Về một giải pháp ứng dụng công nghệ thông tin phục vụ công tác giáo dục chính trị tại đơn vị cơ sở

Công nghệ thông tin 100 D. H. Trường, , Đ. V. Ngọc, “Về một giải pháp ứng dụng chính trị tại đơn vị cơ sở.” VỀ MỘT GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIÁO DỤC CHÍNH TRỊ TẠI ĐƠN VỊ CƠ SỞ Dương Hồng Trường*, Lê Hoàng Minh, Vũ Hoàng Minh, Trần Bình Minh, Lưu Văn Sáng, Đinh Văn Ngọc Tóm tắt: Thiết bị cung cấp thông tin đa phương tiện do Viện CNTT/Viện KH-CN quân sự thiết kế chế tạo là thiết bị cho phép quản lý, lưu trữ và trình chiếu các nội dung phục vụ công tác giáo dục chính trị tại đơn vị cơ sở. Thiết bị có tính cơ động cao, dễ triển khai và lắp đặt, có giá thành hợp lý phục vụ triển khai đại trà đơn cấp cơ sở. Trong bài báo này, tác giả tập trung vào trình bày vào các nội dung chính về thiết kế phần cứng thiết bị, xây dựng mô hình triển khai và cập nhật nội dung thiết bị nhằm cung cấp cho người đọc những thông tin tổng quan về quá trình nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị. Từ khóa: Giáo dục chính trị; Thiết bị cung cấp thông tin; Máy tính một bảng mạch. 1. MỞ ĐẦU Công tác giáo dục chính trị (GDCT) là một hình thức cơ bản của công tác tư tưởng, văn hóa; là nội dung quan trọng của nhiệm vụ huấn luyện bộ đội. Đây là khâu căn bản, trung tâm, có ý nghĩa quyết định đến việc củng cố trận địa tư tưởng của Đảng trong quân đội. Vì vậy, đổi mới, nâng cao công tác này là yêu cầu cấp thiết nhằm xây dựng quân đội vững mạnh về chính trị, đáp ứng yêu cầu bảo vệ Tổ quốc trong tình hình mới [3]. Trong giai đoạn 5 năm thực hiện Đề án “Đổi mới công tác giáo dục chính trị tại đơn vị trong giai đoạn mới” [1] của Bộ Quốc phòng từ 2013-2018, nhiều hình thức, phương pháp GDCT đã được các đơn vị vận dụng linh hoạt, đổi mới mạnh mẽ và đạt được những thành công nhất định. Hội nghị sơ kết 5 năm thực hiện đã đánh giá Đề án đã đạt được những kết quả tốt tuy nhiên “phải tiếp tục đổi mới mạnh mẽ, toàn diện, đồng bộ nội dung, chương trình, hình thức, phương pháp giáo dục chính trị”. Ngoài ra, cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (CMCN 4.0), cần phải tận dụng các công nghệ mới để để tăng tính hấp dẫn, trực quan trong công tác GDCT cấp cơ sở theo hướng lấy đối tượng giáo dục làm trung tâm. Nhận thức được tầm quan trọng của yêu cầu đổi mới GDCT trong tình hình mới, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đã có và chỉ đạo của Thủ trưởng Tổng cục Chính trị (TCCT) [2], Viện CNTT/Viện KH-CN quân sự đã chủ động nghiên cứu giải pháp để chế tạo thiết bị cung cấp thông tin đa phương tiện (sau đây gọi tắt là thiết bị) nhằm đổi mới phương tiện và phương pháp GDCT tại đơn vị cơ sở, tiến tới triển khai đại trà cho các đơn vị cấp cơ sở trong toàn quân. 2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ YÊU CẦU VỚI THIẾT BỊ 2.1. Một số yêu cầu đối với thiết bị Để đảm bảo khả năng triển khai rộng đến các đơn vị cấp cơ sở trong toàn quân, thiết bị phải đáp ứng một số yêu cầu sau: - Phải gọn nhẹ, cơ động, dễ triển khai, lắp đặt và khai thác sử dụng để phù hợp với trình độ công nghệ thông tin (CNTT) của cán bộ chính trị cấp cơ sở; - Phải có cấu hình cao, đáp ứng tốt các yêu cầu xử lý đồ họa 3D, các tác vụ về xử lý video, phim ảnh độ phân giải cao để cho phép trình chiếu bảo tàng số 3D và các phim tư liệu, phim mô phỏng độ phân giải cao; Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 101 - Phải tích hợp được nhiều thông tin như bảo tàng số, phim ảnh tư liệu, âm nhạc, chuyên đề, tài liệu GDCT,... Hỗ trợ mở được các định dạng phim, ảnh, âm thanh, văn bản thông dụng; - Cho phép trình chiếu các nội dung trực quan, đa dạng, hình ảnh đẹp để giúp tăng hiệu quả công tác GDCT tại đơn vị cơ sở; - Phần mềm tích hợp trên thiết bị phải được thiết kế động, có chức năng cho phép đơn vị cơ sở tự xây dựng phần nội dung GDCT, tổ chức biên chế, lịch sử - truyền thống theo đặc thù của đơn vị; - Phải có cơ chế xác thực người dùng và đảm bảo an toàn thông tin; - Phải được tích hợp sẵn cơ chế để cập nhật nội dung và phiên bản phần mềm nhanh nhất, đơn giản nhất, ít yêu cầu thao tác của người dùng nhất đảm bảo “sức sống” của thiết bị. 2.2. Phân tích lựa chọn công nghệ Dựa trên các yêu cầu thiết bị cần đáp ứng, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn các công nghệ như sau: - Về phương án thiết kế: Qua quá trình nghiên cứu, tìm kiếm giải pháp, nhóm nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng thiết bị dựa trên máy tính một bảng mạch (single board computer - SBC). Tất cả các khối vi xử lý, RAM, bộ nhớ lưu trữ, cổng giao tiếp và các khối chức năng khác đều trên một bo mạch duy nhất. Phương án xây dựng thiết bị dựa trên máy tính một bảng mạch được lựa chọn trên yêu cầu về tính cơ động, nhỏ gọn và giá thành thấp để có thể triển khai đại trà; - Về hệ điều hành thiết bị: Hệ điều hành của thiết bị được lựa chọn là hệ điều hành Android (do tính phổ dụng) được tùy biến và đóng gói (build) lại để tối ưu hóa hiệu năng, đảm bảo an toàn bảo mật và phù hợp với phần cứng thiết bị; - Về sản xuất thiết bị: Nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất số lượng lớn trong thời gian ngắn để triển khai đại trà, nhóm nghiên cứu lựa chọn phương án sản xuất sử dụng dây chuyền dán linh kiện tự động SMT. - Về công nghệ để xây dựng phần mềm: Sử dụng Unity và Android Studio, đây là các các công nghệ nền tiên tiến và phù hợp để xây dựng các ứng dụng phần mềm cho các thiết bị hoạt động trên nền tảng hệ điều hành Android. 3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ 3.1. Các thành phần chính của thiết bị Thiết bị gồm các thành phần cơ bản là: - Phần cứng thiết bị; - Hệ điều hành Android; - Phần mềm nghiệp vụ. 3.2. Thiết kế phần cứng Qua quá trình nghiên cứu đánh giá, nhóm nghiên cứu lựa chọn thiết kế bảng mạch dựa trên nền tảng chíp S922X của hãng Amlogic, đây là chip xử lý tiên tiến, được thiết kế chuyên biệt dành cho mục đích xử lý video 4K và trình diễn 3D. Việc lựa chọn một cấu hình tương đối cao so với các thiết bị có sẵn trên thị trường giúp cho thiết bị có thể Công nghệ thông tin 102 D. H. Trường, , Đ. V. Ngọc, “Về một giải pháp ứng dụng chính trị tại đơn vị cơ sở.” đáp ứng được các yêu cầu sử dụng trong tương lai. Cấu trúc của máy tính SBC sử dụng trong thiết bị trình chiếu: Dựa trên kiến trúc chip Amlogic S922X, nhóm nghiên cứu xây dựng cấu hình tinh gọn cho máy tính SBC sử dụng trong thiết bị trình chiếu. Một số tính năng không dùng đến (đầu vào camera, cổng ra giao tiếp SPI mở rộng,) được lược bớt, ngược lại một số tính năng được điều chỉnh hoặc nâng cấp để phù hợp với bài toán thực tế (nâng cấp RAM tối đa, điều chỉnh công suất nguồn,). Hình 1. Sơ đồ cấu trúc của bo mạch thiết bị. Thành phần chính của phần cứng thiết bị: - Bộ vi xử lý (SoC): Amlogic S922X, 6 nhân; - RAM: Chuẩn DDR4, 4GB (gồm 4 IC RAM 1GB), tốc độ bus tối đa 2.666 Mbps; - Mô đun giao tiếp bộ nhớ eMMC (chuẩn 5.0, tốc độ truyền dữ liệu 400MB/s) và thẻ eMMC 64GB (dạng bộ nhớ Flash 3D NAND); - Mô đun đọc thẻ nhớ MicroSD (hỗ trợ thẻ có dung lượng đến 256GB); - Mô đun truyền tín hiệu HDMI (hỗ trợ chuẩn HDMI 2.0, độ phân giải 4K/ 60fps); - Mô đun giao tiếp Ethernet RJ45 (Gigabit, tốc độ 10/100/1000 Mbps); - Mô đun giao tiếp USB (hỗ trợ 04 cổng USB chuẩn 3.0); - Mô đun âm thanh (stereo, jack 3.5mm); - Mô đun nguồn. Quy trình thiết kế và sản xuất phần cứng thiết bị: Quy trình thiết kế và sản xuất phần cứng thiết bị bao gồm 06 bước như sau: - Bước 1 - Thiết kế sơ đồ nguyên lý; - Bước 2 - Thiết kế mạch in (layout): Bản thiết kế mạch in 2D (Gerber files) để sản xuất mạch in PCB; danh sách linh kiện (BOM list); - Bước 3: Đặt mạch PCB và linh kiện phục vụ sản xuất thử nghiệm; - Bước 4 - Sản xuất thử nghiệm và kiểm tra: Nếu thiết bị thử nghiệm hoạt động đúng Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 103 chức năng chuyển sang bước 5; nếu thiết bị lỗi hoặc hoạt động chưa đúng chức năng, quay lại Bước 1 để điều chỉnh; - Bước 5- Thiết kế vỏ hộp cho thiết bị; - Bước 6: Hoàn thiện thiết kế của thiết bị để sản xuất loạt. Hình 2. Quy trình thiết kế và sản xuất phần cứng thiết bị. 3.3. Tùy biến hệ điều hành Để đảm bảo tối ưu hóa hiệu năng, an toàn bảo mật và phù hợp với phần cứng thiết bị hệ điều hành cài đặt trên thiết bị cần được tùy biến và đóng gói (build) lại. Các nội dung tùy biến, tối ưu hóa bao gồm: - Tối ưu hóa cấp phát bộ nhớ; - Gỡ các tính năng, dịch vụ không cần thiết (wifi, các dịch vụ của Google); - Hạn chế người dùng cài các ứng dụng không mong muốn. Các tùy biến được thực hiện trên phiên bản Android gốc và đóng gói (build) lại trước khi nạp vào thiết bị. 3.4. Xây dựng phần mềm và tổ chức dữ liệu Xây dựng khung chương trình phần mềm Khung chương trình phần mềm bao gồm 6 phần như sau: - Chuyên mục “Bảo tàng số 3D”: Hỗ trợ tích hợp các Bảo tàng số và Khu di tích lịch sử Quốc gia đặc biệt; - Chuyên mục “Phim, ảnh tư liệu”: Phim tư liệu, phim điện ảnh, những thước phim về lãnh tụ và video mô phỏng (các video được dựng bằng các phần mềm mô phỏng); ảnh Chủ tịch Hồ Chí Minh, ảnh lãnh tụ và ảnh các tướng lĩnh quân đội; - Chuyên mục “Âm nhạc”: Các bài hát quy định trong quân đội và ca khúc cách mạng (có lời hát); - Chuyên mục “Chuyên đề”: Các chuyên đề GDCT theo đợt kỷ niệm; - Chuyên mục “Giáo dục chính trị”: Gồm tài liệu, ảnh, video phục vụ GDCT cho các đối tượng; - Chuyên mục dành cho đơn vị: Cho phép các đơn vị cơ sở tự xây dựng phần nội dung GDCT, tổ chức biên chế, lịch sử - truyền thống của riêng đơn vị mình. Mô hình tổ chức dữ liệu theo phân cấp đơn vị Dữ liệu cần lưu trữ trong thiết bị tại một đơn vị bao gồm dữ liệu của đơn vị cấp trên Công nghệ thông tin 104 D. H. Trường, , Đ. V. Ngọc, “Về một giải pháp ứng dụng chính trị tại đơn vị cơ sở.” và dữ liệu do đơn vị mình nhập vào. Dữ liệu của các đơn vị cấp trên được tổ chức phân cấp theo tăng dần về dung lượng theo từng cấp. Ví dụ, dữ liệu tại cấp sư đoàn sẽ gồm dữ liệu theo khung cứng do Cục Tuyên huấn xây dựng, dữ liệu quân khu phát triển thêm và dữ liệu do chính sư đoàn tự xây dựng. Như vậy, dữ liệu tại đơn vị cấp dưới cùng sẽ có dung lượng lớn nhất. Cấp 1 Dữ liệu = A Cấp 3 Dữ liệu cấp trên = A + B Dữ liệu riêng của đơn vị = C Cấp 2 Dữ liệu cấp trên = A Dữ liệu riêng của đơn vị = B Hình 3. Mô hình tổ chức dữ liệu theo phân cấp đơn vị. 3.5. Phương án triển khai thiết bị Phương án triển khai thiết bị Thiết bị sẽ được triển khai theo các cấp như sau: - Cục Tuyên huấn/TCCT; - Các quân khu, quân đoàn, quân binh chủng; - Các BCHQS tỉnh, thành phố, sư đoàn, lữ đoàn,... - Trung đoàn, tiểu đoàn, đồn biên phòng,... Tại một đơn vị sử dụng, thiết bị được kết nối với ti vi (1) hoặc máy chiếu (2) thông qua cổng giao tiếp chuẩn HDMI theo mô hình sau: Phương thức cập nhật dữ liệu Nội dung GDCT có sự thay đổi theo định kỳ, để đảm bảo truyền tải các nội dung mới đến các đơn vị cơ sở, khi triển khai thiết bị trên diện rộng cần phải xây dựng cơ chế cập nhật nội dung cho thiết bị. Nhóm nghiên cứu thiết kế và xây dựng 02 phương thức cập nhật như sau: - Phương thức cập nhật qua mạng TSLqs: Được sử dụng tại những đơn vị có kết nối mạng TSLqs (theo thực trạng mạng TSLqs thì có thể đến cấp trung đoàn). Máy chủ chứa phiên bản phần mềm và nội dung sẽ được đặt tại Cục Tuyên huấn/TCCT và thiết bị tại các đơn vị được cấu hình để kết nối với máy chủ này. Quy trình cập nhật như sau: + Các phòng ban tại Cục Tuyên huấn/TCCT xây dựng các nội dung và sử dụng mô đun cập nhật để đẩy nội dung hoặc phiên bản phần mềm mới lên máy chủ; + Thiết bị tại các đơn vị sử dụng sẽ tự động dò quét và phát hiện xem có nội dung hoặc phiên bản phần mềm mới trên máy chủ hay không, nếu có sẽ tự động tải về để cập nhật vào thiết bị. Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 105 - Phương thức cập nhật qua thiết bị lưu trữ ngoài: Dùng trong trường hợp thiết bị triển khai tại đơn vị không có đường TSLqs. Quy trình cập nhật như sau: + Sử dụng mô đun trích xuất dữ liệu trên phần mềm tại thiết bị của đơn vị cấp trên (thiết bị đã được cập nhật nội dung qua mạng TSLqs) để sao chép nội dung hoặc phiên bản phần mềm mới cần cập nhật vào thiết bị lưu trữ ngoài; + Người dùng sẽ kết nối thiết bị lưu trữ ngoài vào thiết bị cần cập nhật, phần mềm trên thiết bị sẽ tự động dò quét và phát hiện xem có nội dung hoặc phiên bản phần mềm mới cần cập nhật không, nếu có sẽ cập nhật vào thiết bị. CỤC TUYÊN HUẤN/ ĐƠN VỊ CẤP TRÊN - Bảo tàng số - Phim, ảnh - Âm nhạc - Chuyên đề - Giao dục chính trị Thiết bị cung cấp thông tin đa phương tiện (TBCCTT) Máy chủ nội dung TSLqs HDMI HDMI (1) (2) Hình 4. Mô hình triển khai thiết bị tại đơn vị sử dụng. 4. MỘT SỐ KẾT QUẢ 4.1. Thiết kế chế tạo phần cứng Một số sơ đồ thiết kế thiết bị như sau: Sơ đồ khối của thiết bị Hình 5. Sơ đồ khối của thiết bị. Công nghệ thông tin 106 D. H. Trường, , Đ. V. Ngọc, “Về một giải pháp ứng dụng chính trị tại đơn vị cơ sở.” Sơ đồ 3D mạch in a) b) Hình 6. Sơ đồ mạch in thiết bị 3D (a- Mặt trước; b- Mặt sau). 4.2. Xây dựng phần mềm Giao diện của phần mềm Hình 7. Giao diện phần mềm. Các định dạng file thiết bị hỗ trợ - Định dạng video: .mp4, .mpeg4, .dat, .mxf, .vob, .mpg, .mkv, .wmv, .avi, .flv, .mts, .m2ts, .mov, .mng, .m4v, .3gp. - Định dạng âm thanh: .mp3, .wav, .wma, .m4a. - Định dạng ảnh: .jpg, jpeg, .bmp, .png, .gif. - Định dạng văn bản: Word (.doc, .docx); Powerpoint (.ppt, .pptx); Excel (.xls, .xlsx); Pdf. 4.3. Bộ chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị TT Thành phần/ Đặc tính Đơn vị đo Chỉ tiêu kỹ thuật 1 Bộ vi xử lý Amlogic S922X, 6 nhân 2 Bộ nhớ trong (RAM) GB 4 3 Bộ nhớ lưu trữ (eMMC) GB 64 Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 107 TT Thành phần/ Đặc tính Đơn vị đo Chỉ tiêu kỹ thuật 4 Khe cắm thẻ MicroSD Hỗ trợ thẻ nhớ chuẩn MicroSD có dung lượng tối đa 256GB 5 Các cổng kết nối + 01 cổng HDMI chuẩn 2.0, hỗ trợ độ phân giải 4K/60fps + 01 cổng Audio 3.5 mm, âm thanh stereo + 01 cổng RJ45 Ethernet, tốc độ 10/100/1000 Mbps + 04 cổng USB chuẩn 3.0 6 Công suất tiêu thụ W < 35 7 Điện áp đầu vào V 12 ± 0.5 8 Nhiệt độ làm việc ºC 0  50 9 Độ ẩm không khí tại 35ºC % 40%  90% 10 Chịu rung xóc theo dao động hình sin + Gia tốc g 2 + Tần số Hz 1  100 11 Chất liệu vỏ hộp Nhựa 12 Kích thước (dài x rộng x cao) tối đa cm 12 x 12 x 4 13 Trọng lượng kg ≤ 0,35 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong bài báo này, tác giả đã phân tích về các yêu cầu đối với thiết bị cung cấp thông tin đa phương tiện để từ đó lựa chọn công nghệ thiết kế chế tạo phần cứng thiết bị, hệ điều hành, phần mềm và phương thức triển khai, cập nhật nội dung phục vụ công tác GDCT tại đơn vị cơ sở. Nội dung trọng tâm của bài báo tập trung vào quy trình thiết kế chế tạo phần cứng thiết bị, xây dựng phần mềm và các phương án cập nhật nội dung cho thiết bị. Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục hoàn thiện thiết kế, chế tạo các phiên bản mới với hiệu năng cao hơn, dung lượng lưu trữ lớn hơn nhằm đáp ứng các yêu cầu về công tác GDCT trong giai đoạn mới cũng như phục vụ triển khai cho các ngành khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Quyết định số 2677/QĐ-BQP về phê duyệt Đề án “Đổi mới công tác giáo dục chính trị tại đơn vị trong giai đoạn mới”, Bộ trưởng Bộ Quốc phòng, 2013. [2]. Thông báo số 3631/TB-VP về “Thông báo Kết luận của đồng chí Thượng tướng Nguyễn Trọng Nghĩa, Phó Chủ nhiệm TCCT tại Hội nghị triển khai Đề án ứng dụng Công nghệ thông tin trong công tác giáo dục chính trị ở đơn vị cơ sở”, Văn phòng Tổng cục Chính trị, 2019. [3]. “Tiếp tục đổi mới công tác giáo dục chính trị trong giai đoạn mới”, Tạp chí Quốc phòng toàn dân, 2010. Công nghệ thông tin 108 D. H. Trường, , Đ. V. Ngọc, “Về một giải pháp ứng dụng chính trị tại đơn vị cơ sở.” ABSTRACT A SOLUTION FOR AN APPLICATION OF INFORMATION TECHNOLOGY TO SERVE POLITICAL EDUCATION AT THE BASIC UNIT Multimedia communication equipment designed and manufactured by the Military Institute of Information Technology/Academy of Military Science and Technology is a device that allows the management, storage and presentation of contents for political education at the base units. The device is highly mobile, easy to deploy and install, and has a reasonable price for mass deployment at the base units. In this paper, we focus on presenting the main content of designing hardware, building deployment models and updating device content to provide readers with general information about the process of researching, designing and manufacturing equipment. Keywords: Political education; Information-providing device; Single board computer. Nhận bài ngày 16 tháng 10 năm 2020 Hoàn thiện ngày 10 tháng 12 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 12 năm 2020 Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin/Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. *Email: kvtt2511@gmail.com.