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1 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Trabalho de Conclusão Sistemas de Informação André M. Marquardt Tiago R. Abreu Porto Alegre, 07 de.

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1 1 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Trabalho de Conclusão Sistemas de Informação André M. Marquardt Tiago R. Abreu Porto Alegre, 07 de Dezembro de 2007 FACIN/PUC-RS

2 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 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 4 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar INTRODUÇÃO Automação otimiza atividades operacionais Chamada é uma atividade operacional Controle de freqüência é importante Obrigação da Instituição de ensino Automação do Controle de Freqüência Escolar

5 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 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 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 8 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Sistema de Coleta de Dados

9 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 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 11 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar SISTEMA DE COLETA Sistema de Coleta de Dados (stand alone)

12 12 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Escolha do Hardware: CritérioFE 1.6OXVerifoneGumstixRenesas Funcionalidades22543 Facilidade de Manuseio Facilidade de Programação Confiabilidade33544 Disponibilidade14335 Suporte/Garantia12445 Custo32345 Somatório SISTEMA DE COLETA

13 13 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Gumstix Renesas SISTEMA DE COLETA

14 14 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Escolha do Hardware: CritérioFE 1.6OXVerifoneGumstixRenesas Funcionalidades22543 Facilidade de Manuseio Facilidade de Programação Confiabilidade33544 Disponibilidade14335 Suporte/Garantia12445 Custo32345 Somatório SISTEMA DE COLETA

15 15 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Método de acesso ao Smart Card (I 2 C) 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 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 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 18 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card SISTEMA DE COLETA A: ProfessorB: 4... C: 4D: 3... Cartão incializado e vazio A: ProfessorB: 4... C: 5D: 3... Datahora & Professor Evento: professor insere cartão Cartão com marcação de início de aula

19 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: ProfessorB: 4... C: 6D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1 A: ProfessorB: 4... C: 5D: 3... Datahora & Professor Cartão com marcação de início de aula

20 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: ProfessorB: 4... C: 8D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 A: ProfessorB: 4... C: 9D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 Datahora & Professor Registro de um novo início de aula do professor

21 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: ProfessorB: 4... C: 9D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 Datahora & Professor Registro de vários alunos em outra disciplina A: ProfessorB: 4... C: 12D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 Datahora & ProfessorDatahora & Aluno5Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6

22 22 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card SISTEMA DE COLETA Evento: descarga dos dados Cartão descarregado logicamente A: ProfessorB: 4... C: 12D: 3... Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 Datahora & ProfessorDatahora & Aluno5Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6 Registro de vários alunos em mais de uma disciplina A: ProfessorB: 4... C: 12D: Datahora & Professor Datahora & Aluno1Datahora & Aluno2Datahora & Aluno3 Datahora & ProfessorDatahora & Aluno5Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6

23 23 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Dados extraídos do cartão: SISTEMA DE COLETA Data e HoraCódigo do Registro 25/06/ :32Código do Professor 1 25/06/ :33Aluno 1 25/06/ :52Aluno 2 25/06/ :55Aluno 3 26/06/ :13Código do Professor 1 26/06/ :20Aluno 4 26/06/ :24Aluno 5 26/06/ :40Aluno 6

24 24 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Sistema de Coleta de Dados Desenvolvimento

25 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 26 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Ferramenta de desenvolvimento da Renesas SISTEMA DE COLETA Interface principal

27 27 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Ferramenta de desenvolvimento da Renesas SISTEMA DE COLETA Tela de instalação na placa

28 28 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Componentes de hardware da solução de coleta SISTEMA DE COLETA

29 29 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Componentes de hardware da solução de coleta SISTEMA DE COLETA Leitora I 2 C de Smart Card Placa da Renesas Interface RS-232C Leitora de código de barras RS- 232 Cartões de códigos de barras Smart Cards

30 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 31 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Componentes de hardware da solução de descarga SISTEMA DE COLETA

32 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 33 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Sistema de Processamento de Dados Coletados

34 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 35 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS Tecnologias envolvidas: Aplicação desenvolvida em JAVA JSP Netbeans Servidor Tomcat Banco de Dados Oracle

36 36 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS Fluxo de extração e gravação de dados no sistema

37 37 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS Camadas do sistema de processamento de dados

38 38 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS

39 39 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS

40 40 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS

41 41 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS

42 42 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS

43 43 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS Relatório Detalhado por Disciplina

44 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 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 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 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 48 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar CONCLUSÃO CritérioMelhor Método Tempo gasto na realização da chamadaAutomatizado Integração Professor-AlunoManual Confiabilidade das InformaçõesEmpate Tempo para Fechamento das AtasAutomatizado Controle e OrganizaçãoAutomatizado Consulta do Número de FaltasEmpate SegurançaAutomatizado MétodoTotal de Critérios Manual1 Empate2 Automatizado4 Avaliação dos Critérios

49 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 50 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar DEMONSTRAÇÃO

51 51 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Perguntas

52 52 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Obrigado!

53 53 CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Componentes de hardware da solução de coleta SISTEMA DE COLETA


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