Sistemas de Informação 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

AGENDA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Introdução & Fundamentação Teórica Sistema de Coleta de Dados Sistema de Processamento de Dados Coletados Conclusão

INTRODUÇÃO CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar O aprendizado é diretamente proporcional ao tempo disponível para estudo (Robert Slavin) 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) É de conhecimento comum que a automação pode reduzir o tempo consumido em atividades operacionais

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

INTRODUÇÃO CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar 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)

INTRODUÇÃO CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Separação de responsabilidades das aplicações: Sala de Aula (stand alone) Secretaria Coleta de Dados Processamento de Dados

INTRODUÇÃO CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Vantagens da separação de sistemas: Baixo acoplamento! Os componentes podem ser substituídos isoladamente desde que mantenham as interfaces de comunicação. 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

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Como identificar o aluno? Poderiam ser utilizadas outras formas, mas não valeria a pena, a exemplo: Smart Cards Reconhecimento de impressão digital

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Como identificar o professor e armazenar os dados coletados dos alunos? Smart Cards! Por que utilizar Smart Cards? Baixo custo Facilidade de uso e acesso aos dados Baixa quantidade de dados armazenados

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Escolha do Hardware: Critério FE 1.6 OX Verifone Gumstix Renesas Funcionalidades 2 5 4 3 Facilidade de Manuseio Facilidade de Programação 1 Confiabilidade Disponibilidade Suporte/Garantia Custo Somatório 13 18 28 26 30

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Escolha do Hardware: Critério FE 1.6 OX Verifone Gumstix Renesas Funcionalidades 2 5 4 3 Facilidade de Manuseio Facilidade de Programação 1 Confiabilidade Disponibilidade Suporte/Garantia Custo Somatório 13 18 28 26 30

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Método de acesso ao Smart Card (I2C) 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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card 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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card Ponteiro para próxima gravação Código do Professor Área de dados Ponteiro para o início dos dados Ponteiro para última leitura

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card A: Professor B: 4 ... C: 4 D: 3 Cartão incializado e vazio Evento: professor insere cartão A: Professor B: 4 ... C: 5 D: 3 Datahora & Professor Cartão com marcação de início de aula

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card A: Professor B: 4 ... C: 5 D: 3 Datahora & Professor Cartão com marcação de início de aula Evento: aluno passa cartão A: Professor B: 4 ... C: 6 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Cartão com marcação de presença do aluno

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card A: Professor B: 4 ... C: 8 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Cartão com marcação de vários alunos Evento: professor começa outra aula A: Professor B: 4 ... C: 9 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Registro de um novo início de aula do professor

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card A: Professor B: 4 ... C: 9 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Cartão com outra marcação de início de aula Evento: alunos registram a presença A: Professor B: 4 ... C: 12 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Datahora & Aluno5 Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6 Registro de vários alunos em outra disciplina

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Estrutura de memória do Smart Card A: Professor B: 4 ... C: 12 D: 3 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Datahora & Aluno5 Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6 Registro de vários alunos em mais de uma disciplina Evento: descarga dos dados A: Professor B: 4 ... C: 12 D: 11 Datahora & Professor Datahora & Aluno1 Datahora & Aluno2 Datahora & Aluno3 Datahora & Aluno5 Datahora & Aluno4 Datahora & Aluno6 Cartão descarregado logicamente

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Dados extraídos do cartão: 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 26/06/2007 21:20 Aluno 4 26/06/2007 21:24 Aluno 5 26/06/2007 22:40 Aluno 6

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Ferramenta de desenvolvimento da Renesas 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)

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

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

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

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Funcionamento interno do 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

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

SISTEMA DE COLETA CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Funcionamento interno do 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

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

PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS 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.

PROCESSAMENTO DE DADOS COLETADOS 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

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

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

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

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

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

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

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

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

Tempo gasto na realização da chamada 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

Confiabilidade das informações 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

Controle e organização 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

CONCLUSÃO Segurança CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar 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

Avaliação dos Critérios CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar CONCLUSÃO Avaliação dos Critérios Critério Melhor Método Tempo gasto na realização da “chamada” Automatizado Integração Professor-Aluno Manual Confiabilidade das Informações Empate Tempo para Fechamento das Atas Controle e Organização Consulta do Número de Faltas Segurança Método Total de Critérios Manual 1 Empate 2 Automatizado 4

CONCLUSÃO Trabalhos futuros 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

CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar DEMONSTRAÇÃO

CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Perguntas

CAFE – Controle Automatizado de Freqüência Escolar Obrigado!

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