1 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Trabalho de Conclusão Sistemas de...
Transcript of 1 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Trabalho de Conclusão Sistemas de...
1
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Trabalho de Conclusão
Sistemas de Informação
André M. MarquardtTiago R. Abreu
Porto Alegre, 07 de Dezembro de 2007FACIN/PUC-RS
2
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
AGENDA
1. Introdução & Fundamentação Teórica
2. Sistema de Coleta de Dados
3. Sistema de Processamento de Dados Coletados
4. Conclusão
3
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
INTRODUÇÃO
Freqüência escolar é importante para o aprendizado(Robert Slavin)
É obrigação da instituição de ensino garantir e controlar a freqüência dos alunos nas atividades(Constituição Brasileira)
O aprendizado é diretamente proporcional ao tempo disponível para estudo(Robert Slavin)
É de conhecimento comum que a automação pode reduzir o tempo consumido em atividades operacionais
4
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
INTRODUÇÃO
Automação otimiza
atividades operacionais
Chamada é uma atividade operacional
Controle defreqüência
é importante
Obrigação daInstituição de
ensino
Automação do Controle de Freqüência Escolar
5
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
INTRODUÇÃO
A solução precisa ser:
• Economicamente viável de ser implantada em larga escala (todas as salas de aula)
• Fácil e prática de usar (para economizar tempo)
• Fácil de instalar (não requerer infra-estrutura complexa)
• Confiável e Robusta
• De fácil manutenção e extensível (para integração com outros sistemas da instituição de ensino)
6
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
INTRODUÇÃO
Sala de Aula (stand alone) Secretaria
Coleta de Dados Processamento de Dados
Separação de responsabilidades das aplicações:
7
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
INTRODUÇÃO
• Sistema de Coleta de Freqüência• Equipamento mais simples e barato• Redução do tempo de desenvolvimento (regras
de negócio mais simples)
• Sistema de Processamento de Dados Coletados• Maior poder computacional integrado• Integração com outros sistemas
Baixo acoplamento! Os componentes podem ser substituídos isoladamente desde que mantenham as interfaces de comunicação.
Vantagens da separação de sistemas:
8
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Sistema de Coleta de Dados
9
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
SISTEMA DE COLETA
Como identificar o aluno?
Poderiam ser utilizadas outras formas, mas não valeria a pena, a exemplo:
• Smart Cards• Reconhecimento de impressão digital
10
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
SISTEMA DE COLETA
Como identificar o professor e armazenar os dados coletados dos alunos?
Por que utilizar Smart Cards?
• Baixo custo• Facilidade de uso e acesso aos dados• Baixa quantidade de dados armazenados
• Smart Cards!
11
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
SISTEMA DE COLETA
Sistema de Coleta de Dados (stand alone)
Professor Hardware
1Professor insere smart card com contato no
início da aula
Alunos
2Cada aluno que chega passa seu cartão com código de barras no
equipamento e registra no smart card do professor
3Ao final da aula professor remove seu cartão do equipamento e leva consigo
todas as frequências registradas
12
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Escolha do Hardware:
Critério FE 1.6 OX Verifone Gumstix Renesas
Funcionalidades 2 2 5 4 3
Facilidade de Manuseio
2 3 4 3 4
Facilidade de Programação
1 2 4 4 4
Confiabilidade 3 3 5 4 4
Disponibilidade 1 4 3 3 5
Suporte/Garantia 1 2 4 4 5
Custo 3 2 3 4 5
Somatório 13 18 28 26 30
SISTEMA DE COLETA
13
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Gumstix Renesas
SISTEMA DE COLETA
14
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Escolha do Hardware:
Critério FE 1.6 OX Verifone Gumstix Renesas
Funcionalidades 2 2 5 4 3
Facilidade de Manuseio
2 3 4 3 4
Facilidade de Programação
1 2 4 4 4
Confiabilidade 3 3 5 4 4
Disponibilidade 1 4 3 3 5
Suporte/Garantia 1 2 4 4 5
Custo 3 2 3 4 5
Somatório 13 18 28 26 30
SISTEMA DE COLETA
15
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Método de acesso ao Smart Card (I2C)
SISTEMA DE COLETA
Capacidade de armazenamento do Smart Card
• Memória de 256kbits• Armazena 1820 presenças (aproximadamente)• Coletando 60 presenças por dia poderia ficar 1
mês sem descarregar o cartão
16
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
• Separação entre área de controle e área de dados
• Dados armazenados em forma de strings, não utilizando tipos nativos da linguagem
• Estrutura de armazenamento em forma de fila circular
17
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
Código do Professor
Ponteiro para o início dos
dados
Ponteiro para próxima gravação
Ponteiro para última leitura
Área de dados
18
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
A: Professor B: 4
...
C: 4 D: 3
...
Cartão incializado e
vazio
A: Professor B: 4
...
C: 5 D: 3
...
Datahora & Professor
Evento: professor insere cartão
Cartão com marcação de início de aula
19
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
Evento: aluno passa cartão
Cartão com marcação de presença do
aluno
A: Professor B: 4
...
C: 6 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1
A: Professor B: 4
...
C: 5 D: 3
...
Datahora & ProfessorCartão com
marcação de início de aula
20
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
Evento: professor começa outra aula
Cartão com marcação de vários alunos
A: Professor B: 4
...
C: 8 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
A: Professor B: 4
...
C: 9 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
Datahora & Professor
Registro de um novo
início de aula do professor
21
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
Evento: alunos registram a presença
Cartão com outra
marcação de início de aula
A: Professor B: 4
...
C: 9 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
Datahora & Professor
Registro de vários alunos
em outra disciplina
A: Professor B: 4
...
C: 12 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
Datahora & Professor Datahora & Aluno5Datahora & Aluno4
Datahora & Aluno6
22
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Estrutura de memória do Smart Card
SISTEMA DE COLETA
Evento: descarga dos dados
Cartão descarregado
logicamente
A: Professor B: 4
...
C: 12 D: 3
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
Datahora & Professor Datahora & Aluno5Datahora & Aluno4
Datahora & Aluno6
Registro de vários alunos
em mais de uma
disciplina
A: Professor B: 4
...
C: 12 D: 11
...
Datahora & Professor
Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3
Datahora & Professor Datahora & Aluno5Datahora & Aluno4
Datahora & Aluno6
23
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Dados extraídos do cartão:
SISTEMA DE COLETA
Data e Hora Código do Registro
25/06/2007 19:32 Código do Professor 1
25/06/2007 19:33 Aluno 1
25/06/2007 20:52 Aluno 2
25/06/2007 20:55 Aluno 3
26/06/2007 21:13 Código do Professor 1
26/06/2007 21:20 Aluno 4
26/06/2007 21:24 Aluno 5
26/06/2007 22:40 Aluno 6
24
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Sistema de Coleta de Dados
Desenvolvimento
25
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Ferramenta de desenvolvimento da Renesas
SISTEMA DE COLETA
• API de acesso ao hardware (LCD, LEDs, botões e UARTs)
• Simplifica o processo de instalação na placa
• Possui ferramentas de depuração (estado da memória, registradores etc)
26
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Ferramenta de desenvolvimento da Renesas
SISTEMA DE COLETA
Interface principal
27
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Ferramenta de desenvolvimento da Renesas
SISTEMA DE COLETA
Tela de instalação na placa
28
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Componentes de hardware da solução de coleta
SISTEMA DE COLETA
29
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Componentes de hardware da solução de coleta
SISTEMA DE COLETA
Leitora I2C de Smart
Card
Placa da Renesas
Interface RS-232C
Leitora de código de barras RS-232
Cartões de códigos de barras
Smart Cards
30
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Funcionamento interno do sistema de coleta
SISTEMA DE COLETA
• Aguarda cartão do professor
• Para cada registro de aluno grava no cartão do professor
• Caso não exista cartão do professor ou ocorra erro de gravação alerta o usuário
31
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Componentes de hardware da solução de descarga
SISTEMA DE COLETA
32
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Funcionamento interno do sistema de coleta
SISTEMA DE COLETA
• Botão S0 envia os dados do cartão pela porta serial
• Botão S1 informa o sistema que o cartão pode ser esvaziado
• Botão S2 confirma o esvaziamento do cartão
33
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Sistema de Processamento de Dados Coletados
34
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
Principais finalidades:
• Extrair os dados do Smart Card
• Armazenar os dados em um servidor
• Gerar os relatórios de freqüência
O sistema tem como característica essencial ser WEB.
35
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
Tecnologias envolvidas:
• Aplicação desenvolvida em JAVA JSP
• Netbeans 5.5.1
• Servidor Tomcat
• Banco de Dados Oracle
36
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
Professor
Banco
1
Professor insere smart card em um leitor conectado a um PC
2
Sistema envia os dados para o
servidor
3
Servidor persiste os dados no banco de dados da aplicação
Fluxo de extração e gravação de dados no sistema
37
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
Classes de Regras de Negócio
Classes de Interface
Web
serv
er (
Tom
cat)
Browsers(Clientes)
Terminal Serial
Camadas do sistema de processamento de dados
38
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
39
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
40
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
41
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
42
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
43
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS
Relatório Detalhado por Disciplina
44
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Tempo gasto na realização da chamada
• Manual: 7minutos e 30 segundos (8,33% do tempo total de uma aula de 2 créditos)
• Automatizado: 20 segundos
Integração professor-aluno
• Manual: existe durante a chamada
• Automatizado: não existe
45
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Confiabilidade das informações
• Manual: um aluno responde a chamada por outro, marcações incorretas involuntárias
• Automatizado: um aluno pode passar a carteirinha do colega
Tempo para fechamento de atas
• Manual: exaustivo e demorado
• Automatizado: ao alcance de um clique
46
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Controle e organização• Manual: guardar ao longo do semestre as folhas de
chamada
• Automatizado: guardar ao longo do semestre um cartão smart card
Consulta do número de faltas
• Manual: consultando o professor
• Automatizado: não é possível
47
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Segurança
• Manual: qualquer dano a folha da chamada causa a perda das presenças nela anotadas
• Automatizado: a perda do cartão compromete todas as freqüências ainda não descarregadas, prática segura de upload, o Smart Card é mais resistente que papel
48
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Critério Melhor Método
Tempo gasto na realização da “chamada” Automatizado
Integração Professor-Aluno Manual
Confiabilidade das Informações Empate
Tempo para Fechamento das Atas Automatizado
Controle e Organização Automatizado
Consulta do Número de Faltas Empate
Segurança Automatizado
Método Total de Critérios
Manual 1
Empate 2
Automatizado 4
Avaliação dos Critérios
49
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
CONCLUSÃO
Trabalhos futuros
• Extração automática de dados coletados do Smart Card
• Integração do sistema de processamento de dados com o sistema interno da Puc
• Acesso para os alunos ao sistema de processamento de dados
• Leitura e escrita dos dados no Smart Card
50
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
DEMONSTRAÇÃO
51
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Perguntas
52
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Obrigado!
53
CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar
Componentes de hardware da solução de coleta
SISTEMA DE COLETA