Nghiên cứu và thiết kế thiết bị học chữ nổi dành cho người khiếm thị ứng dụng công nghệ IOT

 ISSN: 1859-2171 
e-ISSN: 2615-9562 
TNU Journal of Science and Technology 225(06): 486 - 490 
486  Email: jst@tnu.edu.vn 
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ HỌC CHỮ NỔI DÀNH CHO NGƯỜI 
KHIẾM THỊ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT 
Nguyễn Thị Bích Điệp*, Đinh Quý Long, Đoàn Mạnh Cường 
Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Với người khiếm thị việc học chữ nổi là cách tốt nhất để giảm thiểu khó khăn trong mọi mặt cuộc 
sống. Tuy nhiên bảng mã hóa Braille rất khó học dành cho trẻ và cần sự hỗ trợ của người thân 
hoặc giáo viên tại các trung tâm khiếm thị. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thiết kế và thử 
nghiệm một thiết bị đa chức năng trong việc học chữ nổi dành cho người khiếm thị ứng dụng công 
nghệ IOT với nhiều chế độ tự học. Hệ thống sản phẩm gồm nhiều module thiết bị mã hóa chữ 
Braille cho người khiếm thị, mỗi module do một người khiếm thị sử dụng. Mỗi thiết bị được kết 
nối với server hệ thống do nhóm tác giả thiết kế riêng qua mạng internet. Chúng tôi tiến hành triển 
khai việc sử dụng thử nghiệm hệ thống với nhóm đối tượng là các học sinh khiếm thị đang học tập 
tại trường Giáo dục trẻ em bị thiệt thòi tỉnh Thái Nguyên và đã đạt được những kết quả tốt. 
Từ khóa: Công nghệ IOT; Braille việt hóa; chữ nổi cho người khiếm thị; bảng mã Braille; hệ 
thống trợ giúp học chữ nổi. 
Ngày nhận bài: 27/11/2019; Ngày hoàn thiện: 29/5/2020; Ngày đăng: 31/5/2020 
RESEARCH AND DESIGN OF BRAILLE LEARNING AIDS FOR 
VISUALLY IMPAIRED PEOPLE APPLYING IOT TECHNOLOGY 
Nguyen Thi Bich Diep*, Dinh Quy Long, Doan Manh Cuong 
TNU - University of Information and Communication Technology 
ABSTRACT 
The Visually impaired learning Braille is the best way to minimize difficulties in every face of life. 
Braille encoding, however, is difficult to learn for the child and needs the support of relatives or 
teachers in blind centers. Therefore, we conduct design research and test a multifunction device for 
Braille learning for visually impaired IOT technology applications with multiple self-study modes. 
The product system includes many modules encoding Braille for visually impaired, each module is 
used by a visually impaired person. Each device is connected to a system server that is individually 
designed by the authors team over the Internet. We implement the use of system testing with 
audience groups as blind students who are studying at the school of Education disadvantaged 
children in Thai Nguyen province and have achieved good results. 
Keywords: Vietnamese Braille; braille for the visual impairments people; Braille code table; 
braille learning support system; IoT technology. 
Received: 27/11/2019; Revised: 29/5/2020; Published: 31/5/2020 
* Corresponding author. Email: ntbdiep@ictu.edu.vn 
Nguyễn Thị Bích Điệp và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 486 - 490 
 Email: jst@tnu.edu.vn 487 
1. Giới thiệu 
Hiện nay, với sự phát triển của Khoa học - Kỹ 
thuật việc ứng dụng các sản phẩm kỹ thuật 
điện tử vào cuộc sống ngày càng được chú 
trọng. Đặc biệt trong việc phát triển những 
thiết bị thông minh giúp đỡ những người 
khuyết tật nói chung và dành cho người 
khiếm thị nói riêng. Việc đưa ra các sản phẩm 
giúp đỡ cho người khiếm thị đã và đang được 
rất nhiều nhóm nghiên cứu, các tổ chức và 
quốc gia trên thế giới quan tâm chú trọng. 
Một số nghiên cứu hiện nay trên thế giới quan 
tâm đến việc đào tạo công nghệ cho người 
khiếm thị [1], công nghệ hỗ trợ cho người 
khiếm thính học toán [2] hoặc là những hệ 
thống hỗ trợ giáo dục chữ nổi bằng thiết bị 
máy tính bảng [3]... 
Một nghiên cứu mới đây của tác giả 
Mohammed Abdul Kader cũng đề cập đến việc 
phát triển một bộ chữ nổi tự học cho những 
người khiếm thị [4]. Tuy nhiên, nhóm tác giả 
chỉ mới đề cập đến việc phát triển một bộ KIT 
cho ứng dụng học chữ nổi Braille tại chỗ. 
Cùng với sự quan tâm của thế giới trong phát 
triển công nghệ hỗ trợ nguời khiếm thị, Việt 
Nam cũng đang bắt đầu chú trọng hơn vào 
việc phát triển các dự án liên quan. Đối với 
Việt Nam tỉ lệ người khiếm thị không biết 
chữ còn rất cao và đang là mối lo ngại cho 
các cơ quan, các trung tâm dành cho người 
khiếm thị. 
Thiết bị hỗ trợ người khiếm thị học chữ nổi là 
giải pháp giúp nâng cao hiệu quả học tập 
dành cho người khiếm thị ngay khi còn nhỏ. 
Với thiết bị này ngay từ rất sớm người khiếm 
thị, đặc biệt là trẻ em khiếm thị sẽ được tiếp 
xúc với chữ nổi một cách dễ dàng tạo tiền đề 
cho việc học chữ sau này. 
Mặt khác, bảng mã hóa Braille rất khó học 
dành cho trẻ và cần sự hỗ trợ của người thân 
hoặc giáo viên tại các trung tâm khiếm thị. Vì 
vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu thiết 
kế và thử nghiệm thành công một thiết bị đa 
chức năng trong việc học chữ nổi dành cho 
người khiếm thị ứng dụng công nghệ IOT để 
có thể phục vụ cho các đối tượng đặc biệt là 
trẻ em có thể học chữ nổi Braille với nhiều 
chế độ học. 
2. Thiết kế hệ thống 
Hệ thống sản phẩm gồm nhiều module thiết bị 
mã hóa chữ Braille cho người khiếm thị, mỗi 
module do một người khiếm thị sử dụng. 
Trong hình 1 mỗi thiết bị được kết nối với 
server hệ thống do nhóm tác giả thiết kế riêng 
qua mạng internet. 
Hình 1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống 
Khi sản phẩm được triển khai vào hoạt động 
ở chế độ lớp học thì mỗi học sinh được sử 
dụng một thiết bị riêng biệt trong hệ thống 
sản phẩm. Khi hoạt động ở chế độ này mỗi 
thiết bị sẽ được tắt loa. Trang website của hệ 
thống sẽ được quản lý bởi giáo viên hướng dẫn 
trực tiếp trên lớp, giáo viên có thể quan sát, 
đánh giá, kiểm tra trực tiếp hay thông qua lịch 
sử quá trình học tập và chấm điểm cho mỗi 
học sinh. Ở chế độ này giáo viên giảm thiểu 
công sức giảng dạy và có thể bao quát toàn bộ 
quá trình học của học sinh trong lớp học. 
Ngoài ra, khi ở nhà mỗi học sinh đều có thể 
sử dụng thiết bị để tự học tập mà không cần 
sự giúp đỡ, hỗ trợ của người thân hay giáo 
viên hướng dẫn. Sơ đồ khối của thiết bị thể 
hiện ở hình 2. 
Hình 3 là bảng chữ cái Braille dành cho người 
khiếm thị. Chữ Braille sử dụng các cách sắp xếp 
khác nhau của 3 hàng 2 chấm, được đánh số thứ 
tự từ 1 đến 6, để thay cho các ký tự dùng trong 
ngôn ngữ như chữ cái, thanh điệu, ký tự. Chữ 
Braille dành cho người khiếm thị, cảm nhận qua 
Nguyễn Thị Bích Điệp và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 486 - 490 
 Email: jst@tnu.edu.vn 488 
xúc giác bằng các đầu ngón tay. Nên được viết 
trên giấy đặc biệt, dày và dai hơn giấy thường, 
được viết nổi lên trên bề mặt giấy... Để viết 
được chữ Braille, cần phải có bảng viết hoặc 
máy đánh chữ chuyên dụng [5]. 
Hình 2. Sơ đồ thiết bị học chữ nổi Braille 
Hình 3. Bảng chữ cái Braille dành cho người 
khiếm thị 
Chữ Braille Tiếng Việt, ngoài quy tắc sắp 
chữ thông thường theo thứ tự chữ cái trong 
âm tiết, thì cần chú ý là thanh điệu (nếu có) 
được đặt sau phụ âm đầu và trước nguyên âm. 
Khối mã hóa gồm tổ hợp các nút nhấn được 
thiết kế xây dựng dựa trên nền tảng của bảng 
mã Braille với 6 nút xếp thành 3 hàng và 2 
cột. Sơ đồ nguyên lý khối mã hóa thể hiện ở 
hình 4. 
Khối điều khiển của sản phẩm sử dụng chip 
Atmega328 – dòng chip thông dụng của hãng 
Atmel. Khối điều khiển có chức năng nhận 
thông tin mã hõa từ khối mã hóa xử lý thông 
tin và xuất gói âm thanh tương thích đồng 
thời gửi dữ liệu lên server [6]. Sơ đồ nguyên 
lý khối điều khiển kết nối module wifi thể 
hiện trong hình 5. 
Hình 4. Sơ đồ nguyên lý khối mã hóa 
Hình 5. Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển kết nối 
module wifi 
Hình 6. Sơ đồ nguyên lý khối âm thanh kết nối 
module MP3 
DFPlayer là module được tích hợp khối giải 
mã cứng, hỗ trợ các định dạng âm thanh phổ 
Nguyễn Thị Bích Điệp và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 486 - 490 
 Email: jst@tnu.edu.vn 489 
biến như MP3, WAV, WMA, bên cạnh đó nó 
còn hỗ trợ TF card với FAT16. Tần số lấy mẫu 
tối đa lên tới 48 KHz. Đầu ra 24 bit hỗ trợ giải 
đọc lên tới 90 dB. Hình 6 là sơ đồ nguyên lý 
khối âm thanh kết nối module MP3. 
3. Các chế độ học của hệ thống và ứng 
dụng công nghệ IOT 
Hệ thống cung cấp hai chế độ là: chế độ tự 
học và chế độ lớp học. 
Hình 7. Lưu đồ thuật toán của sản phẩm ở chế độ 
tự học 
Với chế độ tự học, sản phẩm được kết nối với 
loa ngoài để giúp trẻ tự học. Hình 7 là lưu đồ 
thuật toán của sản phẩm ở chế độ tự học. Sau 
khi khởi tạo hệ thống, người dùng sẽ nhập mã 
kí tự Braille. Bộ xử lý trung tâm sẽ kiểm tra 
mã nhập, nếu mã nhập là một trong các kí tự 
đã được mã hóa (53 kí tự cơ bản) thì khối 
điều khiển trung tâm sẽ truy xuất file.mp3 
tương ứng được lưu trong module DFPlayer 
Mini MP3 để loa phát ra âm thanh tương ứng 
với kí tự. Nếu mã nhập sai thì vi điều khiển sẽ 
báo và thực hiện lại quá trình nhập kí tự. 
Ở chế độ lớp học (tắt loa) sau khi khởi tạo hệ 
thống, thiết bị sẽ thực hiện việc kiểm tra kết 
nối wifi. Khi có kết nối wifi các bộ xử lý 
trung tâm trên các thiết bị sẽ liên tục quét và 
đọc tín hiệu mã hóa (cả đúng và sai so với mã 
Braille) sau đó gửi lên server và hiển thị trên 
website. Thông qua đó, người dạy có thể 
giám sát, kiểm tra cùng một lúc mức độ học 
của tất cả các thành viên trong lớp để có sự 
uốn nắn kịp thời. Lưu đồ thuật toán của sản 
phẩm ở chế độ lớp học thể hiện ở hình 8. 
Hình 8. Lưu đồ thuật toán của sản phẩm ở chế độ 
lớp học 
Chúng tôi tiến hành xây dựng và thiết kế một 
website chuyên dụng cho việc ứng dụng công 
nghệ IoT cho hệ thống đảm bảo các chức năng 
và mục tiêu ban đầu đề ra. Thiết bị kết nối 
internet của chúng tôi được tích hợp với các 
chip cảm biến đã trình bày ở các mục trên để 
có thể chuyển đổi, phát hiện tín hiệu và biến nó 
thành dữ liệu trong môi trường Internet. Từ đó 
xử lý dữ liệu và tiến hành thực thi các điều 
hướng trong mạng Internet đó theo các chế độ 
tự học mà người dùng mong muốn. 
4. Triển khai thử nghiệm và đánh giá kết quả 
Để đánh giá nghiên cứu của mình, nhóm 
nghiên cứu chúng tôi đã tiến hành triển khai 
việc sử dụng thử nghiệm hệ thống với nhóm 
Nguyễn Thị Bích Điệp và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 486 - 490 
 Email: jst@tnu.edu.vn 490 
đối tượng là các học sinh khiếm thị đang học 
tập tại trường Giáo dục trẻ em bị thiệt thòi 
tỉnh Thái Nguyên. Quá trình triển khai bao 
gồm 3 giai đoạn chính: 
- Giai đoạn 1: tiến hành cài đặt, hướng dẫn cài 
đặt chương trình thử nghiệm với người dùng. 
- Giai đoạn 2: tập huấn hướng dẫn sử dụng 
chương trình và thiết bị thử nghiệm. 
- Giai đoạn 3: Phát phiếu khảo sát đánh giá 
kết quả và tổng hợp kết quả đánh giá. 
Qua dữ liệu khảo sát trên 85 người học, nhóm 
nghiên cứu nhận được một số đánh giá chung 
như sau: 
- Thiết bị thử nghiệm và chương trình học của 
hệ thống tương đối dễ sử dụng. 
- Các phiếu khảo sát cho thấy 100% người 
dùng đồng ý với tính chính xác về việc khai 
thác bảng mã hóa Braille. 
- Đa số người dùng thử nghiệm (82,4%) đánh 
giá hệ thống thật sự hữu ích trong việc hỗ trợ 
người khiếm thị học tập. 
Hình 9. Hình ảnh thiết bị học chữ nổi 
5. Kết luận 
Trong giải pháp của mình, nhóm nghiên cứu 
đã đạt được những kết quả như sau: 
- Thiết bị giúp hỗ trợ trẻ khiếm thị học chữ 
nổi ứng dụng IoT. 
- Thiết kết xây dựng hệ thống sản phẩm. 
- Tìm hiểu và áp dụng bảng mã hóa Braille. 
Sản phẩm đã thiết kế thành công ở bước đầu 
hỗ trợ trẻ học chữ. Hình ảnh thiết bị học chữ 
nổi ở hình 9. Hướng phát triển trong tương lai 
của sản phẩm, bên cạnh hỗ trợ trẻ học đọc sẽ 
tích hợp thêm các chức năng giải trí (âm 
nhạc, kể truyện). Đặc biệt hướng tới việc 
phát triển sản phẩm tích hợp với nhiều ngôn 
ngữ khác (tiếng Nhật, tiếng Hàn, tiếng 
Trung). 
TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES 
[1]. K. E. Wolffe, “An analysis of technology 
training for people with visual impairments,” 
Journal of Visual Impairment and Blindness, 
vol. 97, pp. 633-645, 2003. 
[2]. Z. Asebriy, S. Raghay, and O. Bencharef, An 
Assistive Technology for Braille Users to 
Support Mathematical Learning: A Semantic 
Retrieval System, Symmetry MDPI, 2018. 
[3]. W. Shintaro, H. Paul, B. Tetsuak, and K. 
Kumiko, “Braille Pad Project: Proposal of a 
Braille Education Support System using a 
Tablet Device,” International Journal of Asia 
Digital Art&Design, vol. 20, no. 2, pp. 35-40, 
2016. 
[4]. M. A. Kader, R. Ahmed, and M. I. R. Noman, 
“Developing A Self-Learning Braille Kit For 
Visually Impaired People,” Innovations in 
Science, Engineering and Technology 
(ICISET), 2018. 
[5]. N. Martiniello, and W. Wittich, “The 
perception and use of technology within 
braille instruction: A preliminary study of 
braille teaching professionals,” British 
Journal of Visual Impairment, vol. 36, pp. 
195-206, 2018. 
[6]. Z. Khodzhaev, “onitoring Different Sensors 
with ATmega328 Microprocessor, Istanbul 
Technical University Faculty of science and 
letters advanced physics project report, 2016.