Nghiên Cứu Tích Hợp Công Nghệ Tính Toán Biên Cho Thiết Bị Bục Giảng Trong Lớp Học Hybrid

• Tác giả: Lê Thị Thu Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Sơn
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính
• Đề tài: Nghiên Cứu Tích Hợp Công Nghệ Tính Toán Biên Cho Thiết Bị Bục Giảng Trong Lớp Học Hybrid
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan về đề tài
• 1.2. Các nghiên cứu quốc tế
• 1.3. Các nghiên cứu trong nước
• 1.4. Mục tiêu của đề tài
• 1.5. Giới hạn nghiên cứu của đề tài
• 1.6. Kết quả mong đợi của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU LÝ THUYẾT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
• 2.1. Công nghệ lập trình phần mềm nhúng
• 2.2. Lựa chọn phần cứng
• 2.3. Nhận diện khuôn mặt dựa trên nền tảng học sâu
• 2.3.1. Mô hình MTCNN
• 2.3.2. Mô hình rút trích đặc trưng khuôn mặt MobileFacenet
• 2.3.3. Giải thuật Pruning MobileFaceÌNet
• 2.4. Công nghệ chống giả mạo khuôn mặt
• 2.5. Công nghệ và môi trường phát triển máy chủ
• 2.5.1. Back-end: NodeJS — ExpressJS kết hợp cùng MongoDB
• 2.5.2. Stream Video với RTSP
• 2.5.3. Giao tiếp thời gian thực với SocketIO
• 2.5.4. Triển khai máy chủ trên môi trường local và cloud AWS EC2
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ HIỆN THỰC HỆ THỐNG
• 3.1. Phân tích yêu cầu từ thực tiễn
• 3.2. Tổng quan về kết quả của đề tài
• 3.3. Những chức năng cần có
• 3.4. Ràng buộc tổng thể
• 3.5. Phạm vi kết quả và tính bảo trì về sau
• 3.6. Đặc tả các use-case cho hệ thống
• 3.7. Kiến trúc tổng quan hệ thống
• 3.8. Biểu đồ thành phần hệ thống
• 3.8.1. Biểu đồ thành phần ứng dụng Qt
• 3.8.2. Biểu đồ thành phần server
• 3.9. Thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu
• 4. CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI HIỆN THỰC HỆ THỐNG
• 4.1. Triển khai hiện thực máy chủ
• 4.2. Triển khai tính năng giao tiếp thời gian thực với SocketIO
• 4.3. Triển khai giao diện ứng dụng nhúng ban đầu
• 4.4. Chuẩn bị bộ dữ liệu
• 4.5. Huấn luyện mô hình
• 4.6. Kết quả huấn luyện
• 4.7. Chuyển đổi mô hình xuống nền tảng nhúng
• 4.8. Hiện thực trên C++ để tích hợp vào ứng dụng Qt
• 4.9. Chuyển đổi mô hình Anti-Spoofing từ Python xuống C++
• 4.10. Triển khai stream video với RTSP
• 4.11. Triển khai module Logger
• 4.12. Triển khai ứng dụng xuống thiết bị phần cứng
• 5. CHƯƠNG 5: KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG
• 5.1. Triển khai kiểm thử API với Postman
• 5.2. Triển khai kiểm thử khả năng chịu tải máy chủ SocketIO
• 5.3. Triển khai kiểm thử tính năng nhận diện khuôn mặt
• 5.4. Triển khai kiểm thử tính năng stream video của ứng dụng
• 5.5. Thông số hoạt động của ứng dụng
• 6. CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
• 6.1. Đánh giá kết quả và so sánh với mục tiêu ban đầu
• 6.2. Một số điểm hạn chế của đề tài
• 6.3. Hướng phát triển tiếp theo
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• LỜI CẢM ƠN

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Tích Hợp Công Nghệ Tính Toán Biên

Nghiên cứu tích hợp công nghệ tính toán biên cho thiết bị bục giảng trong lớp học hybrid đang trở thành xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại. Mô hình lớp học hybrid kết hợp giữa phương pháp giảng dạy truyền thống và công nghệ hiện đại, giúp nâng cao hiệu quả học tập. Việc áp dụng công nghệ tính toán biên không chỉ cải thiện trải nghiệm học tập mà còn tạo ra môi trường học tập linh hoạt và tương tác hơn.

1.1. Lý do cần thiết cho lớp học hybrid

Mô hình lớp học hybrid giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách linh hoạt hơn. Đặc biệt, trong bối cảnh dịch bệnh Covid-19, việc áp dụng công nghệ vào giáo dục trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

1.2. Các nghiên cứu quốc tế về lớp học hybrid

Nhiều nghiên cứu quốc tế đã chỉ ra rằng lớp học hybrid không chỉ cải thiện khả năng tiếp thu kiến thức mà còn tăng cường sự tương tác giữa giáo viên và học sinh. Các mô hình lớp học thông minh đã được triển khai tại nhiều quốc gia, mang lại kết quả tích cực.

II. Thách thức trong việc áp dụng công nghệ tính toán biên

Mặc dù công nghệ tính toán biên mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó trong lớp học hybrid cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư, đào tạo giáo viên và sự chấp nhận của học sinh là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Chi phí đầu tư cho công nghệ

Việc đầu tư vào thiết bị và công nghệ mới có thể là một gánh nặng tài chính cho nhiều trường học. Cần có các chính sách hỗ trợ để giảm bớt gánh nặng này.

2.2. Đào tạo giáo viên và học sinh

Giáo viên cần được đào tạo để sử dụng hiệu quả các công nghệ mới. Học sinh cũng cần được hướng dẫn để làm quen với các công cụ học tập hiện đại.

III. Phương pháp tích hợp công nghệ tính toán biên

Để tích hợp công nghệ tính toán biên vào lớp học hybrid, cần có các phương pháp cụ thể và hiệu quả. Việc lựa chọn phần cứng và phần mềm phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Lựa chọn phần cứng phù hợp

Việc lựa chọn phần cứng như NVIDIA Jetson Nano giúp tối ưu hóa hiệu suất cho các ứng dụng giáo dục. Thiết bị này có khả năng xử lý nhanh và hiệu quả, phù hợp với nhu cầu giảng dạy.

3.2. Phát triển phần mềm ứng dụng

Phần mềm ứng dụng cần được phát triển để hỗ trợ các chức năng như nhận diện khuôn mặt và giao tiếp thời gian thực. Điều này giúp nâng cao trải nghiệm học tập cho học sinh.

IV. Ứng dụng thực tiễn của công nghệ tính toán biên

Công nghệ tính toán biên đã được áp dụng thành công trong nhiều lớp học hybrid, mang lại những kết quả tích cực. Các ứng dụng này không chỉ giúp cải thiện quá trình học tập mà còn tạo ra môi trường học tập tương tác hơn.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ lớp học hybrid

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ tính toán biên giúp tăng cường sự tập trung của học sinh và cải thiện kết quả học tập. Học sinh có thể tham gia vào các hoạt động học tập một cách chủ động hơn.

4.2. Các mô hình lớp học thông minh

Mô hình lớp học thông minh đã được triển khai tại nhiều trường học, cho phép học sinh học tập từ xa và tương tác với giáo viên một cách hiệu quả. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho giáo dục.

V. Kết luận và tương lai của lớp học hybrid

Lớp học hybrid với sự tích hợp của công nghệ tính toán biên đang mở ra một hướng đi mới cho giáo dục. Tương lai của mô hình này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và cơ hội cho cả giáo viên và học sinh.

5.1. Tương lai của công nghệ trong giáo dục

Công nghệ sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong giáo dục. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ giúp nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập.

5.2. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển

Cần khuyến khích các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực giáo dục để tìm ra những giải pháp tối ưu nhất cho lớp học hybrid. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo dục trong tương lai.