Đồ án thực tập tốt nghiệp công nghệ thông tin tìm hiểu framework ruby on rails arduino và xây dựng ứng dụng quản lý thư viện

Đồ án thực tập tốt nghiệp CNTT khám phá framework Ruby on Rails, Arduino và xây dựng ứng dụng quản lý thư viện hiệu quả, chuyên nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Quang Lĩnh
• Người hướng dẫn: Trần Đức Doanh
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Tìm hiểu Ruby on Rails, Arduino và xây dựng ứng dụng quản lý thư viện
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. PHẦN I: TÌM HIỂU NGÔN NGỮ RUBY ON RAILS, ARDUINO
• 1.1. Ruby on rails
• 2. PHẦN II: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ ỨNG DỤNG QUẢN LÝ THƯ VIỆN
• 2. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THƯ VIỆN
• 1.1. Tổng quan về thư viện
• 1.2. Quy trình quản lý sách và độc giả
• 1.3. Nhiệm vụ của một hệ thống quản lý thư viện
• 1.4. Nhược điểm của hệ thống quản lý thư viện trên
• 1.5. Hướng thực thi đề tài
• 3. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ THƯ VIỆN
• 2.1. Tác nhân
• 2.2. Biểu đồ phân cấp chức năng
• 2.3. Biểu đồ luồng dữ liệu
• 2.4. Biểu đồ chức năng quản trị
• 4. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 5. CHƯƠNG 4: KẾT HỢP ARDUINO VÀ RUBY ON RAILS
• 6. CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ LẮP MẠCH VÀ KẾT NỐI VỚI CON CHIP ESP8266
• 7. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ GIAO DIỆN WEBSITE
• 8. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Đồ án tốt nghiệp CNTT

Đồ án tốt nghiệp là một phần quan trọng trong chương trình đào tạo của công nghệ thông tin. Đề tài 'Tìm hiểu Ruby on Rails, Arduino và xây dựng ứng dụng quản lý thư viện' tập trung vào việc áp dụng các công nghệ hiện đại để giải quyết bài toán thực tế. Ruby on Rails và Arduino được chọn làm công cụ chính để phát triển hệ thống. Mục tiêu của đồ án là tạo ra một phần mềm quản lý thư viện hiệu quả, giúp quản lý sách và thiết bị một cách tự động hóa.

1.1. Mục tiêu và phạm vi

Đồ án nhằm xây dựng một hệ thống quản lý thư viện cho trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM. Hệ thống sẽ quản lý việc mượn trả sách, quản lý thiết bị trong thư viện, và cung cấp thông tin sách cho sinh viên. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu Ruby on Rails, Arduino, và các công cụ liên quan như SQLite3, GitHub, và Arduino IDE.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc khảo sát hoạt động của thư viện hiện tại, tìm hiểu các công cụ lập trình, và thực hiện demo hệ thống trên localhost. Đồ án cũng sử dụng các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả.

II. Tìm hiểu Ruby on Rails và Arduino

Ruby on Rails là một framework lập trình web mạnh mẽ, được viết bằng ngôn ngữ Ruby. Nó cung cấp các công cụ và thư viện giúp phát triển ứng dụng web nhanh chóng. Arduino là một nền tảng mã nguồn mở phần cứng và phần mềm, được sử dụng để xây dựng các ứng dụng tương tác với môi trường. Sự kết hợp giữa hai công nghệ này mang lại nhiều tiềm năng trong việc phát triển hệ thống quản lý thư viện.

2.1. Ruby on Rails

Ruby on Rails là một framework lập trình web được sử dụng rộng rãi nhờ tính đơn giản và hiệu quả. Nó cung cấp cấu trúc MVC (Model-View-Controller) giúp phân tách logic và giao diện người dùng. Rails cũng hỗ trợ nhiều thư viện (gem) giúp tăng tốc độ phát triển ứng dụng. Tuy nhiên, nhược điểm của Rails là tốc độ xử lý chậm so với một số ngôn ngữ khác như NodeJS.

2.2. Arduino

Arduino là một nền tảng mã nguồn mở, được sử dụng để xây dựng các ứng dụng tương tác với môi trường thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành. Arduino có thể kết nối với các thiết bị điện tử khác, tạo ra các hệ thống tự động hóa. Trong đồ án này, Arduino được sử dụng để quản lý các thiết bị trong thư viện như đèn, quạt, và hệ thống an ninh.

III. Xây dựng ứng dụng quản lý thư viện

Ứng dụng quản lý thư viện được xây dựng dựa trên Ruby on Rails và Arduino. Hệ thống bao gồm các chức năng chính như quản lý sách, quản lý độc giả, và quản lý thiết bị. Ứng dụng cũng tích hợp IoT để điều khiển các thiết bị trong thư viện một cách tự động. Cơ sở dữ liệu được thiết kế để lưu trữ thông tin sách, độc giả, và lịch sử mượn trả.

3.1. Thiết kế hệ thống

Hệ thống được thiết kế với ba tác nhân chính: độc giả, thủ thư, và admin. Mỗi tác nhân có quyền truy cập và chức năng riêng. Độc giả có thể xem và mượn sách, thủ thư quản lý việc mượn trả, và admin quản lý toàn bộ hệ thống. Biểu đồ luồng dữ liệu được sử dụng để mô tả cách thức hoạt động của hệ thống.

3.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu được thiết kế để lưu trữ thông tin về sách, độc giả, và lịch sử mượn trả. Các bảng dữ liệu được liên kết với nhau thông qua các khóa chính và khóa ngoại. SQLite3 được sử dụng làm hệ quản trị cơ sở dữ liệu do tính đơn giản và dễ sử dụng.

IV. Kết hợp Arduino và Ruby on Rails

Việc kết hợp Arduino và Ruby on Rails là một điểm nhấn quan trọng trong đồ án. Arduino được sử dụng để điều khiển các thiết bị trong thư viện, trong khi Rails quản lý dữ liệu và giao diện người dùng. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống quản lý thư viện hoàn chỉnh, tự động hóa nhiều quy trình thủ công.

4.1. Kết nối Arduino với Rails

Arduino được kết nối với Ruby on Rails thông qua chip ESP8266, cho phép giao tiếp giữa phần cứng và phần mềm. Rails gửi các lệnh điều khiển đến Arduino để thực hiện các tác vụ như bật/tắt đèn, quạt, và các thiết bị khác. Quá trình này được thực hiện thông qua các API được xây dựng trên Rails.

4.2. Sơ đồ lắp mạch

Sơ đồ lắp mạch được thiết kế để kết nối các thiết bị điện tử với chip ESP8266. Các thiết bị như đèn, quạt, và cảm biến được kết nối với Arduino thông qua các chân I/O. Sơ đồ này đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn.

V. Kết luận và kiến nghị

Đồ án đã thành công trong việc xây dựng một hệ thống quản lý thư viện sử dụng Ruby on Rails và Arduino. Hệ thống không chỉ quản lý sách và độc giả mà còn tự động hóa việc điều khiển các thiết bị trong thư viện. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế như tốc độ xử lý của Rails và độ phức tạp khi kết nối phần cứng. Các kiến nghị cải tiến bao gồm tối ưu hóa hiệu suất và mở rộng chức năng hệ thống.

5.1. Đánh giá kết quả

Hệ thống đã đáp ứng được các yêu cầu cơ bản của một phần mềm quản lý thư viện. Việc tích hợp IoT thông qua Arduino mang lại tính tự động hóa cao, giúp giảm thiểu công sức quản lý thủ công. Tuy nhiên, tốc độ xử lý của Rails cần được cải thiện để hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.

5.2. Hướng phát triển

Trong tương lai, hệ thống có thể được mở rộng bằng cách tích hợp thêm các tính năng như quản lý tài liệu điện tử, hỗ trợ đa ngôn ngữ, và tối ưu hóa giao diện người dùng. Việc sử dụng các công nghệ mới như AI và machine learning cũng có thể được xem xét để nâng cao hiệu quả quản lý.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án thực tập tốt nghiệp với đề tài "Tìm hiểu framework Ruby on Rails, Arduino và xây dựng ứng dụng quản lý thư viện" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Quang Lĩnh và Bùi Đức Lộc dưới sự hướng dẫn của giảng viên Trần Đức Doanh, thuộc Khoa Công nghệ Thông tin – Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh (năm 2020).

Bối cảnh thực tiễn được tác giả nêu rõ xuất phát từ sự bùng nổ của công nghệ thông tin và xu hướng ứng dụng phần mềm mã nguồn mở nhằm tin học hóa quy trình quản trị tại các tổ chức, đơn vị giáo dục. Tại thời điểm nghiên cứu, hoạt động quản trị tại thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM chủ yếu vận hành theo phương thức truyền thống, phụ thuộc nhiều vào sổ sách, phiếu giấy và thao tác thủ công của nhân viên thư viện. Phương thức này bộc lộ nhiều điểm nghẽn: tốn thời gian truy tìm, bảo quản tài liệu; dễ phát sinh sai sót; gây bất tiện cho độc giả; đồng thời công tác giám sát thời gian mượn trả và kiểm kê tài liệu khi lượng bạn đọc gia tăng rất dễ dẫn đến thất thoát. Bên cạnh đó, việc giám sát và vận hành các thiết bị điện trong không gian thư viện (như đèn chiếu sáng, quạt máy) chưa được tích hợp vào hệ thống quản lý tập trung.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:

1. Xây dựng phần mềm hỗ trợ quản lý việc mượn và trả sách trực tuyến (online), giúp rút ngắn khoảng cách tương tác giữa sinh viên và thư viện.
2. Xây dựng mô hình kết nối phần cứng cho phép theo dõi và điều khiển các thiết bị điện trong không gian thư viện.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được phân định theo ba nội dung:

1. Khảo sát và tìm hiểu thực tế hoạt động quản lý thư viện tại cơ sở đào tạo.
2. Nghiên cứu cơ chế vận hành của các công cụ phát triển phần mềm và phần cứng, bao gồm framework Ruby on Rails, dòng lệnh terminal trên hệ điều hành Linux (Ubuntu), hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQLite3, và môi trường lập trình Arduino IDE.
3. Cài đặt, tích hợp và chạy thử nghiệm (demo) toàn bộ hệ thống trên môi trường máy chủ cục bộ (localhost).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nghiệp vụ quản lý thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM; các công nghệ phần mềm (Ruby on Rails, SQLite3, gem dino, DBeaver, Git) và linh kiện phần cứng (vi điều khiển ESP8266, board Arduino, relay 3V, transistor, bóng đèn, quạt điện).
• Phạm vi không gian và chức năng: Xây dựng hệ thống web gồm ba phân hệ độc lập: trang dành cho sinh viên (độc giả), trang dành cho thủ thư và trang dành cho quản trị viên (admin); kết hợp mạch điều khiển bật/tắt thiết bị ngoại vi.
• Phạm vi thời gian và triển khai: Giới hạn nghiên cứu được thực hiện trong thời gian thực tập tốt nghiệp năm 2020, dừng lại ở mức độ triển khai thử nghiệm trên localhost và mạch mẫu phần cứng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên hai trụ cột công nghệ chính: mô hình kiến trúc ứng dụng web hướng đối tượng thông qua Ruby on Rails và nền tảng vi điều khiển tương tác vật lý thông qua Arduino cùng vi điều khiển ESP8266.

Về phía ứng dụng web, tác giả tìm hiểu ngôn ngữ Ruby – ngôn ngữ kịch bản thuần hướng đối tượng do nhà khoa học máy tính người Nhật Bản phát triển – và web framework mã nguồn mở Ruby on Rails (RoR). Nghiên cứu phân tích cấu trúc chuẩn của ứng dụng RoR dựa trên mô hình MVC (Model - View - Controller), cơ chế quản lý thư viện mở rộng qua RubyGems (gem), công cụ quản lý gói phụ thuộc Bundler, Yarn, và cơ chế tăng tốc khởi động ứng dụng Spring. Tác giả cũng chỉ ra các đặc tính vận hành của Rails như tính ngắn gọn, khả năng tự mô tả của mã lệnh, đồng thời nhận diện điểm hạn chế về tốc độ thực thi so với NodeJS hay GoLang và thời gian khởi động (boot time) của framework.

Về phía phần cứng và điều khiển, đồ án tiếp cận nền tảng mã nguồn mở Arduino (ra đời năm 2005 tại Ivrea, Ý) với cấu trúc vi xử lý AVR Atmel 8-bit hoặc ARM Atmel 32-bit, cung cấp các cổng vào/ra (I/O) kỹ thuật số và tương tự (analog). Đồng thời, tác giả nghiên cứu module Wi-Fi ESP8266 hoạt động ở dải tần 2.4 GHz (chuẩn 802.11 b/g/n), tích hợp ngăn xếp giao thức TCP/IP, bộ nhớ Flash 4MB, điện áp hoạt động 3.3V và hỗ trợ nạp chương trình qua cổng Micro USB bằng ngôn ngữ C/C++ hoặc MicroPython.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp khảo sát hiện trạng: Trực tiếp tìm hiểu quy trình nhập sách, phân loại sách theo môn loại (tin học, toán học), quy trình đăng ký cấp thẻ bạn đọc và mượn trả tài liệu tại Thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM.
• Phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống: Sử dụng các mô hình kỹ thuật phần mềm bao gồm biểu đồ phân cấp chức năng, biểu đồ luồng dữ liệu (DFD), biểu đồ chức năng chi tiết cho từng tác nhân, biểu đồ hoạt động (activity diagram) và biểu đồ lớp (class diagram).
• Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Cài đặt môi trường máy chủ trên nền hệ điều hành Ubuntu Linux, thiết lập cơ sở dữ liệu SQLite3, viết mã nguồn ứng dụng web bằng Ruby on Rails 5.0, tích hợp gem "dino", lắp ráp sơ đồ mạch điện kết nối chip ESP8266 với relay điều khiển tải điện áp cao (bóng đèn).

Nguồn dữ liệu của đề tài gồm dữ liệu nghiệp vụ khảo sát trực tiếp từ các biểu mẫu thẻ độc giả, phiếu mượn sách thực tế của thư viện nhà trường và hệ thống tài liệu kỹ thuật trực tuyến từ kho lưu trữ mã nguồn mở GitHub, trang rubygems.org, tài liệu cài đặt Arduino IDE.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc phân tầng kết hợp giữa phần mềm quản lý trên máy tính và mạch điều khiển vật lý.

1. Kiến trúc phân quyền và xử lý dữ liệu

Hệ thống phần mềm phân định quyền hạn rõ ràng cho 3 nhóm tác nhân tương tác:

• Độc giả (Sinh viên): Có quyền tra cứu thông tin sách theo chuyên mục/lĩnh vực, xem chi tiết sách, thêm sách vào giỏ mượn, gửi yêu cầu mượn sách trực tuyến, theo dõi lịch sử mượn trả và gửi phản hồi đánh giá. Độc giả tuyệt đối không có quyền can thiệp vào các tác vụ chỉnh sửa hay xóa bỏ dữ liệu kho sách.
• Thủ thư: Thực hiện các nghiệp vụ xét duyệt yêu cầu mượn sách của sinh viên dựa trên mã sách, quản lý danh mục sách (thêm, cập nhật, xóa thông tin sách, năm xuất bản, tác giả, hình ảnh), theo dõi lịch sử bạn đọc (mã độc giả, ngày mượn, ngày trả), khóa hoặc mở khóa tài khoản vi phạm quy định, trả lời phản hồi độc giả và điều khiển bật/tắt thiết bị điện trong thư viện.
• Quản trị viên (Admin): Chịu trách nhiệm quản lý đăng nhập/đăng xuất hệ thống, khởi tạo tài khoản cho thủ thư và độc giả, phân quyền tài khoản toàn trang, giám sát nhật ký thao tác lịch sử của thủ thư và sử dụng chức năng trò chuyện (chat) để tương tác giải đáp thắc mắc.

2. Thiết kế cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu của ứng dụng được xây dựng trên hệ quản trị SQLite3, gồm 12 bảng lưu trữ thông tin với các trường dữ liệu và khóa liên kết cụ thể:

STT	Tên bảng	Chức năng lưu trữ dữ liệu	Các trường dữ liệu chính
1	users	Tài khoản và thông tin người dùng	id, email, Encrupted_password, Reset_password_token, Sign_in_count, Admin, Name, Code, Tel, Add, Disable
2	books	Thông tin tài liệu, sách trong thư viện	id, Name, Publishyear, Author_id, Created_at, Update_at, Image, Amount
3	borrows	Thông tin giao dịch mượn sách	id, Note, Book_id, User_id, allow, Staff_id_pay, Staff_id_borrows, Created_at, Updated_at
4	amounts	Quản lý mã số cá biệt và số lượng từng cuốn	id, code, Book_id, Active, User_id, Created_at, Update_at
5	Histories	Nhật ký mượn trả sách sau khi hoàn tất	id, Staff_id, Borrow_id, User_id, Book_id, Amount_id, Borrow_time, Pay_time, Status, Staff_id_pay, Staff_id_borrow
6	historyalls	Nhật ký ghi nhận các thao tác của thủ thư	id, Active, Value_old, Value_new, Staff_id, Field_name, Created_at, Update_at
7	Authors	Thông tin tác giả sách	id, Name, Website, Note, Created_at, Update_at
8	publishes	Thông tin nhà xuất bản	id, Name, Address, Email, Represent, Created_at, Update_at
9	department	Thông tin lĩnh vực/khoa chuyên môn của sách	id, Name, Created_at, Updated_at
10	types	Thể loại phân loại chi tiết của sách	id, Name, Department_id, Created_at, Update_at
11	equipment	Trạng thái và hẹn giờ thiết bị điện	id, Equiqment_name, Active, Timer, Timeout, Created_at, Update_at
12	cheditor_assets	Quản lý tệp tin đa phương tiện và nội dung	id, Data_file_name, Data_content_type, Data_file_size, Type, Created_at, Update_at

3. Tích hợp phần cứng và điều khiển thiết bị

Cơ chế kết nối giữa ứng dụng Ruby on Rails và phần cứng được thiết lập thông qua gem dino. Mã lệnh kiểm thử điều khiển thiết bị ngoại vi được đặt trong thư mục /lib/dino_blink.rb với cấu trúc:

require "dino"
board = Dino::Board.new(Dino::TxRx.new)
led = Dino::Components::Led.send(:on)

Về mặt phần cứng, mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển ESP8266 nhận lệnh điều khiển. Các chân I/O của ESP8266 được kết nối tới cực điều khiển của Transistor nhằm kích hoạt Relay 3V. Relay đóng vai trò công tắc đóng/ngắt mạch cấp nguồn 220V cho bóng đèn hoặc quạt điện của phòng thư viện, bảo đảm cách ly an toàn giữa mạch điều khiển logic điện áp thấp và tải công suất.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Tìm hiểu ngôn ngữ Ruby on Rails, Arduino

Phần này hệ thống hóa các kiến thức cơ bản về hai nền tảng công nghệ sử dụng trong đồ án:

• Ruby on Rails: Trình bày định nghĩa ngôn ngữ Ruby, tính chất thuần hướng đối tượng, cú pháp tự mô tả mã nguồn, ưu điểm phát triển ứng dụng nhanh nhờ hệ thống thư viện gem phong phú. Phân tích các thành phần cấu trúc thư mục của một dự án Rails chuẩn: app/ (chứa MVC, assets, helpers), bin/ (tập lệnh khởi động), config/ (cấu hình môi trường và định tuyến routes.rb), db/ (chứa lược đồ và di chuyển dữ liệu), lib/, log/, public/, test/, tmp/, vendor/, tập tin quản lý thư viện Rakefile, Gemfile.lock. Tác giả ghi lại quy trình cài đặt chi tiết trên môi trường Linux Ubuntu: cài các gói phụ thuộc hệ thống qua apt-get (git-core, curl, build-essential, libsqlite3-dev, nodejs, yarn), cài đặt Ruby 2.1 thông qua trình quản lý phiên bản rbenv và ruby-build, cài Bundler và cài đặt Rails phiên bản 5.0.
• Khái niệm Arduino: Tóm lược lịch sử hình thành phần cứng Arduino tại Ý, thông số kỹ thuật chung về vi điều khiển 8-bit/32-bit, các tập chân I/O số và tương tự, môi trường phát triển Arduino IDE hỗ trợ C/C++. Điểm qua các ứng dụng thực tế của nền tảng như điều khiển robot, cảm biến ánh sáng, âm thanh, thiết bị bay, hệ thống khóa cửa và điều khiển đèn từ xa.

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về thư viện

Chương 1 phân tích hiện trạng cơ cấu tổ chức và quy trình hoạt động nghiệp vụ tại Thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM:

• Cơ cấu tổ chức: Gồm Ban quản lý thư viện (điều hành chung), Phòng nghiệp vụ (lập kế hoạch bổ sung, thanh lý sách) và Thủ thư (tiếp nhận mã sách, phân loại, phục vụ độc giả).
• Quy trình nghiệp vụ thủ công: Mô tả chi tiết quy trình nhập sách (phân loại theo môn loại như tin học, toán cao cấp và đánh mã); quy trình cấp thẻ bạn đọc (sinh viên nộp ảnh, xuất trình thẻ sinh viên, đóng lệ phí, điền phiếu đăng ký và được cấp mã thẻ trùng số hồ sơ); quy trình mượn trả tài liệu (độc giả gửi thẻ đọc tại bàn thủ thư, ghi thông tin vào phiếu yêu cầu; thủ thư lấy sách từ giá, yêu cầu độc giả ký nhận, sau đó kẹp phiếu yêu cầu cùng thẻ đọc xếp vào hộc kéo theo dõi hạn trả).
• Nhiệm vụ và nhược điểm: Xác định các hạn chế cốt lõi của việc quản lý bằng giấy tờ và đề xuất định hướng tin học hóa để quản lý tập trung kho sách, độc giả, mượn trả và thiết bị.

Chương 2: Thiết kế hệ thống quản lý thư viện

Chương 2 mô hình hóa hệ thống bằng các công cụ kỹ thuật phần mềm:

• Xác định 3 tác nhân chính tương tác với hệ thống: Độc giả, Thủ thư, Quản trị viên (Admin).
• Xây dựng biểu đồ phân cấp chức năng riêng biệt cho từng trang giao diện (Trang quản trị, Trang độc giả, Trang thủ thư).
• Thiết lập biểu đồ luồng dữ liệu (DFD) thể hiện sự phân định quyền hạn: độc giả chỉ có quyền tra cứu và yêu cầu dữ liệu mượn sách mà không thể chỉnh sửa cơ sở dữ liệu.
• Xây dựng biểu đồ chức năng chi tiết: biểu đồ quản trị (quản lý lịch sử thao tác thủ thư, tương tác giải đáp qua chat, quản lý phiên đăng nhập hệ thống); biểu đồ độc giả (đăng nhập, xem chi tiết sách, quản lý giỏ mượn sách, tìm kiếm, gửi phản hồi); biểu đồ thủ thư (phê duyệt đơn mượn theo mã, thêm/xóa sách, xem lịch sử mượn theo mã độc giả và ngày trả, khóa/mở tài khoản độc giả, điều khiển thiết bị đèn/quạt/điều hòa, trả lời phản hồi).
• Thiết kế biểu đồ hoạt động (Activity Diagram) cho các tác vụ: Độc giả đăng nhập, thêm/xóa sách khỏi giỏ hàng; Thủ thư đăng nhập, đăng ký, thêm sách, xóa sách và phê duyệt sách.
• Thiết kế biểu đồ lớp (Class Diagram) đặc tả cấu trúc các đối tượng và mối liên kết logic trong hệ thống.

Chương 3: Thiết kế cơ sở dữ liệu

Chương 3 trình bày chi tiết cấu trúc lược đồ dữ liệu của 12 bảng trong cơ sở dữ liệu quan hệ SQLite3. Tác giả định nghĩa rõ kiểu dữ liệu (Integer, Varchar, Datetime, Boolean) cho từng thuộc tính của các thực thể nghiệp vụ: bảng quản lý giao dịch mượn (borrows), số lượng và mã vạch cuốn sách (amounts), thông tin tác giả (Authors), thông tin đầu sách (books), tập tin hình ảnh (cheditor_assets), chuyên ngành quản lý (department), danh mục và trạng thái thiết bị ngoại vi (equipment), lịch sử mượn trả của bạn đọc (Histories), lịch sử nhật ký chỉnh sửa của thủ thư (historyalls), nhà xuất bản (publishes), thể loại chi tiết (types) và tài khoản xác thực người dùng (users).

Chương 4: Kết hợp Arduino và Ruby on Rails

Chương 4 mô tả phương pháp thiết lập giao tiếp phần mềm - phần cứng:

• Quy trình cài đặt môi trường nạp chương trình: Tải và cấu hình Arduino IDE trên nền Ubuntu Linux.
• Tải gói mã nguồn nạp cho chip ESP8266 qua liên kết lưu trữ đám mây và thực hiện tải lên (upload) chương trình điều khiển cho chip.
• Cấu hình ứng dụng web Rails để điều khiển mạch: Khai báo gem dino trong tập tin Gemfile, thực thi lệnh bundle để cài đặt thư viện phụ thuộc, và tạo tập lệnh kiểm thử /lib/dino_blink.rb khởi tạo kết nối thông qua lớp Dino::Board và Dino::TxRx để bật trạng thái linh kiện LED.

Chương 5: Sơ đồ lắp mạch và kết nối với con chip ESP8266

Chương 5 cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết của vi điều khiển ESP8266:

• Chuẩn Wi-Fi: 2.4 GHz hỗ trợ 802.11 b/g/n; điện áp hoạt động danh định 3.3V; điện áp cấp nguồn đầu vào 5V qua cổng Micro USB.
• Giao tiếp ngoại vi: Gồm 11 chân I/O số (đều hỗ trợ Interrupt/PWM/I2C/One-wire, ngoại trừ chân D0); 1 chân Analog Input nhận dải điện áp tối đa 3.3V; bộ nhớ Flash dung lượng 4MB; hỗ trợ chuẩn bảo mật mạng không dây WPA/WPA2; tích hợp sẵn ngăn xếp mạng TCP/IP.
• Sơ đồ mạch điện: Mô tả cách bố trí liên kết giữa các chân tín hiệu của ESP8266 với linh kiện bán dẫn Transistor đóng vai trò đệm dòng điều khiển cuộn hút của Relay 3V, từ đó đóng ngắt mạch điện cấp tải cho bóng đèn chiếu sáng dân dụng.

Chương 6: Thiết kế giao diện website

Chương 6 tổng kết các tính năng thực tế đã lập trình hoàn thiện trên giao diện web:

• Nhóm chức năng Độc giả: Cho phép người dùng đăng nhập tài khoản có sẵn, đăng xuất; tìm kiếm đầu sách; xem thông tin chi tiết hoặc phân loại sách theo nhóm/lĩnh vực; đưa sách vào giỏ hàng cá nhân, tùy biến số lượng hoặc xóa bỏ khỏi giỏ; gửi yêu cầu mượn trực tuyến; xem lại lịch sử các đợt mượn sách cá nhân.
• Nhóm chức năng Thủ thư: Đăng ký tài khoản mới cho sinh viên, đăng nhập/đăng xuất; tạo mới thông tin sách vào kho dữ liệu; tiếp nhận và phê duyệt yêu cầu mượn sách theo mã số; tra cứu lịch sử mượn trả của sinh viên; điều khiển thiết bị điện trực tiếp từ giao diện trang quản trị.
• Nhóm chức năng Quản trị viên (Admin): Đăng nhập/đăng xuất; cấp tài khoản cho thủ thư và người dùng; quản lý trạng thái tài khoản trên toàn trang; giám sát dữ liệu nhật ký ghi lại các thao tác thay đổi cơ sở dữ liệu của thủ thư.

Chương 7: Kết luận – Kiến nghị

Chương này đánh giá tổng quát mô hình hệ thống sau khi hoàn thành thiết kế, nhận xét về khả năng đáp ứng yêu cầu quản lý thực tế và nêu các định hướng nâng cấp, hoàn thiện ứng dụng trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Về kết quả kỹ thuật, đồ án đã triển khai thành công mô hình tích hợp gồm:

• Thiết lập hoàn chỉnh cơ sở dữ liệu gồm 12 bảng thực thể trên SQLite3, đáp ứng lưu trữ đầy đủ dữ liệu người dùng, đầu sách, phân loại, lịch sử mượn trả, nhật ký thao tác và danh mục thiết bị.
• Xây dựng phần mềm quản lý thư viện bằng Ruby on Rails phiên bản 5.0 trên hệ điều hành Ubuntu Linux, phân chia độc lập 3 giao diện chức năng tương ứng với 3 tác nhân: Quản trị viên, Thủ thư và Độc giả.
• Tích hợp thành công thư viện dino với ứng dụng web, cho phép gửi tín hiệu điều khiển từ mã lệnh Ruby đến vi điều khiển ESP8266 qua kết nối mạng/cổng giao tiếp để đóng ngắt rơ-le điều khiển thiết bị ngoại vi.

Về đóng góp giải pháp nghiệp vụ:

• Số hóa quy trình quản lý mượn trả sách: Chuyển đổi toàn bộ thao tác thủ công (ghi thẻ giấy, lưu phiếu vào hộc tủ) sang quy trình xét duyệt trực tuyến, cho phép sinh viên chủ động chọn sách qua giỏ hàng và giúp thủ thư kiểm soát ngày mượn, ngày hẹn trả chính xác trên hệ thống.
• Đề xuất giải pháp quản lý tiện ích phòng đọc: Tích hợp chức năng điều khiển thiết bị điện (đèn chiếu sáng, quạt máy) trực tiếp trên trang quản trị của thư viện, hướng tới việc tiết kiệm năng lượng và hỗ trợ thủ thư vận hành phòng đọc an toàn, thuận tiện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

• Toàn bộ hệ thống phần mềm mới chỉ dừng lại ở việc chạy thử nghiệm và kiểm chứng chức năng trên môi trường máy chủ cục bộ (localhost), chưa được triển khai thực tế trên máy chủ Internet hoặc mạng nội bộ trường học.
• Ứng dụng sử dụng cơ sở dữ liệu mặc định SQLite3, phù hợp cho quy mô thử nghiệm nhỏ nhưng chưa tối ưu cho các hệ thống có lượng truy cập đồng thời lớn.
• Mô hình điều khiển thiết bị phần cứng dừng lại ở việc kiểm thử điều khiển bật/tắt thiết bị đơn lẻ thông qua lệnh điều khiển cơ bản, chưa phát triển các thuật toán hẹn giờ tự động phức tạp trên mạch thực tế.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

• Triển khai ứng dụng lên môi trường máy chủ thực tế (production server) có IP tĩnh hoặc tên miền để phục vụ sinh viên và cán bộ quản lý toàn trường.
• Tối ưu hóa cấu trúc cơ sở dữ liệu và nâng cấp lên các hệ quản trị dữ liệu mạnh mẽ hơn (như PostgreSQL hay MySQL) nhằm tăng cường tốc độ truy vấn khi số lượng bạn đọc và đầu sách tăng cao.
• Mở rộng chức năng tự động hóa điều khiển thiết bị: Lập trình lịch trình tự động bật/tắt thiết bị theo khung giờ mở cửa của thư viện và tích hợp thêm các cảm biến môi trường.

Giá trị tham khảo

Đồ án có giá trị tham khảo thực tế cho:

• Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Thông tin, Kỹ thuật Phần mềm hoặc Hệ thống Thông tin: Đồ án là tài liệu tham khảo trực quan về quy trình xây dựng ứng dụng web với framework Ruby on Rails 5.0 trên môi trường Linux Ubuntu từ bước cấu hình gói cài đặt (rbenv, bundler, yarn) đến thiết kế kiến trúc MVC.
• Người nghiên cứu các hệ thống IoT và nhúng cơ bản: Cung cấp phương pháp mẫu trong việc tích hợp web service viết bằng Ruby với phần cứng vi điều khiển (ESP8266/Arduino) thông qua gem dino.
• Người làm đề tài tin học hóa quản lý thư viện trường học: Cung cấp tài liệu phân tích chi tiết về quy trình nghiệp vụ thủ công đặc thù, hệ thống biểu đồ UML (phân cấp chức năng, DFD, biểu đồ hoạt động, biểu đồ lớp) và cấu trúc 12 bảng cơ sở dữ liệu chuẩn hóa cho nghiệp vụ quản lý tài liệu và độc giả.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống phân chia quyền hạn người dùng thành những vai trò nào và quyền của từng vai trò ra sao?
Hệ thống thiết lập 3 trang giao diện tương ứng với 3 vai trò: Độc giả (chỉ có quyền tra cứu sách, quản lý giỏ mượn, gửi yêu cầu mượn, xem lịch sử cá nhân và gửi phản hồi; không được can thiệp kho dữ liệu); Thủ thư (phê duyệt mượn sách theo mã, nhập/xóa thông tin sách, theo dõi lịch sử bạn đọc, khóa/mở tài khoản vi phạm, điều khiển thiết bị điện); Quản trị viên (quản lý đăng nhập, cấp tài khoản cho thủ thư và độc giả, phân quyền toàn trang, giám sát nhật ký thao tác historyalls của thủ thư).

Ứng dụng Ruby on Rails kết nối và điều khiển vi điều khiển phần cứng thông qua cơ chế nào?
Ứng dụng sử dụng thư viện gem dino khai báo trong Gemfile. Tác giả thiết lập tập lệnh kiểm thử tại /lib/dino_blink.rb, khởi tạo đối tượng kết nối Dino::Board.new(Dino::TxRx.new) để gửi tín hiệu điều khiển từ nền tảng Rails sang vi điều khiển ESP8266 nhằm bật/tắt tải điện thông qua cơ cấu rơ-le.

Quy trình mượn sách thủ công trước khi có phần mềm có nhược điểm gì theo khảo sát của nhóm tác giả?
Quy trình thủ công yêu cầu độc giả nộp thẻ đọc tại bàn, viết phiếu yêu cầu bằng tay; thủ thư tìm sách, cho độc giả ký nhận rồi kẹp phiếu cùng thẻ lưu vào hộc kéo riêng. Quy trình này phụ thuộc hoàn toàn vào giấy tờ nên tốn nhiều thời gian tra cứu, dễ xảy ra nhầm lẫn, gây bất tiện cho bạn đọc và khó khăn trong việc theo dõi thời hạn trả đối với số lượng sinh viên lớn, dẫn tới nguy cơ thất thoát tài liệu.

Vi điều khiển ESP8266 sử dụng trong đồ án có những thông số phần cứng cụ thể nào?
Theo văn bản, chip ESP8266 hỗ trợ Wi-Fi tần số 2.4 GHz chuẩn 802.11 b/g/n; điện áp hoạt động danh định 3.3V, nhận nguồn vào 5V qua cổng Micro USB; trang bị 11 chân I/O số (hỗ trợ Interrupt, PWM, I2C, One-wire, trừ chân D0); 1 chân Analog Input (điện áp vào tối đa 3.3V); bộ nhớ Flash 4MB; hỗ trợ chuẩn mã hóa bảo mật WPA/WPA2 và tích hợp sẵn ngăn xếp giao thức mạng TCP/IP.

Cơ sở dữ liệu của hệ thống lưu trữ các bảng nào để phục vụ công tác theo dõi mượn trả và kiểm soát hoạt động của nhân viên?
Hệ thống sử dụng bảng borrows để lưu thông tin yêu cầu mượn đang xử lý (gồm mã sách, mã người dùng, trạng thái phê duyệt, mã nhân viên cho mượn và nhân viên nhận trả); bảng Histories để lưu trữ lịch sử mượn trả đã hoàn tất (ghi nhận thời gian mượn, thời gian trả, mã số sách cá biệt, mã nhân viên xử lý); và bảng historyalls lưu trữ nhật ký thao tác của thủ thư khi chỉnh sửa dữ liệu (gồm giá trị cũ, giá trị mới, tên trường dữ liệu và mã nhân viên thực hiện).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Quang Lĩnh và Bùi Đức Lộc đã giải quyết trọn vẹn bài toán tin học hóa công tác quản lý thư viện tại trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM thông qua việc kết hợp nền tảng web Ruby on Rails và mạch vi điều khiển ESP8266. Hệ thống được khảo sát nghiệp vụ thực tế, xây dựng hoàn chỉnh từ mô hình phân tích chức năng, thiết kế cơ sở dữ liệu 12 bảng đến triển khai giao diện độc lập cho ba nhóm đối tượng người dùng. Mặc dù còn giới hạn trong phạm vi thử nghiệm trên máy chủ cục bộ, đề tài đã chứng minh tính khả thi của việc tích hợp phần mềm mã nguồn mở với phần cứng nhúng để tự động hóa cả nghiệp vụ thư viện lẫn công tác quản trị thiết bị điện trong thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về thư viện. Ở chương này chúng ta sẽ giới thiệu sơ qua thư viện, mô tả hoạt động quản lý thư viện, quản lý sách và độc giả … Chương 2: Thiết kế hệ thống thư viện. 8 Chúng ta cần có kế hoạch để hệ thống hệ thống quản lý thư viện hợp lý nhất, phân tích hệ thống từ nhiều phía để mang lại sự hợp lý và thống nhất cho hệ thống. Chương này sẽ phân tích yêu cầu đề bài, thiết kế hệ thống trên cơ sở lý thuyết từ đó giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát hơn về hệ thống.

Chương 3: Thiết kế cơ sở dữ liệu. Dự trên kết quả phân tích ở chương II, thì hệ cơ sở dữ liệu lập ra để lưu trữ các thông tin cần thiết cho việc thiết kế hệ thống và cho chúng ta thấy rõ mối quan hệ cơ sở dữ liệu được lập ra. Chương 4: Kết hợp ardunio và Ruby on Rails Ardunio và Ruby on Rails có thể kết hợp với nhau được hay không ? Vậy làm sao có thể kết hợp chúng và bằng cách nào ? Chương 5: Sơ đồ lắp mạch điện kết nối với con chip Esp8266 Cách lắp ráp từ các chân con chip với các thiết bị điện tử như thế nào ? Chương 6: Thiết kế giao diện quản lý thư viện. Áp dụng kiến thức cơ bản và các sơ đồ phần tích, chương 6 là công đoạn thiết kế dự án thực tế.

Chương 7: Kết luận – Kiến nghị. Đánh giá mô hình sau khi hoàn thành, đưa ra giải pháp tốt hơn cho tương lai. 9 PHẦN I: TÌM HIỂU NGÔN NGỮ RUBY ON RAILS, ARDUINO I. Ruby on rails.

Khái niệm ruby on rails. Ruby là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được sử dụng để tạo ra các ứng dụng bằng web và di động. Nó được tạo ra bởi nhà khoa học máy tính người Nhật và vẫn tiếp tục phát triển cho đến nay.Tại sao nên dùng Ruby? Ruby on rails, hay viết tắt là rails hay ROR là một web Framework được viết bẳng ngôn ngưc lập trình ruby. Ruby on rails ucngx là phần mềm mở (Open source).

Do dó, nó không chỉ miễn phí để sử dụng, bạn cụng có thể tham gia cải thiện nó. Ruby là ngôn ngữ lập trình kịch bản bởi mã lệnh của Ruby có thể chạy trực tiếp bởi máy tính mà không cần phải biên soạn thành một tệp thực thi tệp tin .exe trên Windows hay tệp tin binary trên Linux. Điểm mạnh của ruby a. Sức mạnh Ruby được viết thuần hướng đối tượng, vì thế, mọi thứ trong Ruby đều là đối tượng.

Tất cả những mặt mạnh của ngôn ngữ hướng đối tượng, Ruby đều kết thừa hoàn toàn, bao gồm cả sự linh động của chính ngôn ngữ. Ta có thể thêm những function khác vào Ruby mà không hề ảnh hưởng tới những function đã có. Đọc hiểu dễ dàng 10 Ngôn ngữ Ruby được gọi là ngôn ngữ mà “The code comments itself”. Có nghĩa là bản thân các dòng lệnh trong Ruby đã nói lên ý nghĩa và công việc của nó.

Ngắn gon Được viết với sự focus chủ yếu vào tính dễ phát triển, nên ruby cần ít code để thực hiện một công việc hơn so với các ngôn ngữ khác. Chính vì điều này, khi mới tiếp xúc với Ruby, chúng ta sẽ cảm thấy nó rất ấn tượng. Điểu yếu của ruby: tốc độ xử lý chậm Nhắc đến Ruby thì phải nhắc đến framework của nó chính là ruby on rails (RoR) a. Lợi ích khi sử dụng RoR • Công cụ: Rails cung cấp cho ta công cụ tuyệt vời giúp chúng ta triển khải được nhiều tính năng hơn mà lại tốn ít thời gian hơn.

Nó cung cấp cho ta một cấu trúc chuẩn cho ứng dụng web. • Thư viện: Rails cung cấp cho ta gem, thứ có thẻ thay thế hầu hết cho mọi thứ mà bạn có thể nghĩ ra được. Hơn nữa, tất cả gem đều có thể sử dụng một cách hoàn toàn miền phí và có thể dễ dàng tra cứu tại https://rubygems. • Chất lượng code: Nhìn chung, mình nhận thấy rằng chất lượng của các phần mềm hỗ trợ Ruby code là cao hơn so với một số ngôn ngữ khác.

• Cộng đồng: Cộng đồng ruby rất lớn. Mình tin rằng điều này giúp cải thiện những sản phẩm của ruby rất nhiều và đây cũng là một lý do mà thư viện của ruby lại tuyệt vời như vậy. ruby cũng là một trong số những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất trên github. 11 • Hiệu suất: RoR là một ngôn ngữ gọn gàng, khi mà sử dụng kết hợp cùng các thư viện hỗ trợ, RoR cho phép bạn phất triển một cách khá là nhanh chóng.

• Tương lai: RoR có thể được xem là một ngôn ngữ được lựa chọn trong các trang học lập trình trực tuyến phổ biến như: makers academy, codecademy. Điều này có nghĩa là số lượng lập trình viên tài giỏi tham gia vào cộng đồng ruby sẽ tăng lên trong các năm tới. Nhược điểm Vì nó cũng là một phần cũng ruby nên nó cũng có hạn chế giống nhau: • Thời gian chạy: Phần lớn những cuộc tranh luận về rail đều có những ý kiến rằng rails chậm. Điều này hoàng toàn đúng, so với NodeJS hay GoLang, rails có tộc độ chạy khá chậm.

Mặc dù trong thực tế, hiệu suất của ứng dụng rails rất khó làm chậm lại việc kinh doanh, Vấn đề thường nằm ở việc thiết kế server, thậm chí là cả cơ sỡ dữ liệu. • Tốc độ boof: Vấn đề chính gây khó chịu khi làm việc với rails là tốc độ boot của Rails framework. Phụ thuộc vào số lượng gem và file, chúng ta có thể mất một khoảng thời gian kha khá để khởi động, điều này có thể ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất làm việc. Với việc spring ra đời, tốc độ boot đã được cải thiện nhưng có vẻ nó vẫn còn có thể nhanh hơn nữa.

Cấu trúc thư mục của rails 12 App: Nơi tổ chức các thành phần của ứng dụng, bao gồm thành phần của mô hình mvc, helper, jobs, assets, mails. Bin/: Chứa Rails Script để khỏi động ứng dụng của bạn và có thể chứa các các tập lệnh khác mà bạn sử dụng để setup, update, deploy hoặc chạy ứng dụng của mình. Config/:Chứa các thông tin config cho ứng dụng, như cấu hình database(database.yml), cấu hình môi trường (development,rb,yml,production, rb test,rb) hay điều hướng truy vấn (routes.rb) Db/: Lưu trữ các thông tin về các đối tượng của CSDL, mối quan hệ giữa các đối tượng, các đoạn script để quản lý các đối tượng (table) trong database. Lib/: Chứa các thư viện do bạn định nghĩa 13 Log/: Chứa các file logs của ứng dụng Public/: Chứa static file: file ảnh, css, javascript Test/: Chứa test script của ứng dụng Tmp/: Rails sử dụng thư mục này để lưu các tệp tạm thời để xử lý trung gian Vendor/: Thư viện được cung cấp bởi bên thứ 3 Rakefile: File này giúp xây dựng, đóng gói và kiểm tra code rails.lock : Các file này cho phép bạn chỉ định dependency nào cần thiết cho ứng dụng Rails của bạn.

Những file này được sử dụng bởi Bundler Ruby.jon: Tệp này cho phép bạn chỉ định npm dependency nào cần thiết cho ứng dụng rails của bạn. File này được sử dụng bởi Yarm 4. Cài đặt ruby • Bật terminal hoặc tôt hợp phím ctrl+alt+T • Cài đặt đầu tiên cần làm là thêm các dependencies cho ruby on rails o curl -sL https://deb.x | sudo -E bash – o curl -sS https://dl.com/debian/pubkey.gpg | sudo apt-key add – o echo "deb https://dl.com/debian/ stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list • Cài đặt các package cần thiết của ubuntu o sudo apt-get update o sudo apt-get install git-core curl zlib1g-dev build-essential libssl- dev ibreadline-dev libyaml-dev libsqlite3-dev sqlite3 libxml2-dev 14 libxslt1-dev libcurl4-openssl-dev software-properties-common libffi-dev nodejs yarn • Cài đặt ryby thông qua rbenv (hoặc rvm) o cd ~/ o git clone https://github.com/rbenv/rbenv.rbenv o echo 'export PATH="$HOME/.rbenv/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc o echo 'eval "$(rbenv init -)"' >> ~/.bashrc o exec $SHELL o git clone https://github.com/rbenv/ruby-build.rbenv/plugins/ruby- build o echo 'export PATH="$HOME/.rbenv/plugins/ruby- build/bin:$PATH"' >> o ~/.bashrc o exec $SHELL o rbenv install 2.1 • Sau khi chạy xong kiểm tra xem có cài đặt ruby chưa bằng lệnh: ruby –v • Cuối cùng các bạn cài đặt Bundler o gem install bundler • Cài đặt ruby on rails o gem install rails -v 5.0 o rbenv rehash 15 • Kiểm tra rails đã được cài đặt thành công chưa bằng lênh rails -v • Cài dbeaver theo link: https://qiita.com/shaching/items/697e9d42584fe06b4579 • Cài git: o sudo apt update o sudo apt install git o git --version II. Khái niệm Là một nền tảng mã nguồn mở phần cứng và phần mềm.

Phần cứng Arduino (các board mạch vi xử lý) được sinh ra tại thị trấn Ivrea ở Ý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit. Những Model hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau. Được giới thiệu vào năm 2005, Những nhà thiết kế của Arduino cố gắng mang đến một phương thức dễ dàng, không tốn kém cho những người yêu thích, sinh viên và giới chuyên nghiệp để tạo ra những thiết bị có khả năng tương tác với 16 môi trường thông qua các cảm biến và các cơ cấu chấp hành.

Những ví dụ phổ biến cho những người yêu thích mới bắt đầu bao gồm các robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ và phát hiện chuyển động. Đi cùng với nó là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính cá nhân thông thường và cho phép người dùng viết các chương trình cho Aduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++. Ứng dụng của Arduino vào trong đời sống • Làm Robot. Arduino có khả năng đọc các thiết bị cảm biến, điều khiển động cơ,… nên nó thường được dùng để làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot.

• Game tương tác: Arduino có thể được sử dụng để tương tác với Joystick, màn hình,… khi chơi các game như Tetrix, phá gach, Mario… • Máy bay không người lái. • Điều khiển đèn tín hiệu giao thông, làm hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên các biển quảng cáo… • Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng, âm thanh. • Làm máy in 3D • Làm đàn bằng ánh sáng • Làm lò nướng bánh biết tweet để báo cho bạn khi bánh chín. Arduino còn rất nhiều ứng dụng hữu ích khác tùy vào sự sáng tạo của người dùng.

Khả năng kết nối • Arduino có thể hoạt động độc lập. • Arduino có thể kết nối với một máy tính. Máy tính của bạn được phép truy cập dữ liệu cảm biến từ thế giới bên ngoài và cung cấp thông tin phản hồi. • Các Arduino có thể kết nối với nhau.