Smart Garden (mobiel)

01 / HET VERHAAL

1. 01 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Introductie

   Nadat de desktopversie van Smart Garden was opgeleverd, kreeg ik de kans om het project in mijn eigen eindexamen Mobile Development verder uit te werken. In plaats van vanaf nul te beginnen, besloot ik het concept van Smart Garden om te zetten naar een mobiele applicatie.

   Doordat ik inmiddels meer ervaring en kennis had opgedaan, kon ik het project met een beter overzicht en een duidelijkere structuur aanpakken dan de eerste keer.

2. 02 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Doel en Doelgroep

   Het doel van de mobiele applicatie is om eigenaren van verticale tuinen, met name medewerkers van The Field, een gebruiksvriendelijke manier te bieden om sensoren en pompen op afstand te monitoren en aan te sturen.

   Gebruikers kunnen via de app bodemvochtigheid en andere gegevens inzien, irrigatieschema's instellen, planten toevoegen en historische data raadplegen. Er is bewust gekozen voor verschillende gebruikersrollen: normale gebruikers kunnen enkel gegevens inzien, terwijl admins volledige controle hebben over het beheer van de tuin.

3. 03 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Technische Keuzes

   Voor de applicatie zelf koos ik voor React Native met TypeScript, een framework waar ik al goed mee overweg kon en dat het mogelijk maakt om in de toekomst ook op iOS uit te breiden.

   Voor de backend bouwde ik eerst een eigen API in Node.js, maar stapte ik uiteindelijk over naar Flask, omdat Python prettiger werkte dan JavaScript voor dit deel van het project.

   Lokale data, zoals gebruikers- en plantgegevens, wordt opgeslagen met AsyncStorage in plaats van een volwaardige database, nadat meerdere pogingen om een database te implementeren niet naar wens verliepen. Wachtwoorden worden hierbij wel gehasht opgeslagen, zodat de gegevens toch enigszins beschermd blijven.

4. 04 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Raspberry Pi

   Voor de communicatie met de sensoren en de pomp bij The Field, die worden aangestuurd door een Raspberry Pi 4, koos ik voor een SSH-verbinding waarbij JSON-bestanden via het SCP-protocol werden uitgewisseld.

   Op mijn mobiel gebruikte ik Termux om deze verbinding op te zetten en om een kleine Node.js-server te draaien die de data via HTTP-verzoeken beschikbaar maakte voor de app.

   Deze opzet werkte in eerste instantie goed, maar na verloop van tijd viel de SSH-verbinding meerdere keren onverwacht uit en bleef deze onbeschikbaar. Om de applicatie toch volledig werkend te krijgen, heb ik ervoor gekozen om de sensordata tijdelijk hardcoded in de Flask-API te plaatsen, zodat de rest van de app wel volledig getest en getoond kon worden.

5. 05 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Functionaliteiten

   De applicatie bevat onder andere een inlog- en registratiesysteem, een homepagina met een vijfdaagse weersverwachting en een overzicht van de planten aan beide kanten van de kas, en een pagina met alle ooit toegevoegde planten.

   Op de pagina van een individuele plant wordt automatisch een deel van de gegevens ingevuld via de Perenual API, en kan de aanwezigheid, locatie en status van de plant worden beheerd.

   Daarnaast zijn er aparte pagina's voor sensoren, pompen en een logboek van data en foutmeldingen. Alleen admin-gebruikers kunnen planten toevoegen, wijzigen of verwijderen en hebben toegang tot beheerfuncties zoals het verwijderen van de database.

6. 06 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Problemen

   Naast de wegvallende SSH-verbinding liep ik tegen een aantal andere technische uitdagingen aan. React Native ondersteunt standaard geen interne communicatie binnen hetzelfde domein, waardoor ik CORS goed moest configureren om de app en de Flask-API probleemloos met elkaar te laten praten.

   Ook het opslaan van gevoelige gegevens, zoals API-sleutels, in een apart .env-bestand bleek problematisch: na het toevoegen van de benodigde dependency crashte de applicatie volledig, zonder dat ik de oorzaak kon achterhalen. Uiteindelijk heb ik ervoor gekozen om deze gegevens, noodgedwongen, hardcoded in de applicatie te verwerken.

7. 07 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Toevoegingen

   Tijdens de ontwikkeling heb ik een aantal functionaliteiten toegevoegd die niet in het oorspronkelijke ontwerp stonden. Zo kan er per plant een irrigatieschema worden ingesteld, waarin wordt bijgehouden hoe vaak een plant water nodig heeft en wanneer de volgende irrigatie gepland staat.

   Ook kunnen admins alle gegevens van een plant achteraf aanpassen, en heb ik een functie toegevoegd om planten volledig uit het systeem te verwijderen, iets wat in eerste instantie ontbrak.

8. 08 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Ongerealiseerd

   Niet alles is gelukt zoals oorspronkelijk gepland. Het automatisch invullen van plantgegevens bleek uiteindelijk complexer dan gedacht, omdat hiervoor eigenlijk twee API's nodig waren in plaats van één: een vertaal-API om de ingevoerde tekst naar het Engels om te zetten, voordat deze als parameter aan de Perenual API kon worden meegegeven.

   Ook een exportfunctie voor sensor- en plantdata naar CSV of PDF heb ik uiteindelijk laten liggen, omdat ik meer tijd kwijt was aan het afronden van de kernfunctionaliteit dan verwacht.

   Live sensordata kon door de wegvallende SSH-verbinding niet worden gerealiseerd, en de sensoren zelf waren op het moment van opleveren ook nog niet fysiek in de kas geïmplementeerd.

   De functionaliteit om de pomp op afstand aan te sturen is technisch wel aanwezig, maar bewust niet volledig actief gemaakt: zonder een stabiele verbinding en zonder toezicht durfde ik het risico niet te nemen dat de pomp niet meer uitgeschakeld zou kunnen worden.

9. 09 / SMART GARDEN (MOBIEL)

   Kwaliteitsborging

   Om de betrouwbaarheid van de applicatie te waarborgen, heb ik uitgebreid handmatig getest aan de hand van vooraf opgestelde testcases, gericht op zowel de normale gebruiker als de admin.

   Vrijwel alle geteste functionaliteiten, zoals registreren, inloggen, planten toevoegen, filteren en verwijderen, bleken succesvol te werken. Eén test bracht aan het licht dat er geen foutmelding werd getoond bij het invoeren van een ongeldige gebruikersnaam, wat ik vervolgens heb opgelost door een validatiefunctie en een duidelijke foutmelding toe te voegen.

10. 10 / SMART GARDEN (MOBIEL)

    Eindresultaat

    Het eindresultaat is een volledig functionerende mobiele applicatie die het beheer van een verticale tuin overzichtelijk en toegankelijk maakt, ook al draait een deel van de data momenteel nog op hardcoded waarden in plaats van live sensordata.

    Mocht de SSH-verbinding met de Raspberry Pi in de toekomst weer stabiel werken, dan zou de overstap naar echte live data relatief snel te realiseren moeten zijn.

    Dit project heeft mij vooral veel geleerd over het combineren van mobiele ontwikkeling met hardware-integratie, en over hoe je omgaat met onderdelen die, ondanks je beste inspanningen, niet altijd volledig naar wens werken.

02 / ONDER DE MOTORKAP

03 / SAMEN GEMAAKT

• A. Oomen

  Smart Garden (mobiel) / Development