Software pro návrh zavlažovacích systémů. Lukáš Nový

Transkript

1 České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra počítačů Bakalářská práce Software pro návrh zavlažovacích systémů Lukáš Nový Vedoucí práce: Ing. Jiří Chludil Studijní program: Elektrotechnika a informatika, strukturovaný, Bakalářský Obor: Výpočetní technika 27. dubna 2009

2 iv

3 v Poděkování Rád bych především velice poděkoval panu ing. Michalu Navrátilovi, bez jeho pomoci a znalostí by nebylo možné celý projekt realizovat. Také bych rád poděkoval společnosti Irimon za poskytnuté materiály a fotografie.

4 vi

5 vii Prohlášení Prohlašuji, že jsem práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady uvedené v přiloženém seznamu. Nemám závažný důvod proti užití tohoto školního díla ve smyslu 60 Zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon). V Praze dne

6 viii

7 Abstract Anglicky Abstrakt Česky ix

8 x

9 Obsah 1 Úvod Automatický zavlažovací systém Řídící jednotka Elektroventily Potrubí Rozstřikovače Kapková závlaha Analýza podmínek pro vytvoření projektu Zadání Současná situace Současný postup tvorby návrhu automatického zavlažovacího systému Zásady správného návrhu automatického zavlažovacího systému Analýza konkurenčních systémů Hodnotící kritéria ORBIT sprinkler designer Gardena planner Podmínky pro vznik komplexního softwaru Funkční požadavky zaměstnanců Funkční požadavky zákazníků Use case analýza Přihlášení uživatele Vytvoření prázdného projektu Vytvoření projektu Editace projektu Dokončení projektu Revize projektu Implementace systému Volba prostředí Dostupnost systému Volba programovacích prostředků Dynamické webové stránky Jazyk CSS Jazyk PHP Java Volba datového úložiště xi

10 xii OBSAH Uložení do souboru Uložení do databáze Volba databáze Literatura 23 A Seznam použitých zkratek 25 B Slovník 27 C Výkres návrhu zavlažovacího systému 29

11 Seznam obrázků 1.1 Schéma hlavních funkčních částí automatického zavlažovacího systému Řídící jednotka 6 Station Indoor Super Dial - ORBIT ventilový manifold instalovaný v šachtici Běžně používané rozstřikovače kapkovací potrubí Část výkresu připraveného k zakreslení rozstřikovačů Část výkresu s výsuvnými rozstřikovači Část výkresu připraveného k zakreslení rozstřikovačů Program ORBIT sprinkler designer Program pro návrh zavlažování společnosti Gardena Graf nainstalovaných zásuvných modulů C.1 Výkres připravený pro zakreslení zavlažovacích komponent C.2 Hotový výkres s rozstřikovači a potrubím xiii

12 xiv SEZNAM OBRÁZKŮ

13 Seznam tabulek xv

14 xvi SEZNAM TABULEK

15 Kapitola 1 Úvod Kvalita každého projektu závisí na několika základních kritériích, ale především na zpracování potřebných podkladů. Bez správně navržených základů nelze postavit dům, stejně tak důležité je připravit návrh automatického zavlažování. Nakreslit model automatického zavlažovacího systému a zajistit návaznost jednotlivých součástí je pro běžného zákazníka velice obtížné. Většina uživatelů nemá vhodný nástroj pro narýsování plánu na počítači a ruční výkres na papír je časově náročný a každá chyba se tvrdě vymstí. Zavlažovací systémy na klíč jsou nesrovnatelně dražší než realizace vlastními silami, a proto většina českých zahrad trpí nedostatečnou nebo nepravidelnou závlahou. Můj systém pomůže právě těmto lidem. Umožní snadno a jednoduše zakreslit a vyprojektovat celý automatický zavlažovací systém. Poskytne uživatelům intuitivní a pohodlný nástroj pro narýsování výkresu zahrady. Provede zákazníka složitými pravidly a podmínkami návrhu a rozmístění komponent systému a upozorní ho na případné chyby. Pomůže mu sestavit kusovník a objednací list na všechny potřebné prvky. Díky kontrole návaznosti jednotlivých dílů, zatížení zdroje vody a dosahu rozstřikovačů zamezí většině chyb v návrhu. 1

16 2 KAPITOLA 1. ÚVOD 1.1 Automatický zavlažovací systém Profesionální automatický zavlažovací systém firmy ORBIT je složen ze vzájemně propojených řídících, ovládacích a zavlažovacích prvků. Svou konstrukcí je vhodný pro vlastní realizaci zákazníkem. Systém můžete také zavádět postupně a rozšiřovat jej podle vaší potřeby a možností. Vysoká kvalita a spolehlivost komponentů a snadná údržba vychází z dlouholetých zkušeností s tímto systémem na Americkém kontinentu a v Evropě. Pro tyto vlastnosti je oblíben i ČR, kde spolehlivě a bez reklamací pracuje již u řady spokojených zákazníků. Celý systém je postaven z několika základních prvků (;. obr. 1.1) Obrázek 1.1: Schéma hlavních funkčních částí automatického zavlažovacího systému Řídící jednotka Řídící jednotka je mozek celého systému. Je schopna ovládat až 12 větví a spouštět závlahu několikrát za den. Pro každou větev se nastavuje délka závlahy samostatně. K řídící jednotce je možno připojit dešťový senzor, který přeruší závlahu v období přirozených srážek. Existueje velké množství jednotek, které volíme podle členitosti systému. Nejnovější jednotky je možno připojit k počítači a celý zavlažovací plán předem připravit díky specialnímu software Elektroventily Slouží k oddělení jednotlivých větví. Jsou spojeny se řídící jednotkou 2 vodiči a ovládány střídavým napětím 24 V. Elektroventily se umísťují do snadno přístupných šachtic (viz. obr. 1.3). Pro snazší manipulaci a montáž dodává firma ORBIT elektroventily sdružené do manifoldů. Manifold obsahuje 2 nebo 3 rozstřikovače a dodává se již sestavený.

17 1.1. AUTOMATICKÝ ZAVLAŽOVACÍ SYSTÉM 3 Obrázek 1.2: Řídící jednotka 6 Station Indoor Super Dial - ORBIT Většinou je výhodné umístit několik ventilů dohromady a vést delší potrubí, protože tato varianta vychází levněji, než rozmístit ventily jednotlivě. Obrázek 1.3: 2-ventilový manifold instalovaný v šachtici Potrubí Hlavní rozvod vody a jednotlivé větve jsou většinou vedeny v PE potrubí o vnějším průměru 32 mm. Potrubí se spojuje pomocí šroubovacích prvků, bez potřeby speciálního vybavení. Připojení jednotlivých rozstřikovačů realizujeme pomocí systému QuickJoint. Hlavní předností tohoto systému je snadná montáž a velká pružnost a ohebnost potrubí. QuickJoint se k PE potrubí připojuje pomocí navrtávacích objímek, není tedy nutné přerušit hlavní potrubí a celý systém je tak snadno modifikovatelný.

18 4 KAPITOLA 1. ÚVOD Rozstřikovače Hlavním prvkem každého zavlažování jsou především rozstřikovače. Existuje velké množství typů, které se liší především způsobem závlahy a dostřikem. Pro správnou funkci zavlažovacího systému je důležité nejen pokrýt rovnoměrně celou zahradu rozstřikovači, ale také vzít v úvahu, že každý typ rozstřikovače potřebuje na zalití stejné plochy různý čas. Rozstřikovače dělíme na několik základních typů: Výsuvné rozprašovače - tyto rozprašoveče jsou při závlaze vysunuty tlakem vody nad úroveň země a zavlažují celou plochu na jednou. Dosah těchto rozprašovačů je až 6 metrů a zavlažují kruhovou nebo obdélníkovou oblast. Používají se většinou na menší a člěnité plochy Výsuvné rozstřikovače - Zavlažují paprskem vody kruhovou výseč s poloměrem až 15 metrů. V klidu jsou zasunuty pod úroveň terénu a nepřekážejí. Používají se především na zálévaní větších travnatých ploch. Nadzemní rozprašovače a rozstřikovače - Zůstavají nad úrovní terénu i mimo zavlažování, proto se většinou používají na záhonech. Dosahují stejných parametrů, jako výsuvné varianty. Obrázek 1.4: Běžně používané rozstřikovače Kapková závlaha Kapková závlaha slouží především k závlaze skleníků a užitných záhonů. Vždy musí být umístěna na samostatné větvi a musí být připojena přes redukci tlaku. Kapkovací potrubí je opatřeno speciálními otvory, které zajišťují stejný tlak po celé délce potrubí. Dosah závlahy je velmi krátký, proto musí být rostliny umístněny do 0,5 metru od kapkovacího potrubí. Doba potřebná k závlaze je také daleko delší než u klasických rozstřikovačů.

19 1.1. AUTOMATICKÝ ZAVLAŽOVACÍ SYSTÉM Obrázek 1.5: kapkovací potrubí 5

20 6 KAPITOLA 1. ÚVOD

21 Kapitola 2 Analýza podmínek pro vytvoření projektu 2.1 Zadání Ke vzniku tohoto systému dala podmět společnost AGF-závlahy, která se zabývá dovozem a prodejem komponent pro zavlažavací systémy. Hlavním důvodem byla potřeba optimalizovat a modernizovat postup návrhu automatického zavlažovacího systému. Stávající způsob byl z mnoha hledisek nevyhovující a přestal být efektivní. Při analýze jsem došel k závěru, že nejvhodnějším řešením bude vytvořit specializovaný nástroj, který bude navázaný na informační systém shromažďující potřebná data. Při jednání se došlo k závěru, že nejvýhodnější řešení je poskytnout tento nástroj přímo zákazníkům, čímž se ušetří čas a pracovní síla. 2.2 Současná situace Společnost AGF závlahy působí na českém trhu již od roku Zabývá se dovozem a prodejem komponentů pro zavlažovací systémy. Jako jedna z mála společností v České republice nenabízí závlahy na klíč, ale poskytuje zákazníkům komponenty a postup, jak si zavlažovací systém postavit. Tento způsob je pro zákazníka podstatně finančně výhodnější než kompletní realizace firmou. Dobře zpracovaný návrh je z hlediska správné funkce automatického zavlažovacího systému klíčový, proto AGF-závlahy nabízí svým klientům bezplatnou pomoc při návrhu. Společnost AGF-závlahy nepatří mezi největší dovozce a prodejce zavlažovacích dílů u nás, ale díky své cenové politice a výhodám pro své klienty se řadí mezi rychle rostoucí firmy. Především zvyšující se poptávka a nárůst klientely byl podnět pro vytvoření komplexního nástroje pro návrh zavlažování. 2.3 Současný postup tvorby návrhu automatického zavlažovacího systému Společnost AGF-závlahy se dosud návrhem systému zavlažování zabývala pouze okrajově, její hlavní činností byl dovoz a distribuce komponentů. Proto se návrhem 7

22 8 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU systémů zabýval jen jeden zaměstnanec, který celý návrh zpracoval. Tvorba probíhala ručně a v dnešní době poněkud archaicky. Zákazník, který si chce nechat zpracovat návrh, musí nejprve zakreslit plán zahrady. Plán musí být podle velikosti zahrady v měřítku 1:100 nebo 1:200. Nejprve se nakreslí tvar pozemku, do něj se zakreslí všechny zastavěné plochy. Po zakreslení všech zastavěných a nezavlažovaných ploch se do plánku vyznačí jednotlivé plochy určené pro zavlažování. Pro výběr správného druhu závlahy je nutné od sebe rozlišit travnaté plochy, záhony, skalky a vyznačit pokud možno všechny solitérní rostliny, keře a stromy. Plán musí být pro lepší orientaci okótován. Je také třeba vyznačit zdroj vody a předpokládané umístění řídící jednotky. Takto připravený výkres se zašle poštou na adresu společnosti. Vzhledem k problémům s měřítkem při tisku výkresů zaslaných em není možné tento způsob komunikace použít. K plánku je také třeba přiložit stručný popis klimatických podmínek a výškové dispozice pozemku. Celý výkres zaslaný zákazníkem naleznete v Příloze C.1 Obrázek 2.1: Část výkresu připraveného k zakreslení rozstřikovačů Do takto připraveného plánu se ručně zakreslí celý systém. Návrh začíná rozmístěním rozstřikovačů pokrývající velké plochy. Velké travnaté plochy se zpravidla zavlažují pomocí výsuvných rozstřikovačů umístěných zpravidla do rohů. Na záhony se používá kapková závlaha. Při návrhu je třeba brát zřetel na výškový profil pozemku a na vysoké rostliny v zahradě. Z hlediska ideálního pokrytí zavlažované plochy je nutné v případě vzniku stínu za rostlinami (keři, stromy) rozdělit plochu na menší části a použít více rozstřikovačů. Každý rozstřikovač je do plánu zakreslen schematickou značkou a jeho dostřik je vyznačen kružnicí (případně výsečí). Postupně se pokryjí všechny zavlažované plochy od největších po nejmenší (viz obr. 2.2, následně se umísťuje závlaha skalek a solitérních rostlin (viz obr. 2.3). Do systému je možné zahrnut i zavlažování teras, balkónů a truhlíků, které je zpravidla řešeno pomocí mikrozávlahy. Když jsou všechny rozstřikovače a rozprašovače umístěny pokračujeme návrhem potrubního systému. Nejprve je nutné rozdělit rozstřikovače do jednotlivých větví. Každá větev musí být od hlavního potrubí oddělena elektroventilem. Je důležité zajistit, aby v jedné větvi byly rozstřikovače zavlažující stejným způsobem a se stejným pracovním tlakem. Proto jsou většinou jednotlivé úseky pokryty stejným druhem rozstřikovačů a spojeny do jedné větve. Hlavní rozvod vody a hlavní rozvod větví je řešen PE potrubím, připojení k jednotlivým rozstřikovačům je pak řešeno pomocí pružného potrubí. Následně je nutné rozhodnout umístění elektroventilů. Většinou je výhodné umístit několik ventilů do společné šachtice i za cenu delšího potrubí. Potrubí je většinou vedeno přímo, pokud tomu nebrání nějaké překážky. Takto připravený návrh se doplní o rozpis komponent a materiálu a zašle se zpět

23 2.4. ZÁSADY SPRÁVNÉHO NÁVRHU AUTOMATICKÉHO ZAVLAŽOVACÍHO SYSTÉMU9 Obrázek 2.2: Část výkresu s výsuvnými rozstřikovači zákazníkovi. Celý vyhotovený plán naleznete v příloze C.2 Postup je i přes dlouhodobou Obrázek 2.3: Část výkresu připraveného k zakreslení rozstřikovačů praxi časově velice náročný a neefektivní. Návrh běžné zahrady trvá přibližně 3 5 hodin a především pokud se někde vyskytne chyba je nutné celý návrh znovu překreslit. Také zde vzniká problém s komunikací se zákazníkem, nehledě na stále se zdražující služby české pošty, je i při dobré dokumentaci ze strany zákazníka nutná alespoň jedna konzultace. Vzniká zde problém s archivací a přehledem komunikace mezi zákazníkem a společností. Nutnost zasílat návrhy poštou také celý proces zpomaluje. 2.4 Zásady správného návrhu automatického zavlažovacího systému Během návrhu zavlažovacího systému je nutné dodržovat množství zásad, které výrazně ovlivňují správnou činnost systému. Tyto zásady je nutné zahrnout do navrhovacího softwaru tak, aby nemohlo dojít k chybám ve funkčnosti. Uvádím zde jen podmínky relevantní pro návrhový software, jelikož kompletní postup je velice rozsáhlý. Například nastavení časování zavlažovaní není v programu zahrnuto. Pro správnou funkci celého systému je především nutné zajistit dostatečný zdroj vody. Pro běžnou zahradu o rozloze m 2 bychom měli zajistit průtok vody v rozmezí litrů/min při tlaku 3,4 5,5 baru. Z těchto hodnot vycházíme při hledaní vhodného zdroje vody. Jako zdroj může sloužit vodovodní řád, studna nebo i jímka, například na dešťovou vodu. Průtok vody je důležitý především pro maximální

24 10 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU zatížení jednotlivých větví zavlažovacího systému. Není možné zavlažovat celou zahradu najednou, jak z hlediska kapacity zdroje vody, tak vzhledem k různým způsobům distribuce vody jednotlivých typů rozstřikovačů. Proto jsou rozstřikovače rozděleny do větví (sekcí). Každá větev může obsahovat jen rozstřikovače, se stejným způsobem zavlažování. Například není možné kombinovat rotační rozstřikovač s rozprašovacím, protože množství srážek vody na jednotku plochy za jednotku času je rozdílné. Dalším omezením je maximální průtok vody. Předpokládáme, že průtok není omezen potrubím (pokud pokládáme nové rozvody), ale pouze kapacitou zdroje. V případě, že větve budou zavlažovat postupně, vždy jen jedna, tak je možno využít celou kapacitu zdroje. Součet spotřeby vody jednotlivých rozstřikovačů na jedné větvi s malou rezervou musí být menší, než je kapacita zdroje, případně kapacita hlavního potrubí. V zavlažovacím systému nelze použít potrubí o větším průměru než je průměr hlavního rozvodu (přívodu vody). Potrubí vedeme co nejkratší cestou, abychom snížili tlakové ztráty a ušetřili materiál. Při návrhu potrubí se musíme rozhodnout, zda umístíme všechny elektroventily na jedno místo poblíž zdroje vody a dále povedeme jednotlivé větve samostatně. Druhá možnost je vést hlavní (páteřní) potrubí a jednotlivé ventily umístit co nejblíže k rozstřikovačům. Řídící jednotka spolu se základní sestavou se umísťuje do technického zázemí. Řídící jednotka umožňuje podle typu ovládat 4-12 větví. Každé větvi lze samostatně nastavit dobu, po kterou bude zavlažovat. Zapojením dešťového senzoru dosáhneme přerušení závlahy ve chvílích, kdy jsou přirozené srážky dostatečné. Pro dostatečné pokrytí zavlažované plochy je nutné, aby se rozstřikovače překrývaly. Tedy aby každý rozstřikovač dosáhl poloměrem dostřiku na svého souseda. Tímto opatřením se omezí vliv nerovnoměrného množství srážek a povětrnostních podmínek působících na stříkající vodu. 2.5 Analýza konkurenčních systémů Při hledání konkurenčních projektů jsem se zaměřil především na nástroje určené pro zákazníky. Bohužel jsem neměl příležitost zjistit, jaké nástroje používají společnosti budující závlahy na klíč, ale myslím, že tyto nástroje rozhodně nebudou dostupné běžné veřejnosti. Zdarma dostupné návrhové programy jsem nalezl pouze dva. Oba jsou poskytovány výrobci zavlažovacích součástí, firmou ORBIT a Gardena. Tyto programy jsou zdarma přístupné na webových stránkách, ale pracují jen s komponenty dané společnosti. Při rozboru obou programů jsem shledal, že jejich ovládání je sice velice jednoduché, ale na druhou stranu neposkytuje uživateli mnoho možností. Ani jeden z programů jsem neshledal dostačující ani pro středně velkou a jen mírně členitou zahradu. Také způsob ovládání není dostatečně intuitivní a chybí mi možnost přesného umístění prvků. Jako velký nedostatek považuji nemožnost zakótování zavlažovacích komponent, oba programy sice pracují s rastrem, ale nutnost odměřovat všechny vzdálenosti ručně není moc šikovné Hodnotící kritéria U konkurenčních programů jsem hodnotil především snadné ovládání a složitost celého postupu. Program by měl také odpovídajícím způsobem zajistit tisk celého plánu a

25 2.5. ANALÝZA KONKURENČNÍCH SYSTÉMŮ 11 seznam komponent. Také jsem hodnotil možnosti vkládání a editace jednotlivých prvků uvnitř výkresu ORBIT sprinkler designer Hlavní nevýhodou tohoto programu je, že je určen pouze pro Kanadu a USA. Přesto jsem tento program vyzkoušel. Program běží pouze na počítačích s operačním systémem MS Windows. Hardwarové nároky jsou minimální, ale program se musí instalovat. Po dokončení instalace se program automaticky spustí. Program vás přehledně provede zadáním základních údajů. Celé ovládání programu je velice jednoduché, ale nedává uživateli moc možností. Tvar zahrady lze vybrat jen z několika málo předem připravených variant. Také jednotlivé prvky zahrady jsou tvarově velmi omezené, každý objekt lze vložit jako čtverec nebo čtyřúhelník. Jen strom má tvar kruhu. Všechny rozměry je možno plynule měnit tažením myši, ale nelze zadat přesné rozměry z klávesnice. U každého prvku jsou při editaci zobrazeny kóty, ale již není možné okótovat vzdálenosti mezi jednotlivými prvky, což považuji za značnou nevýhodu. Po navržení zahrady program pokračuje výběrem rozstřikovačů, které byste chtěli použít. Následně program odešle váš projekt společnosti ORBIT. Ta zašle vyhotovený projekt zpět. Toto řešení mi také nepřijde jako příliš vhodné. Jak již bylo naznačeno v úvodu, tento program jsem neměl možnost dále otestovat, protože je určen jen pro Ameriku. Protože samotný program neumožňuje rozmístění zavlažovacích prvků, není použitelný pro zákazníky v České republice. Obrázek 2.4: Program ORBIT sprinkler designer Gardena planner Tento program není nutné nijak instalovat, běží přímo ve webovém prohlížeči. Při spuštění nabízí i české prostředí. Je velice dobře graficky zpracován a celý postup návrhu je opět rozdělen do několika kroků. Při modelování zahrady sice nabízí větší volnost než program společnosti ORBIT, ale stále není možnost navrhnout složitější tvar pozemku. Rozměry objektů lze zadat pomocí klávesnice nebo tažením myši. Celý plán je umístěn do rastru s rozměry, ale u jednotlivých objektů se nezobrazují žádné kóty. Za nedostatek

26 12 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU považuji nemožnost přesného umístění objektu do výkresu, ani přichytávání objektů k sobě. Umístění komponent je vyřešeno dobře, z katalogu vybereme příslušný rozstřikovač a přesuneme ho do výkresu. Okolo rozstřikovače se zobrazí zavlažovaná oblast. Tu je možno tažením myši nebo přímou úpravou hodny editovat. U rozstřikovačů s nastavitelnou výsečí lze tuto hodnotu snadno upravit pomocí myši. Nevýhodou je, že se výseč vždy počítá od 0, tedy pokud chceme zavlažovat výseč od 180 do 360 je nutné komponentu otočit pomocí jiného nástroje. Rozmístění potrubí a rozdělení do větví považuji za velice nešťastné řešení. Středy rozstřikovačů se velice špatně zaměřují a celý postup je velice nepřehledný. Po vytvoření plánu zahrady a rozmístění rozstřikovačů nabídne program objednání dodatečných prvků zavlažovacího systému a následně zobrazí objednávku. Program by měl vypočítat i cenu celé objednávky, ale z neznámého důvodu nejsou u komponent uvedeny ceny. Při umísťování komponent systém ověřuje překročení kapacity zdroje. Tento program je již použitelný pro naše zákazníky, ale podle mého názoru se hodí jen pro opravdu velice malé projekty a neumožňuje vytvoření komplexního systému. Také nabídka zavlažovacích prvků společnosti Gardena není příliš bohatá a neposkytuje variabilitu. Obrázek 2.5: Program pro návrh zavlažování společnosti Gardena 2.6 Podmínky pro vznik komplexního softwaru S rostoucí klientelou se stal současný způsob zpracování návrhů neúnosně náročný a pomalý. Společnost AGF-závlahy tedy stála před volbou zpoplatnit návrh systému, zefektivnit jeho tvorbu, nebo umožnit zákazníkům vytvořit si celý návrh samostatně. Společnost AGF-závlahy zvolila poslední možnost a chce svým zákazníkům, umožnit snadno zpracovat celý návrh zavlažovacího systému. Avšak aby se předešlo problémům s kompatibilitou je zákazníkům umožněno snadno odeslat projekt ke konzultaci. Také celý systém bude usnadňovat komunikaci mezi zákazníkem a zaměstnanci Funkční požadavky zaměstnanců Tyto požadavky vznikly na základě potřeb a návrhů zaměstnanců firmy AGF-závlahy a podle metodik pro návrh automatických zavlažovacích systémů. Shrnují základní po-

27 2.6. PODMÍNKY PRO VZNIK KOMPLEXNÍHO SOFTWARU 13 žadavky na systém a pokrývají nutné předpoklady pro správný běh zavlažování (viz literatura [1]). 1. Zakreslení tvaru zahrady Uživatel bude moci nakreslit tvar zahrady pomocí základních primitiv (obdélník, kruh) nebo pomocí křivek. Tvarem zahrady je myšlena uzavřená křivka, která vyznačuje vnější hranice pozemku. 2. Zakreslení ploch Uživatel bude moci v plánu vyznačit jednotlivé plochy pomocí základních primitiv, nebo navrhnout uzavřenou oblast pomocí křivek. V návrhu se bude vyskytovat několik druhů ploch, odlišných svou funkcí. Plochy není možné překrývat, při vyznačení plochy jiného typu se původní plocha vyřízne, při vyznačení plochy stejného typu se přičte k původní. 3. Editování ploch Uživatel bude moci dodatečně editovat jak tvar zahrady, tak všechny plochy, které dosud zakreslil. Pokud dojde ke změně tvaru zahrady, budou přesahující prvky odstraněny (plochy oříznuty). 4. Rozmístění solitérních rostlin Uživatel bude moci vložit do projektu významné rostliny nebo seskupení rostlin. Tyto prvky se budou vkládat z předem připravené knihovny a uživatel bude moci určit parametry, jako je název, velikost, popis. Tento objekt bude graficky zobrazen nad plochami a je na nich nezávislý. V modelu bude prvek zobrazen schematickou značkou a po kliknutí se zobrazí dodatečné informace. 5. Rozmístění komponent Uživatel bude moci vkládat do systému jednotlivé prvky zavlažovacího systému. K tomu bude sloužit připravená knihovna komponent. Každá komponenta bude přehledně zobrazovat svůj popis, název a parametry, kterých může nabývat. V návrhu bude označena schematickou značkou. Po vybrání objektu se zobrazí dodatečné informace a nastavení. 6. Rozmístění rozstřikovačů Rozstřikovače mají stejné vlastnosti jako komponenty. Navíc bude mít každý rozstřikovač vyznačen dostřik pomocí barevné kružnice. 7. Automatické výpočty atributů rozstřikovačů Rozmezí hodnot jednotlivých atributů bude načteno z katalogu. Uživatel bude moci měnit tyto hodnoty v daném rozmezí a systém automaticky přepočítá všechny závislé hodnoty. Například při změně trysky nebo tlaku se přepočítá dostřik. Dále bude systém kontrolovat, zdali rozstřikovač nezasahuje do ploch, které nemají být zavlažovány a uživatele upozorní, pokud se tak stane. 8. Možnost rozdělit systém do větví Jednotlivé rozstřikovače budou automaticky rozděleny do větví, podle místa, kam jsou do systému zařazeny. Program upozorní, pokud je rozstřikovač připojen mimo větev, tedy mezi zdrojem vody a rozstřikovačem není žádný elektroventil. 9. Automatická kontrola maximálního průtoku Systém vypočítá spotřebu každého rozstřikovače připojeného k větvi a ověří dostatečnou kapacitu zdroje. 10. Automatická kontrola obsazení větve Systém kontroluje, zdali jsou na stejné sekci kompatibilní rozstřikovače. Ověří pracovní tlak v dané sekci.

28 14 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU 11. Rozmístění potrubí Uživatel bude moci do modelu umístit potrubní systém a elektroventily. Systém bude ověřovat návaznost jednotlivých prvků a uživateli nedovolí přidat nekompatibilní prvek. Přidáním elektroventilu do systému potrubí se automaticky vytvoří nová větev. 12. Práce ve vrstvách Do systému se bude moci přidat neomezené množství jednotlivých vrstev, které budou na sobě nezávislé. Do výsledného výkresu bude však zahrnuta vždy jen jedna vrstva každého typu. U každé vrstvy bude možno nastavit viditelnost a další parametry. 13. Správa vrstev Každá vrstva má jedinečného vlastníka. Ostatní (zaměstnanci) mohou editovat vlastní vrstvu. Uživatel může mazat nebo editovat pouze svou vrstvu. Uživatel může vytvořit kopii jakékoliv vrstvy a následně v ní provádět změny. 14. Kóty Ve výkresu se budou automaticky vytvářet orientační kóty. Uživatel bude také moci přidat vlastní kóty. Pro snazší měření vzdáleností se budou kóty vázat na již přidané objekty v systému. 15. Komunikace se zákazníkem Systém bude umožňovat oboustrannou komunikaci mezi zákazníkem a zaměstnancem. Tato komunikace bude archivována a tříděna podle uživatele a projektu, ke kterému je vztažena. 16. Automatické vytvoření kusovníku a objednávky Po dokončení návrhu bude vytvořen soupis součástek použitých v systému. Do tohoto soupisu budou zahrnuty pouze díly, které byly použity ve vrstvách aktivních pro výstup. Uživatel bude moci přidat do soupisu dodatečné položky. 17. Osobní údaje zákazníků - U každého uživatele budou uvedeny základní osobní údaje potřebné ke komunikaci se zákazníkem. 18. Přehledná zpráva zákazníků Uživateli (zaměstnanci) bude umožněno zobrazit, mazat a editovat data zákazníků. Ke každému zákazníku bude možno zobrazit všechny jeho projekty a zprávy. 19. Možnost informovat všechny zákazníky Uživatel bude moci zaslat hromadnou zprávu všem zákazníkům Funkční požadavky zákazníků 1. Snadná instalace programu Program bude možno použít s minimálními nároky na hardwarové a softwarové vybavení. Nejlépe bez instalace, aby byl program okamžitě k použití 2. Multiplatformnost Dostupnost programu na většině známých platforem, protože bude nabídnut široké veřejnosti. 3. Snadné nastavení všech základních parametrů Jednoduché a přehledné nastavení základních parametrů projektu i programu. Nastavení bude probíhat formou přehledného průvodce, který společně s uživatelem projde a vysvětlí všechny potřebné kroky.

29 2.7. USE CASE ANALÝZA Možnost použití obrázku, jako podkladu Uživatel bude moci, použít jako podklad předem připravený obrázek (plánek zahrady, výkres) Možnost rozmístění komponent bez nakreslení zahrady Uživatel bude moci rozmístit komponenty zavlažovacího systému jen na základě podkladového obrázku. Systém ale bude poskytovat jen omezené funkce, protože nerozezná rozdělení pozemku na plochy. Správná funkce komponent bude nadále kontrolována. 6. Ověření správnosti projektu Uživatel bude moci odeslat projekt k ověření společnosti. Systém po ověření upozorní uživatele a zobrazí výsledek kontroly. Případné změny budou v projektu umístěny v nové vrstvě. 7. Tisk plánu Uživatel bude moci vytisknout výsledný model. 8. Tisk objednávky a kusovníku Uživatel bude moci vytisknout objednávku i kusovník. V kusovníku budou jednotlivé komponenty rozděleny podle sekcí. 2.7 Use case analýza Use case diagramy slouží k jasnému specifikování fungování systému z pohledu uživatelských rolí. Use case je nástroj používaný v rámci UML jazyka používaného pro specifikaci a návrh softwarových projektů. Vzhledem k tomu, že celý systém nebude příliš rozsáhlý, vystačíme si jen se dvěma uživatelskými rolemi a jednoduchým systémem oprávnění. Zákazník Jak název této role napovídá, jedná se o zákazníka firmy AGF-závlahy. Každý uživatel má právo vytvářet a upravovat své vlastní projekty. Může také zasílat zprávy zaměstnancům společnosti. Zprávy nejsou adresovány konkrétně a na zprávu může odpovědět kterýkoli zaměstnanec. Počet projektů na zákazníka není omezen. Zaměstnanec Možnosti uživatelského účtu zaměstnanec se odvíjejí od přidělených oprávnění. Bez oprávnění může zaměstnanec pouze číst zprávy zaslané zákazníky a zasílat zprávy zákazníkům. Také může přidávat a mazat hromadné zprávy. Každý zaměstnanec může mít neomezeně oprávnění a lze je dynamicky měnit. Správce toto oprávnění umožňuje zaměstnanci ovládat všechny účty v systému. Může přidávat nebo odebírat práva zaměstnancům a také vytvářet a mazat zaměstnanecké účty. Je oprávněn spravovat účty zákazníků a v případě potřeby je i mazat. Revizor oprávnění umožňuje zaměstnanci revidovat projekty uživatelů. Editor opravňuje zaměstnance k editaci, přidávání a mazání jednotlivých zavlažovacích komponent.

30 16 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU Přihlášení uživatele Základní scénář: 1. Uživatel se chce přihlásit do systému 2. Uživatel otevře v prohlížeči úvodní stránku a zadá přihlašovací údaje ( Alternativa A uživatel ještě není zaregistrován) 3. Systém přihlásí uživatele a přesměruje ho na domovskou stránku podle oprávnění. Alternativa A: 1. Uživatel přejde na stránku s registrací 2. Uživatel vyplní potřebné údaje 3. Systém ověří správnost údajů, a pokud jsou v pořádku, tak vytvoří účet 4. Systém přesměruje uživatele zpět na přihlašovací stránku 5. Uživatel zadá přihlašovací údaje 6. Systém přihlásí uživatele a přesměruje ho na domovskou stránku podle oprávnění Vytvoření prázdného projektu Podmínky: Uživatel je přihlášen v roli zákazník Základní scénář: 1. Uživatel přejde na stránku s projekty 2. Uživatel vybere z nabídky vytvoření nového projektu 3. Uživatel zadá potřebné informace 4. Systém vytvoří nový prázdný projekt Vytvoření projektu Podmínky: Uživatel je přihlášen v roli zákazník Základní scénář: 1. Uživatel chce vytvořit projekt. 2. Uživatel přejde na stránku s projekty a otevře projekt

31 2.7. USE CASE ANALÝZA Editace projektu Podmínky: Uživatel je přihlášen v roli zákazník nebo zaměstnanec Uživatel je vlastníkem projektu, nebo má právo editovat projekty Uživatel má vytvořen prázdný projekt Základní scénář: 1. Uživatel chce editovat projekt 2. Uživatel přejde na stránku s projekty a vybere projekt, který chce editovat 3. Systém zobrazí aplikaci pro editaci 4. «extends» Uživatel vyplní pomocí průvodce všechny dodatečné informace. 5. Uživatel začne projekt vytvořením tvaru pozemku 6. Uživatel zakreslí do modelu všechny plochy a rostliny 7. Uživatel umístí do modelu zdroj vody 8. Uživatel rozmístí rozstřikovače 9. Uživatel připojí rozstřikovače na potrubí a potrubí připojí ke zdroji vody 10. «extends» Uživatel označí projekt k revizi Alternativa A: 1. Uživatel vybere odkaz pro zobrazení posledního projektu na titulní stránce 2. Pokračuje podle základního scénáře od kroku III Dokončení projektu Podmínky: Uživatel je přihlášen v roli zákazník Uživatel má vytvořený a editovaný projekt Základní scénář: 1. Zákazník je s projektem spokojen a chce jej realizovat 2. Zákazník přejde na stránku se souhrnnými informacemi o projektu 3. Uživatel vytiskne výkres pozemku 4. Uživatel vytiskne soupis součástek 5. Označí projekt jako dokončený a potvrdí odeslání objednávky. 6. Systém doručí potvrzující a označí projekt jako dokončený 7. Systém zaznamená objednávku 8. Společnost převezme objednávku a připraví zboží

32 18 KAPITOLA 2. ANALÝZA PODMÍNEK PRO VYTVOŘENÍ PROJEKTU Revize projektu Podmínky: Uživatel je přihlášen v roli zaměstnanec s oprávněním revizor Základní scénář: 1. Zaměstnanec přejde na stránku s žádostmi o revizi 2. Zaměstnanec vybere projekt 3. Systém zobrazí informace o projektu a všechny dosud provedené revize 4. Zaměstnanec přejde na stránku s editací projektu 5. «include» Editace projektu 6. Zaměstnanec vyplní zprávu o revizi 7. Systém odešle zprávu zákazníkovi a označí projekt jako revidovaný.

33 Kapitola 3 Implementace systému 3.1 Volba prostředí Při návrhu systému jsem se musel zaměřit především na snadnou dostupnost a jednoduchou instalaci aplikace a na přístup systému k informacím Dostupnost systému Celý systém musí být dostupný velkému množství uživatelů. Dále je nutné zajistit konzistenci dat, protože k jednomu projektu může ve stejném okamžiku přistupovat více než jeden uživatel. Data se v systému mohou dynamicky měnit, a proto je nutné udržovat aplikaci aktuální. Pokud bych celý systém navrhl jako desktopovou aplikaci, vznikl by problém s přenositelností mezi platformami a nutností instalace. Navíc bych se nevyhnul připojení aplikace ke vzdálenému zdroji dat. Z tohoto důvodu jsem se rozhodl rovnou implementovat celý systém jako online aplikaci. V dnešní době, kdy již nejsme omezeni připojením k internetu, se tato varianta jeví jako nejschůdnější řešení. Odpadá nutnost instalace a celý systém je dostupný z libovolného počítače. V případě potřeby společnosti Agf-závlahy je možné rozšířit online systém o desktopovou aplikaci určenou jen pro zaměstance. 3.2 Volba programovacích prostředků Dynamické webové stránky Základem celého systému je webový server. V našem případě se jedná o server Apache. Jako komunikační prostředek jsem zvolil jazyk HTML konkrétně ve verzi XHTML1.0 Strict. Tento moderní standart zajistí správné zobrazení a potřebnou rychlost ve většině dnes používaných prohlížečích. Samotné statické HTML stránky neobsahují všechny potřebné funkce pro běh systému. Je nutné na straně serveru použít jeden z mnoha dostupných programovacích jazyků. Zvolil jsem jazyk PHP, protože hosting firmy Agf-závlahy jinou technologii nepodporuje a také jsem mohl využít znalosti z předmětu X36WWW. 19

34 20 KAPITOLA 3. IMPLEMENTACE SYSTÉMU Jazyk CSS Grafický vzhled systému je definován pomocí kaskádových stylů (jazyka CSS). Tento jazyk umožňuje definovat rozložení stránky a vzhled jednotlivých html prvků. Dnes již je podporován téměř všemi prohlížeči, avšak jednotlivé implementace se liší Jazyk PHP Celý systém bude využívat jazyk PHP ve verzi 5.2, který již velice dobře podporuje objektové programování. Jádrem aplikace je framework Nette [2]. Je to velice mladý a slibný framework českého autora, který je plně objektový. Jeho předností je snadná instalace a rychlost. Díky převratnému způsobu tvorby odkazů a směrování jednoduše vytváří hezké adresy. Nette používá šablonový systém podobný smarty a obsahuje komponenty pro práci s formuláři, pro zprávu uživatelů a pro snadnou práci s obrázky. Jedinou nevýhodou je špatná dokumentace, protože framework je teprve v začátcích. Pro bezpečné přihlášení a identifikaci uživatele je nutné aby prohlížeč podporoval a měl aktivované soubory cookie. Jak je vidět ze statistik (viz. graf 3.1) získaných ze stránek společnosti Agf-závlahy ( používají soubory cookie všichni návštěvníci. PHP sice nabízí funkce pro připojení k databázi, ale jejich použití není pohodlné. Proto jsem pro přístup k databázi zvolil framework Doctrine[3].Tento framework umožňuje mapovat relační databázi na objekty a dále pracovat jen s nimi. Doctrine používá vlastní dotazovací jazyk DQL, který je velice podobný jazyku SQL, ale není závislý na použité databázi. Framework obsahuje nástroje pro vytvoření objektů ze stávající databáze nebo naopak. Bohužel ani dynamické stránky neposkytují dostatečné nástroje pro vytvoření celého zavlažovacího projektu. Problém je především s nakreslením modelu zahrady a rozmístěním komponent. Řešením je vložit na stránky dynamický objekt. Nejvíce rozšířenými jsou Java applet nebo flash aplikace. Rozhodl jsem se, použít Java applet, který využívá pro svůj běh JRE. S jazykem Java mám velice dobré zkušenosti a tento programovací jazyk společnosti Sun je poskytován zdarma Java Dle statistik je JRE potřebný pro běh programů v jazyce Java přítomen na většině počítačů (viz. graf 3.1. Pokud má uživatel nainstalován JRE, tak se Applet spustí automaticky, bez nutnosti další instalace. Java Applet je zvláštní objekt, který spolupracuje s webovým prohlížečem a používá ho ke svému zobrazení. Protože nejsme schopni zabránit spuštění Appletu jsou jeho práva značně omezená. Java applet nemá přístup k lokálnímu souborovému systému, kromě http protokolu nemůže otevřít síťové spojení a další omezení. Pro narýsování a rozmístění komponentů je to však ideální nástroj.

35 3.3. VOLBA DATOVÉHO ÚLOŽIŠTĚ 21 Obrázek 3.1: Graf nainstalovaných zásuvných modulů 3.3 Volba datového úložiště Uložení do souboru Uložení do databáze Volba databáze

36 22 KAPITOLA 3. IMPLEMENTACE SYSTÉMU

37 Literatura [1] IRIMON spol. s r. o. automatické závlahové systémy. Technologický předpis pro návrh a projekci závlahových systémů firmy IRIMON, spol. s r. o., volume 1. Rožmberská 1272, Praha 9, ČR, [2] David Grundl. Nette framework. [3] Guilherme Blanco Jonathan H. Wage, Roman S. Borschel. Doctrine, PHP Object Relational Mapper. 23

38 24 LITERATURA

39 Příloha A Seznam použitých zkratek HTML HyperText Markup Language HTTP HyperText Transfer Protocol HTTPS Hypertext Transfer Protocol Secure UML Unified Modeling Language WWW World Wide Web XML extensible Markup Language PHP PHP: Hypertext Preprocessor SQL Structured Query Language JRE Java Runtime Enviroment CSS Cascade Style Sheet 25

40 26 PŘÍLOHA A. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK

41 Příloha B Slovník Komponenta prvek zavlažovacího systému Větev Sekce zavlažovacího systému oddělená od hlavního potrubí elektroventilem. Každá větev je zvlášť ovládána řídící jednotkou. V jednom okamžiku nemůže být aktivní více jak jedna větev. 27

42 28 PŘÍLOHA B. SLOVNÍK

43 Příloha C Výkres návrhu zavlažovacího systému Jak vidíme v této ukázce, jako podklad pro návrh automatického zavlažovacího systému můžeme s úspěchem použít například plán pozemku od zahradního architekta. Ve výkresu je především důležité vyznačit jednotlivé plochy a rostliny, které by mohly překážet závlaze. 29

44 30 PŘÍLOHA C. VÝKRES NÁVRHU ZAVLAŽOVACÍHO SYSTÉMU Obrázek C.1: Výkres připravený pro zakreslení zavlažovacích komponent

45 Obrázek C.2: Hotový výkres s rozstřikovači a potrubím 31