PRISOTNOST PRI POUKU S POMOČJO RFID

Transcription

1 UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Dejan Lebar PRISOTNOST PRI POUKU S POMOČJO RFID Diplomsko delo Maribor, september 2014

2 Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Smetanova ulica Maribor, Slovenija PRISOTNOST PRI POUKU S POMOČJO RFID Diplomsko delo Študent: Študijski program: Dejan Lebar Univerzitetni študijski program Smer: / Računalništvo in informacijske tehnologije Mentor: Lektor(ica): red. prof. dr. Peter Kokol, univ.dipl.inţ. el. Judita Kalamar, prof. slovenščine

3

4 ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju, dr. Petru Kokolu, za pomoč s strokovne strani in opravljanju diplomskega dela. Velika zahvala celotni druţini, posebej staršem, ki so mi omogočili študij in me ves čas študija podpirali.

5 Prisotnost pri pouku s pomočjo RFID Ključne besede: evidenca prisotnosti, RFID modul, baza, čip UDK: :004.78(043.2) Povzetek Sodobna tehnologija je že tako prepredla vse pore našega življenja, da si tudi v šolstvu ne moremo predstavljati dela brez nje. Nekoč so se učitelji ukvarjali z grafoskopi in prosojnicami, danes pa večina njih ne more brez računalnika, interaktivne table, projektorjev in računalniških orodij in programov, ki sodijo zraven. Tako se učitelji približajo tudi spremenjenemu načinu sprejemanja in razmišljanja učencev in dijakov (v nadaljevanju dijaki). Pomemben podatek, ki se preverja vsako šolsko uro, je preverjanje prisotnosti dijakov pri pouku. Žal se za to aktivnost porabi preveč dragocenega časa, ki bi ga učitelj lahko posvetil poučevanju in preverjanju nove snovi ter seveda vprašanjem dijakov, ki so pomemben dejavnik usvajanja novega znanja. Prav tako pa obstaja možnost da dijak manjka, pa ga učitelj ne vpiše, ker dežurni dijak ni poročal o odsotnosti. Namen diplomske naloge je narediti čim lažji sistem vpisovanja prisotnosti dijakov pri pouku in s tem omogočiti učitelju več časa za poučevanje. Izdelati je potrebno RFID modul, ki bo imel čitalec čipov. Dijaki bi svojo prisotnost potrjevali s pomočjo čipa, ki bi ga prislonili na čitalec na učiteljevi mizi. Iz zbranih podatkov v bazi pa bi bilo mogoče narediti različne statistične obdelave, ki bi zopet prihranile čas učitelju, staršem in ostalim zainteresiranim (ravnatelj, šolska svetovalna služba) pa hitro prikazale različne pomembne povezave. Vsekakor pa je za vpeljavo takega načina vodenja evidence prisotnosti pomemben pozitiven odnos vodstva šol in učiteljev. i

6 Attendance using RFID Key words: attendance record, RFID module, base, chip UDK: :004.78(043.2) Abstract Modern technology has already interwoven every pore of our life so even at school we cannot imagine work without it. In the past teachers used to deal with overhead projectors and transparencies but nowadays the majority cannot do without a computer, interactive board, projectors, computer tools and programs that belong to it. This way teachers approach to different way of accepting and thinking of pupils and students (hereinafter students). A vital fact, which is checked every lesson, is checking the presence of the students. Unfortunately too much time is spent on this activity, which could be dedicated to teaching and testing new topics and, of course, to students' questions, which are a very important fact of assimilation of new knowledge. There is also a chance that a student is missing but the teacher does not write them in because a student on does not report the absence. The intention of this diploma work is to make a system as easy as possible to write in the school attendance and this way give teachers more time to teach. RFID module must be made, having a chip reader. Students would confirm their presence with the help of the chip which they would lean on the scanner on the teacher s desk. From the collected data in the base it would be possible to make different statistic processing, which would again save time teachers, parents and other interested (the principle, school consultancy services) and quickly show different important connections. In any case to introduce such a way of keeping a record of school attendance a positive attitude of school management and teachers is important. ii

7 KAZALO 1 UVOD NAMESTITEV PROGRAMOV XAMPP MySQL Arduino Visual Studio RFID MODUL IN NAMIZNA APLIKACIJA RFID modul in UNO BOUNO R Delovanje vezij Namizna aplikacija Povezava z bazo Primer dodajanja dijakov iz izbranega razreda v tabelo Pomembne nastavitve serijskega porta Primer branja iz serijskega porta Uporaba aplikacije uporabnik Uporaba aplikacije administrator TESTIRANJE MODULA IN POVEZAVA Z BAZO Preverjanje delovanja čipov Delovanje baze ER diagram SKLEP VIRI iii

8 KAZALO SLIK Slika 2.1: XAMPP nadzorna plošča Slika 2.2: MySQL tabele Slika 2.3: Arduino program z monitorjem delovanja... 7 Slika 2.4: Visual Studio 2010 aplikacija Slika 3.1: RFID RC Slika 3.2: UNO BUONO R Slika 3.3: Končni izdelek s čitalcem čipov zgoraj Slika 3.4: Prijava profesorja Slika 3.5: Obarvana prisotnost Slika 3.6: Moţnost za tiskanje v Adobe Reader Slika 3.7: Administratorjev pogled na tabelo dijakov Slika 4.1: Delovanje čipa Slika 4.2: ER diagram iv

9 IZVORNE KODE Izvorna koda 3.1: Povezava z bazo Izvorna koda 3.2: Polnjenje tabele dijakov glede na izbrani razred Izvorna koda 3.3: Serijska vrata Izvorna koda 3.4: Branje iz serijskega porta v

10 SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC RFID Radijsko frekvenčna identifikacija (angl. Radio Frequency Identification) XAMPP (angl. X ("cross"-platform), Apache HTTP Server, mysql, PHP and Perl) MYSQL Strukturiran poizvedbeni jezik (angl. My Structured Query Language) C# C# programski jezik (angl. C-Sharp Programming Language) COM Komunikacijska vrata (angl. Communication port) VCC Skupna kolektorska napetost (angl. Common Collector Voltage) RST Ponastavitev (angl. Reset) GND Ozemljitev (angl. Ground) MISO Nadrejena naprava posluša, podrejena sporoča (Master Input Slave Output) MOSI Nadrejena naprava sporoča, podrejena posluša (Master Output Slave Input) SCK Serijska ura; urin takt (angl. Serial Clock) NSS (angl. Slave Select) USB Univerzalno serijsko vodilo (angl. Universal Serial Bus) ID Identifikacija (angl. Identify) vi

11 1 UVOD Šolska dokumentacija je vedno bolj obseţna. Zato je zelo pomembno, da zanjo učitelj izgubi čim manj časa, istočasno pa mora biti verodostojna in uporabna. Podatke o učnem procesu in rezultatih le-tega učitelji vpisujejo v dnevnike in redovalnice, ki obstajajo ţe desetletja. S tem načinom dela učitelj izgubi precej časa, še posebej pa je to delo zamudno, če ţeli pripraviti določene statistične podatke. Elektronsko vodenje prisotnosti dijaka pomeni manj administrativnega dela za učitelja in večjo preglednost dokumentov. Prav tako je zelo pomembna statistična obdelava podatkov ob koncu ocenjevalnega obdobja in ob koncu šolskega leta. Natančno beleţenje prisotnosti omogoča sprotno spremljanje realizacije tako za posameznega dijaka kot za razred kot celoto. To je pomembna informacija tudi za starše na govorilnih urah. Beleţenje izostankov se je začelo ţe daljnega leta 1870, imenovano Zaznamek šolskih zamud [3]. Zato so se na tem področju pred dobrim desetletjem začele pojavljati ideje in spremembe. Najprej so bili to poskusi za elektronsko vodenje redovalnic. V zadnjem času pa pri nas obstajata dve podjetji za e-redovalnice in e-dnevnike, ki ju uporabljajo določene šole. To je Logos.si s sistemom Lo.Polis in podjetje ešola s sistemom easistent. V obeh primerih je evidentiranje prisotnosti odvisno od vnosa podatkov s strani učitelja. Ţal je tudi na poti v elektronsko vodenje podatkov veliko pomislekov, predvsem iz naslova varstva osebnih podatkov in moţnost, da tovrstna neosebna komunikacija, če je vezana zgolj na elektronsko izmenjavo podatkov med starši in šolo, poslabša odnose med starši in otrokom ter prekine oseben stik med starši in šolo. Vsekakor pa je prisotnost pri pouku eden izmed pomembnih dejavnikov uspešnosti otroka v šoli. Starejši učitelji na podlagi izkušenj opaţajo, da obstaja zelo močna korelacija med izostajanjem in učnim uspehom dijakov. Slabši učni uspeh pa je tudi manjša motivacija za nadaljnje učenje. Zdi se nam pomembno uvesti sistem evidentiranja prisotnosti, ki bo tako za učitelja kot za dijaka hiter in enostaven (prijazen). V diplomski nalogi smo se posvetili programiranju tovrstnega evidentiranja, saj je to eden izmed pomembnih podatkov, ki jih učitelj pridobiva vsako šolsko uro posebej in mora biti natančen ter koristen. Zato smo naredili RFID 1

12 modul, ki ima čitalec čipov. Namizna aplikacija je nameščena na računalnik, na katerega je vklopljen RFID odjemalec. V spletni bazi se zapisuje prisotnost glede na posameznega dijaka. Namizno aplikacijo lahko uporablja učitelj in administrator. Na koncu vseh postopkov se aplikacija preizkusi v realnosti. Poznamo različne tehnologije za ustvarjanje namiznih aplikacij, za podatkovne baze, za programiranje mikročipov oziroma elektronskih vezij. Za namizno aplikacijo smo se odločali med programi kot so Visual Studio 2010, Zinc in Xenon. Namenoma smo izbrali prvi program, to je Visual Studio 2010, ker imamo izkušnje v tem programu, ki smo jih pridobili v treh letih izobraţevanja na fakulteti in dodatnega dela doma. Uporaba je zelo enostavna, ko imamo v tem programu narejenih ţe nekaj nalog in ne potrebujemo več veliko informacij iz spletnih primerov. Xenon nismo ţeleli uporabiti zaradi vsebovanja jquerya ker zanj nimamo veliko izkušenj. Prav tako nismo uporabili Zinca, saj nam primanjkuje izkušenj s Flashom. Tudi odločitev glede podatkovne baze je bila na principu poznavanja programa in laţjega dostopa do baze, ker je na lokalni ravni. Zelo preprosto se nam zdi delo z bazo, če poznamo SQL stavke, ki nam v veliki meri pripomorejo, da pridemo do dobrih podatkov, oziroma le te vnesemo v bazo. Zato smo se odločili za program XAMPP, ki vsebuje podatkovno bazo MySQL na lokalni ravni. Odločitev glede programa za mikročipe nam ni delala teţav. Ko smo se odločili za RFID modul, ki se programira preko Arduinovega programa, smo le-tega vzeli pod okrilje. Tehnologije, ki smo jih uporabili v diplomski nalogi so sledeče: - Arduino - Visual Studio XAMPP Arduino smo uporabili zato, ker imamo Uno Buono R3 programator RFID modula in Arduino je ţe prilagojen in odprtokoden program za elektronske platforme. Imamo na voljo pred nameščene kode za pomoč pri programiranju samega vezja. Sam program nam je tudi v pomoč s tem, da ima svoj razhroščevalnik, monitor za prikaz delovanja samega programa in še moţnost uporabe slovenskega jezika. 2

13 Za programiranje same namizne aplikacije smo uporabili Visual Studio 2010, in sicer zaradi poznavanja konkretnega programa. Program nam omogoča veliko moţnosti, da ustvarimo namizno aplikacijo prijazno uporabniku. Uporabili smo jo tudi zato, ker ima preprosto moţnost povezave z zunanjo podatkovno bazo. V samem okolju smo uporabili C#. XAMPP nam omogoča, da vzpostavimo virtualno okolje na lastnem računalniku in s tem MySQL, ki ga uporabljamo za začasno podatkovno bazo. Največje osredotočanje v diplomski nalogi smo namenili sami namizni aplikaciji. Poudarek je na hitrem odčitavanju čipov in zapis teh podatkov v bazo. Delo same diplomske naloge smo razdelili na pet poglavij. Tretje in četrto poglavje, s slikami in besedami, nazorno opisuje medsebojno povezano: namestitev programov, povezava RFID modula na programator, povezava med namizno aplikacijo, RFID modulom in podatkovno bazo ter testiranje celote. V petem poglavju vse povzamemo in ocenimo delovanje celostne aplikacije, ki smo jo razvijali v našem diplomskem delu. 3

14 2 NAMESTITEV PROGRAMOV Programi, ki so bili potrebni, da smo dokončali zadano nalogo so XAMPP, Arduino in Visual Studio Vsak posamezni program je pripomogel k boljši sestavi celotnega programa in celovito delovanje le-tega. 2.1 XAMPP XAMPP je brezplačen, odprtokoden program. Uporablja se predvsem za testiranje spletnih ali namiznih aplikacij, kjer rabimo server in podatkovno bazo. Ta program nam leto omogoča na osebnem računalniku brez internetne povezave. Mi ga uporabljamo izključno samo zaradi podatkovne baze MySQL. Inštalacija je zelo preprosta in poteka po določenih postopkih. Inštalacijski paket vsebuje samo eno zip ali drugo datoteko, ki jo moramo prenesti. Program se posodablja in je vedno posodobljen na najnovejšo verzijo Apacheja, MySQLa, PHPja in Perla. Namestimo ga na en računalnik in če rabimo podatke na drugem računalniku, jih preprosto kopiramo. Obstaja v več verzijah. Manjša, standardna in polna verzija. Za naše delo je dovolj manjša ali standardna verzija, saj uporabljamo samo MySQL. 4

15 Na lokalni uporabi je zelo preprost. Imamo nadzorno ploščo, kjer vklopimo ali izklopimo programe, ki jih rabimo. V našem primeru je to MySQL in poteka na naslovu XAMPP nadzorno ploščo vidimo na sliki 2.1. Je zelo hiter, ker ne uporablja interneta in podatke hitro dobimo iz baze ali jih damo v bazo. To nam omogoča hitrejše programiranje in hitrejše testiranje samega programa. Slika 2.1: XAMPP nadzorna plošča. 5

16 2.1.1 MySQL MySQL je prvi v svetu kot odprtokodni program za urejanje podatkov. Je najboljša izbira za podatkovne baze na internetu predvsem v spletnih aplikacijah. Grafično je zelo preprost program s tabelami. Na voljo imamo vstavljanje podatkov na najlaţje načine. Je implementacija relacijske podatkovne baze s podlago jezika SQL. SQL je jezik, ki se uporablja za delo v podatkovnih bazah. Je strukturiran in povpraševalni. Stavki, ki jih pišemo v jeziku SQL, posnemajo naš naravni jezik. Obstaja več različic SQL standardov. Uporablja se izraz SQL standard za trenutno različico tega programa. SQL stavek nam pomaga tudi pri preverjanju podatkov v bazi, da pridemo do pravilnih podatkov. Lahko testiramo, napišemo več stavkov skupaj tako dolgo, dokler ne pridemo do ţelenega rezultata. Najbolj priljubljen oziroma pogost stavek, ki se rabi za izvrševanje operacij, je stavek SELECT. SELECT pomeni, da vrnemo podatke iz ene ali več tabel, odvisno od izbire. Če dodamu SELECT stavku * potem to pomeni, da se bodo izpisala vsa polja, ki obstajajo v tej tabeli. Celotno podatkovno bazo lahko izvozimo ali uvozimo. To nam pomaga pri prenosu na drugo podatkovno bazo ali za shranjevanje teh podatkov, ki se trenutno ne rabijo. MySQL se uporablja izključno za podatke, ki so shranjeni v tej bazi. Uporabljena je na enostaven način z enostavnimi tabelami (slika 2.2). Slika 2.2: MySQL tabele. 6

17 2.2 Arduino Arduino je program za programiranje mikročipov. Podpira Windows, Max OS X in Linux sisteme. Je program oziroma aplikacija, napisana v Java jeziku. Zasnovan je tako, da izkušenim pomaga k izboljšanju programov, novim uporabnikom pa k začetku spoznavanja nove programske opreme. Sam program ima moţnost urejanja kode kot je sintaksa. S preprostim klikom preverimo delovanje programa in ga naloţimo na Arduino vezje oziroma ploščo. Koda, ki je napisana za Arduino, se imenuje»sketch«. Programi se pišejo v C++ ali v Cju. Arduino IDE prihaja iz prvotnega projekta, ki je bil imenovan Ţičenje oziroma Električna napeljava, zato tudi ime za knjiţnico»wiring«. Prvi program, ki je bil napisan v Arduinotu, je bil za enostavno vklapljanje in izklapljanje LED lučke. Arduino smo uporabili zato, ker imamo vezje, ki ga podpira ta program in je z njim zelo lahko in učinkovito programiranje še posebej, ker ima zraven monitor za pregled delujočega programa (slika 2.3). Vezje komunicira s programom tako, da se predstavi kot COM port. Slika 2.3: Arduino program z monitorjem delovanja. 7

18 2.3 Visual Studio 2010 Visual Studio je program za izgradnjo mogočnih, dizajnersko privlačnih aplikacij. S tem tudi namiznih aplikacij, ki smo jo naredili v našem primeru. Omogoča preprosto nalaganje gumbov, spustnih seznamov in veliko drugih stvari s tem, da jih nanesemo na okno. Imamo tudi moţnost programiranja v ozadju, da določimo, kaj bo delal gumb, ko ga pritisnemo. Namenjen je za delovanje na Microsoft Windows. Polek namiznih aplikacij nam omogoča tudi izgradnjo spletnih servisov, strani in aplikacij. Uporablja Microsoftove platforme kot so Windows API, Windows Presentation Fundation, Windows Store, Windows Forms in Microsoft Silverlight. Razhroščevalnik v programu deluje na principu razhroščevanja kode in razhroščevanja na strojni ravni. Vključuje okna za urejevanje grafičnih aplikacij, spletnih dizajnov in podatkovne baze. Podpira več različnih jezikov. Eni izmed teh so C, C++, Visual Basic, C#, ki ga uporabljamo sami, Ruby in Python. 8

19 Visual Studio 2010 aplikacija je predstavljena na sliki 2.4. Celoten program lahko zapakiramo v inštalacijsko verzijo, kar nam omogoča uporabo na drugih računalnikih brez prisotnosti inštalacije programa samega. V samem programu imamo razhroščevalnik tako, da vidimo takoj, kje je napaka, vendar jo je treba pravilno popraviti. V programu lahko zaganjamo našo aplikacijo. Včasih pride tudi do zrušitve sistema, če se nam prepletejo niti in se delovanje programa ne konča kot se mora. Slika 2.4: Visual Studio 2010 aplikacija. 9

20 3 RFID MODUL IN NAMIZNA APLIKACIJA 3.1 RFID modul in UNO BOUNO R3 Celotna sestava je zgrajena iz UNO BUONO R3 (slika 3.2) in RFID-RC522 vezja (slika 3.1). To vezje je povezano preko kablov na pinih. Na RFID-RC522 so: - VCC: napajanje - RST: ponastavitev - GND: ozemljitev - MISO: naprava posluša - MOSI: naprava sporoča - SCK: urin takt - NSS: nadrejena naprava dobi signal ali komunicira z MISO ali z MOSI Je predstavljen kot čitalec kartic s čipom. Prebere ID, ki je zapisan na kartici. To nam omogoča nadaljnje delo, ker lahko s tem ID-jem preveri vse o uporabniku. Slika 3.1: RFID RC

21 Na UNO BUONO so: - GND: ozemljitev - 3V3: dovod elektrike (3.3 V) - #13: SCK - #12: MISO - #11: MOSI - #10: NSS - #5: RST Ohišje tega je narejeno doma iz pleksistekla (2 mm), kar je prikazano na sliki 3.3. Izhod iz vezja je mikro USB in prav tako vhod v računalnik. Arduino je bil razvit v italijanskem mestu Ivrea. Je eden prvih mikro krmilnikov, ki ima odprtokodno strojno opremo. Ima svojo matično ploščo tako, da ga imenujemo mikrokrmilnik na matični plošči. Zelo praktičen je za krmilno elektroniko predvsem za robotiko. Lahko ga uporabljamo skupaj z računalnikom ali samostojno. Sestava strojne opreme zajema 8 bitni mikrokontroler Atmel AVR ali 32 bitni Atmel ARM. Specifikacije: - 3.3V ali 5V - LED lučke - Digitalni vhodni in izhodni pini (14) - Bliskovni Spomin 32KB - SRAM 2KB - EEPROM 1KB - Takt ure 16MHz - Mikro USB vhod 11

22 Slika 3.2: UNO BUONO R3. Slika 3.3: Končni izdelek s čitalcem čipov zgoraj. 3.2 Delovanje vezij RFID dobi napajanje preko UNO BOUNO-ta 3.3 V. Vezje UNO BOUNO pošlje signal NSS, ki sporoči, ali bo prejemal ali oddajal podatke. Začne s poslušanjem preko MISO pina tako, da priloţimo kartico s čipom. RFID prebere ID iz kartice in pošlje nazaj preko pina MOSI. 12

23 3.3 Namizna aplikacija Povezava z bazo Namizna aplikacija je narejena v celoti v Visual Studio 2010 v C#. Povezovanje z bazo poteka preko sql povezave, ki jo omogoča C# (izvorna koda 3.1). public void povezi() { server = " "; baza = "rfid_diploma"; userid = "root"; password = ""; string povezava_string = "SERVER=" + server + ";" + "DATABASE=" + baza + ";" + "UID=" + userid + ";" + "PASSWORD=" + password + ";"; } povezava = new MySqlConnection(povezava_string); Izvorna koda 3.1: Povezava z bazo Primer dodajanja dijakov iz izbranega razreda v tabelo Ko profesor izbere razred, v katerem bo preverjal prisotnost, naš SQL stavek sporoči bazi, da naj nam v tabelo izpiše vse dijake, ki so v tem razredu, zraven pa dopiše pri vsakemu»neprisoten«. Tako, da ţe s tem določimo neprisotnost dijaka, ki se ne vpiše, in ţe imamo eno delo manj. Ko je profesor izbral razred, lahko začne s preverjanjem prisotnosti s pritiskom na gumb»preveri prisotnost«(izvorna koda 3.2). string sql_stavek = "SELECT * FROM dijak WHERE razred = '" + combobox3.selecteditem.tostring() + "'"; MySqlDataReader dijaki = pridobi_podatke(sql_stavek); datagridview1.rows.clear(); idd.clear(); imed.clear(); priimekd.clear(); UID.Clear(); predmet1.clear(); predmet2.clear(); predmet3.clear(); razredd.clear(); slikad.clear(); 13

24 while (dijaki.read()) { string id = dijaki["id"] + ""; string ime = dijaki["ime"] + ""; string priimek = dijaki["priimek"] + ""; string uid = dijaki["uid"] + ""; string predmet_3 = dijaki["predmet1"] + ""; string predmet_2 = dijaki["predmet2"] + ""; string predmet_1 = dijaki["predmet3"] + ""; string razred1 = dijaki["razred"] + ""; byte[] slika1 = (byte[])dijaki["slika"]; idd.add(id); imed.add(ime); priimekd.add(priimek); UID.Add(uid); predmet1.add(predmet_1); predmet2.add(predmet_2); predmet3.add(predmet_3); razredd.add(razred1); slikad.add(slika1); datagridview1.rows.add("neprisoten", ime, priimek, razred1); } button1.enabled = true; Izvorna koda 3.2: Polnjenje tabele dijakov glede na izbrani razred Pomembne nastavitve serijskega porta Za pravilne podatke s serijskega porta moramo v programu nastaviti parametre, ki jih oddaja serijski port na vezju. Ustvarimo nov serijski port, nato mu določimo ime, ki ga ima zadanega v sistemu. V našem primeru je to»com3«. Kodiranje mu nastavimo na ASCII, da dobimo pravilen zapis črk in številk iz ID-ja. Nastavimo mu branje simbolov 9600 na sekundo, ker jih tako tudi oddaja RFID. Za nas je pomemben ReadTimeOut, ki je nastavljen na 4 sekunde. Če v 4 sekundah ni več prislonjenega nobenega čipa oziroma kartice, se branje prekine (slika 3.3). private void serial_port() { sp = new SerialPort(); sp.portname = "COM3"; sp.encoding = Encoding.ASCII; sp.baudrate = 9600; sp.readtimeout = 4000; Izvorna koda 3.3: Serijska vrata. 14

25 3.3.4 Primer branja iz serijskega porta V programu profesor stisne gumb»preveri prisotnost«. Takrat začne program brati iz serijskega porta (Izvorna koda 3.4). Ko dijak prisloni kartico na RFID bralnik, ta prebere ID na kartici in jo posreduje programu. Ta prebere niz podatkov in jih posreduje naprej v obdelavo v programu. Sledi jemanje podatkov iz baze dijaka, ki ima to ID številko. Če obstaja v bazi, se nadaljuje naprej in se obarva prisotnost dijaka (izvorna koda 3.2). private void branje() { try { serial_port(); sp.open(); string podatki = ""; podatki = sp.readline(); if (podatki.length > 12) { preveri(podatki.substring(1, 11)); } Izvorna koda 3.4: Branje iz serijskega porta. 15

26 3.3.5 Uporaba aplikacije uporabnik Aplikacija je namenjena profesorjem in administratorju. Profesor se izbere v spustnem meniju pod imenom in priimkom. Nato izbere predmet, ki ga izvaja pri trenutni uri in vpiše geslo, da pride do naslednjega menija (slika 3.4). Slika 3.4: Prijava profesorja. V tem meniju izbere razred in uro ter pritisne gumb»preveri prisotnost«. Preverjanje traja toliko časa, dokler RFID 5 sekund ne zazna nobenega čipa. Takrat se ustavi. V tabeli se pripiše vsakemu dijaku posebej v ţe izbranem razredu, glede na prisotnost»prisoten«in se obarva zeleno, ali ostane»neprisoten«in se obarva rdeče. Na vsakega dijaka oziroma vrstico dijaka lahko kliknemo in takrat se nam tudi prikaţe njegova slika in status, ali je prisoten ali odstoten in obarvanost (slika 3.5). Da ne bi prihajalo do zlorab s strani dijakov, ima vsak dijak sliko, pod katero je zapisano njegovo ime, priimek ter razred. Tako učitelj preveri njegovo istovetnost. To je še posebej pomembno, ko dobi učitelj novo skupino dijakov (začetek šolskega leta). 16

27 Slika 3.5: Obarvana prisotnost. Profesor mora shraniti podatke v skupno bazo s pritiskom na gumb»shrani v bazo«in po tem lahko zapusti program. Ima pa še moţnost gumba»natisni«, ki odpre Adobe Reader v pogledu za tiskanje. Tam se prikaţe tabela s prisotnostjo in ţe jo lahko natisnemo (slika 3.6). Menim, da je posebej tiskanje le-tega zelo pomembno, saj imamo podatke pri sebi v le nekaj sekundah in ne pišemo ničesar v dnevnik. Vse kar je potrebno, je priloţiti list prisotnosti. Slika 3.6: Moţnost za tiskanje v Adobe Reader. 17

28 3.3.6 Uporaba aplikacije administrator Administrator s svojim geslom dostopa do podatkov vseh dijakov. Lahko jih razvršča po datumu, uri, razredu, predmetu in učitelju. Ker ima vpogled za vse dijake, je zelo pomembno, komu dodelimo tak dostop (varstvo osebnih podatkov). Prav tako ima moţnost natisniti tabele. Podatki so zelo uporabni ob koncu ocenjevalnega obdobja, ali ob koncu šolskega leta, saj lahko primerjamo uspešnost dijakov v povezavi s prisotnostjo pri pouku. Zelo uporabni so na govorilnih urah in roditeljskih sestankih, saj zelo nazorno in v kratkem času dobimo izpis izostankov za določeno obdobje (slika 3.7). Ima tudi geslo za dostop do podatkovne baze, tako da lahko briše podatke oziroma razrede, ki so končali šolanje ali dodaja nove dijake. Slika 3.7: Administratorjev pogled na tabelo dijakov. 18

29 4 TESTIRANJE MODULA IN POVEZAVA Z BAZO Testiranja smo se lotili s preverjanjem čipa. Nato smo zagnali program in ga še tam preizkusilu. Potem je sledil zapis v podatkovno bazo in pregled baze, če so podatki bili pravilno zapisano. Uporabili smo White Box testiranje, se pravi da bil nam je program poznan, saj smo ga sami implementirali. Mislimo, da če bi testirali na drugem principu, se nebi smele pripetiti nobene teţave. 4.1 Preverjanje delovanja čipov Poskusili smo z branjem čipov tako v Arduino monitorju kot v sami namizni aplikaciji. Izpis na monitorju prikazuje slika 4.1. Monitor prebere samo ID, aplikacija pa pravilno odčita ID in ga primerja z dijakovim ter na podlagi tega označi prisotnost. Tako je aplikacija prestala test, kar nas vodi do zaključka, da deluje zadovoljivo. Glede same hitrosti je delovanje vezano na USB povezavo. Zdi se nam, da je zadosti hitro in da bi zmoglo za celotni razred, to je pribliţno 30 dijakov, če so vsi prisotni, prebrati čipe v 60 sekundah (ob predpostavki, da gredo hitro mimo bralnika in pravilno prislanjajo čip nanj). Tega nismo mogli preizkusiti, ker imamo na voljo samo 4 čipe. Vsekakor pa bi se dijaki v določenem času navadili na čekiranje in mislimo, da večjih teţav nebi smelo biti. Slika 4.1: Delovanje čipa. 19

30 4.2 Delovanje baze Ob stisku na gumb»shrani v bazo«dobimo sporočilo»podatki so zapisani v bazo«. Preverili smo, če je to res, in ugotovili, da baza deluje in da so podatki pravilno zapisani. Enako je s pridobivanje podatkov iz baze v administrativnem pogledu in med testiranjem dobimo podatke, ki jih zahtevamo. Baza je sestavljena na preprost način in nima zakompliciranih povezav med tabelami ER diagram S prikazom tega diagrama ţelimo pokazati, kako enostavno je ozadje celotnega podatkovnega sistema in da lahko ustvarimo z nekaj SQL stavki različna poizvedovanja, da pridemo do podatkov, ki nas zanimajo. Seveda bi lahko vse skupaj še nadgradili (slika 4.2). Slika 4.2: ER diagram. 20

31 Na samem diagramu imamo enostavne povezave, kot so profesor predmet, dijak predmet, prisotnost_vsi profesor in prisotnost_vsi dijak. Zanimiva bi bila povezava podatkov o učnem uspehu in izostankih, izostajanje od določenega predmeta, izostajanje ob določenem delu dneva (zjutraj) in še kakšna smiselna statistika bi se našla. To je zelo dobrodošlo na govorilnih urah, saj starši velikokrat teţko razumejo neuspeh svojega otroka. Tako bi lahko na pravi način in ob pravem času motivirali svojega otroka, da ne bi prihajalo do nepotrebnih in neljubih dogodkov. 21

32 5 SKLEP Kot lahko vidimo skozi diplomsko nalogo, je mogoče tudi hitro registriranje prisotnosti dijakov pri pouku. Tako ima učitelj več časa za podajanje snovi in ostale aktivnosti, s katerimi pripomore k večji uporabnosti in pomnjenju. Seveda je potrebno sistem še nadgraditi v smislu povezave z drugimi bazami podatkov, na primer prisotnost dijaka in njegov učni uspeh. Kot vidimo, lahko z uporabljenimi programi pripravimo zelo uporabno aplikacijo, ki deluje tako kot smo ţeleli. Učitelj je razbremenjen, dijaki uporabljajo sodoben način registriranja prisotnosti, podatke pa je mogoče uporabiti za različne statistične prikaze. Istočasno mislimo, da strošek kartic ne bo velik oziroma ga sploh ne bo, saj uporabljajo dijaki kartice s čipi za šolsko malico, imajo dijaške kartice s čipi ipd. Morda bi se bilo potrebno posvetiti materialom, iz katerih so kartice, saj se le-te, ki so na trgu, hitro zlomijo (upoštevaje načine shranjevanja, ki jih dijaki uporabljajo). Ţal pa pri sodobnem načinu vodenja šolske dokumentacije naletimo na teţave, ki jih ni lahko rešiti. Ko se šola odloči za elektronsko vodenje evidence prisotnosti, mora omogočiti učiteljem dostop do računalnikov. Idealno bi bilo, če bi imeli prenosne računalnike, ali celo tablične računalnike. Predvsem manjše šole ali podruţnice nimajo le-teh, oz. imajo zelo malo sodobne opreme za pouk. Nikakor pa nimajo računalnika v vsaki učilnici. Zato bi moralo tudi Ministrstvo za izobraţevanje, znanost in šport tej problematiki bolj prisluhniti in tako vsem učencem nuditi enake moţnosti izobraţevanja (vsaj v tem delu). Mislim, da bo računalniški svet tudi v šolstvu krojil prihodnost. To pa se ne sme zgoditi na račun osebnih stikov med šolo in starši ter učenci. Sedaj, ko smo aplikacijo implementirali in preizkusili, vidimo dejanska izboljšanja, ki bi lahko sledila. Pregled pri administratorju bi lahko naredili na več različnih načinov. Dodali bi lahko aplikacijo za dodajanje novih dijakov v bazo, ker zdaj lahko administrator le preko baze doda nove dijake. Grafični prikaz same aplikacije bi lahko spremenili na bolj sodobnega. 22

33 6 VIRI [1] Arduino. Dostopno na: [september 2014] [2] Apache Friends. Dostopno na: [avgust 2014] [3] Heinz Fr.. Zbirka zakonov in ukazov o ljudskem šolstvu na Kranjskem/Handbuch der Gesetze und Verordnungen über das Volksschulwesen für Krain. Kleinmayr & F. Bamberg,Leibach 1895, str.105 [4] BUONO UNO R3 Datasheet. Dostopno na: [september 2014] [5] DataGridViewCell. Dostopno na: [avgust 2014] [6] Dream in Code. Dostopno na: c%23-how-to-retrieve-cell-value-of-datagridview-and-displayit-in-the-button/ [avgust 2014] [7] Element14 Community. Dostopno na: [september 2014] [8] MessageBoxOptionsEnumeration. Dostopno na: [avgust 2014] [9] SPI. Dostopno na: [september 2014] [10] Ustvarjanje kazala slik. Dostopno na: [september 2014] [11] Visual Studio. Dostopno na: [september 2014] 23

34 24

35 25

36 26