. Đặc biệt, việc điểm danh thủ công thường mất nhiều thời gian, dễ xảy ra sai sót hoặc gian lận, đòi hỏi cần có giải pháp hiện đại và hiệu quả hơn để cải thiện quy trình này.

Sơ lược về các lý thuyết có liên quan tới đề tài

Sơ lược về IoT

IoT (Internet of Things) là mạng các thiết bị kết nối internet, cho phép thu thập và trao đổi dữ liệu tự động.

Các yếu tố chính:
- Cảm biến: Thu thập dữ liệu từ môi trường.
- Kết nối: Wi-Fi, Bluetooth, 5G, v.v.
- Đám mây: Lưu trữ và xử lý dữ liệu.
- Vi điều khiển: Điều khiển thiết bị (ESP32, Raspberry Pi).
- Ứng dụng: Điều khiển và phân tích dữ liệu.

Sơ lược về ESP32

ESP32 là một vi điều khiển do Espressif Systems phát triển, tích hợp Wi-Fi và Bluetooth, được dùng nhiều trong các dự án IoT và nhúng.
Các đặc điểm chính:
- Kết nối không dây: Hỗ trợ Wi-Fi b/g/n (2.4GHz) và Bluetooth 4.2/BLE.
- Hiệu năng mạnh mẽ: CPU lõi kép, tốc độ đến 240 MHz, RAM 520 KB.
- Nhiều I/O: GPIO, ADC, DAC, PWM, SPI, I2C, UART.
- Tiêu thụ năng lượng thấp: Phù hợp thiết bị chạy pin.
- Hệ sinh thái phong phú: Hỗ trợ Arduino IDE, ESP-IDF, MicroPython.

Sơ lược về công nghệ RFID

RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận diện đối tượng bằng sóng vô tuyến. Nó gồm:
Thẻ RFID (Tag): Chứa dữ liệu nhận diện, có hai loại:
- Thẻ copy: Rẻ hơn, nhưng chỉ phù hợp với các ứng dụng không đòi hỏi bảo mật cao.
- Thẻ không copy: Được dùng khi yêu cầu bảo mật cao, nhưng giá thành cao hơn.

So sánh việc điểm danh thủ công và điểm danh bằng RFID tích hợp IoT

Tiêu chí Thủ công RFID + IoT
Độ chính xác Dễ sai sót, gian lận Cao, khó giả mạo
Thời gian Chậm, mất nhiều thời gian Nhanh, tự động quét
Tự động hóa Không có Hoàn toàn tự động
Lưu trữ dữ liệu Thủ công, dễ thất lạc Lưu trữ số, dễ truy cập
Bảo mật Thấp, dễ chỉnh sửa danh sách Cao, mã hóa bảo vệ dữ liệu
Khả năng tích hợp Hạn chế, khó tích hợp hệ thống lớn Linh hoạt, kết nối dễ dàng
Thống kê và phân tích Thủ công, mất thời gian Tự động, dễ phân tích dữ liệu
Ứng dụng mở rộng Giới hạn quy mô nhỏ Mở rộng nhiều lĩnh vực: Chấm công, kiểm soát,...
KẾT LUẬN Đơn giản, rẻ, phù hợp lớp học nhỏ ít học sinh. Hiện đại, hiệu quả, tiết kiệm thời gian, chi phí ban đầu sẽ cao.
Các tính năng và cải tiến đề xuất:
  • Cảnh báo thẻ giả: Phát hiện và đưa ra cảnh báo khi hệ thống nhận diện được thẻ giả.
  • Tích hợp AI: Sử dụng AI với giọng nói để cảnh báo khi học sinh đến nhầm lớp hoặc sai tiết học.
  • Phát triển ứng dụng: Xây dựng ứng dụng trên điện thoại hỗ trợ cả hệ điều hành iOS và Android để theo dõi thông tin.
  • RFID UHF: Tăng phạm vi đọc thẻ với công nghệ RFID UHF.
  • Thuật toán hỗ trợ: Tự động sắp xếp số buổi đi học hoặc vắng học theo ngày.
  • Gửi thông báo qua SIM: Tích hợp module SIM để gửi tin nhắn thông báo tình trạng có mặt/không có mặt của học sinh tới phụ huynh ngay sau khi học sinh quẹt thẻ.