THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÔ HÌNH LỚP HỌC THÔNG MINH TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO AI KẾT HỢP IOT
Lê Tú Anh
Nguyễn Trọng Dũng
-
I 0936485851
-
o stu735114026@hnue.edu.vn
-
T Th.s Phạm Khánh Tùng
Nguyễn Trọng Dũng
- From SƯ PHẠM KỸ THUẬT - HNUE
- 28/11/2024
- HNUE University
Lý do đề tài
Đề tài hướng tới nâng cao chất lượng giáo dục Việt Nam bằng hệ thống lớp học thông minh tích hợp AI, giúp cá nhân hóa học tập, tăng hiệu quả giảng dạy và tối ưu hóa không gian lớp học. Hệ thống hỗ trợ học sinh tập trung, giảm sao nhãng, đồng thời giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp giảng dạy linh hoạt. Mục tiêu đề tài là hiện đại hóa giáo dục, bắt kịp xu hướng chuyển đổi số toàn cầu, ứng dụng AI tiên tiến nhưng vẫn phù hợp với bối cảnh lớp học Việt Nam.Sơ lược về các lý thuyết có liên quan tới đề tài
Sơ lược về AI
AI (Artificial intelligence) là trí thông minh được thể hiện bởi máy móc, có thể nghe lệnh và phản hồi 1 cách nhanh chóng, phân tích và phát triển như trí tuệ con người
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.
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.
- 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 IoT
- From SƯ PHẠM KỸ THUẬT - HNUE
- 28/11/2024
- HNUE University
Lý do đề tài
Đề tài hướng tới nâng cao chất lượng giáo dục Việt Nam bằng hệ thống lớp học thông minh tích hợp AI, giúp cá nhân hóa học tập, tăng hiệu quả giảng dạy và tối ưu hóa không gian lớp học. Hệ thống hỗ trợ học sinh tập trung, giảm sao nhãng, đồng thời giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp giảng dạy linh hoạt. Mục tiêu đề tài là hiện đại hóa giáo dục, bắt kịp xu hướng chuyển đổi số toàn cầu, ứng dụng AI tiên tiến nhưng vẫn phù hợp với bối cảnh lớp học Việt Nam.Sơ lược về các lý thuyết có liên quan tới đề tài
Sơ lược về AI
AI (Artificial intelligence) là trí thông minh được thể hiện bởi máy móc, có thể nghe lệnh và phản hồi 1 cách nhanh chóng, phân tích và phát triển như trí tuệ con người
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.
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.
- 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.
- 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. |
NHÓM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG, BÁN TỰ ĐỘNG:
- 1. Hệ thống an ninh, an toàn:
- Nhận diện & Điểm danh(RFID + IoT-thông qua web): Chạm thẻ nhận diện HS, thông báo tới phụ huynh thông qua web để xem trạng thái có mặt và tan học của HS theo thời gian thực. Phát hiện và đưa ra cảnh báo khi hệ thống nhận diện được thẻ giả khi chạm quá 3 lần.
- Nhận diện khí CO và cảnh báo tới GV thông qua app(MQ9 + IoT): Phát hiện chất khí Carbon Monoxide-CO khi học sinh hút thuốc rồi thông báo vào điện thoại GV qua app.
- 2. Hệ thống chiếu sáng (Đèn, rèm cửa):
- Đèn: Bật/Tắt theo khu vực.
- Rèm cửa: Kéo/thả rèm theo lệnh.
- 3. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ(Quạt + DHT11):
- DHT11: Đặt ngưỡng nhiệt độ (Nếu vượt quá ngưỡng nhiệt độ quy định, bật quạt).
- Quạt: Bật/Tắt theo lệnh. Bật/Tắt tự động theo ngưỡng quy định.
- 4. Hệ thống giải trí(Động cơ DC): Kéo & thả máy chiếu/rèm theo lệnh.
CẢI TIẾN ĐỀ XUẤT:
- Phát triển web: Đặt mã vào giới hạn người dùng.
- 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.