Дипломный проект как способ тестирования открытых решений: кейс Казанского техникума связи

Где взять тестировщиков-экспериментаторов?

Автор не имеет профессионального отношения к электронике и занимается веб-разработкой, но причисляет себя к группе модульных радиолюбителей, которые опираются на поделки на базе Arduino. Так случилось, что писать собственные прошивки с нуля для разных хозяйственных задач стало нестерпимо грустно (зоопарк и версионность решений выносил мозг постоянно), поэтому была предпринята попытка взять за основу универсальное решение и модифицировать “под себя”. Так автор познакомился с третьей версией проекта IoTManager.

После ряда модификаций по архитектуре, добавления идей по концепции проекта и погружения в очень приветливое, но строгое сообщество образовалась первая тестовая версия “четверки”, в создании которой автор принял непосредственное участие.

Проблемой стало то, что вся работа ведется на общих основаниях, в свободное время, не оплачивается, и, как следствие, иметь команду тестировщиков на уровне вытянутой руки очень проблематично. А решением — то, что появилась мысль внедрить идею реализации дипломных проектов на базе готовой прошивки. Автору дали троих студентов по специальности “Компьютерные системы и комплексы” – ура! Правда, позднее обращение не позволило заполучить отличников, но, как показала работа в конце, это было даже плюсом, а ребята продемонстрировали отличную активность.

У студентов были следующие задачи:

1. Разобраться в работе прошивки без подробных инструкций

2. Подобрать вариант по получению информации с датчиков и управлению исполнительными модулями системы

3. Построить простую логику с использованием языка сценариев.

Работу усложнял тот факт, что четвертая версия прошивки была, по сути, в стадии альфа-версии, и ребята оказались не столько тестировщиками, сколько экспериментаторами. Возможно, сложно разбираться с новым инструментом, еще и в стадии первичной разработки, но логика молодого мозга под осознанием факта, что можно не защитить диплом, творит чудеса!

Результат любого проекта – это работа команды

Конечно, студенты не оставались одни в поле с железками такого типа:

Автор регулярно проводил обсуждение, обучение и корректировку микрозадач, – работал наставником. Ближе к защите организовал в своем кабинете мини-лабораторию с паяльником, инструментами, кучей проводов и, конечно, мусором. На самом деле, каждый вопрос или недоумение ребят были бесценной информацией для корректировки работы прошивки. Вариантов комбинаций параметров конфигурации они генерировали пачками, функционала не хватало, в лексическом анализаторе сценария находились баги и многое другое. Например, текущий вариант профилирования настроек с использованием скрипта сборки прошивки был создан именно из потребности постоянной перенастройки (переключения) конфигурации под определенный проект.

Работа со студентами скорректировала и утвердила модульную архитектуру прошивки, что позволяло добавлять новые необходимые для дипломов функции, дорабатывая программные интерфейсы взаимодействия ядра и модулей.

В целом, такая форма взаимодействия оказалась полезной и студентам. Они успешно защитились и были довольны результатом, музей получил как минимум один законченный инструмент по автоматизации экспонатов, а автор смог отладить прошивку на первом этапе разработки новой архитектуры.

Немного о тестируемой прошивке IoTManager

Модульная система автоматизации с открытым исходным кодом на базе esp8266/esp32 микроконтроллеров и приложения iot manager, которые позволяют решать ряд задач автоматизации. Данные микроконтроллеры получили свою популярность благодаря низкой стоимости. Каждый такой микроконтроллер способен подключаться к вашему домашнему wi-fi роутеру. Их можно приобрести в любом магазине робототехники или на “Алиэкспресс”, существуют также готовые устройства на их основе. Данный микроконтроллер имеет определенное количество выводов, на которых формируются цифровые сигналы. К нему можно подключать различные периферийные устройства: датчики, реле, шаговые двигатели, сервоприводы и т. д.

Прошивка позволяет получать данные со всех этих устройств и управлять ими. Для отображения данных используется приложение IotManager, доступное для ios и android. Для того, чтобы связать устройства и приложение, необходим специальный mqtt сервер, по-другому, mqtt брокер. Все устройства вначале подключаются к wi-fi роутеру, а затем и к данному mqtt брокеру, также к нему подключается и приложение.

Брокер mqtt можно использовать облачный, например почти бесплатный wqtt. ru, или собственный, поднятый, например, на одноплатном компьютере raspberry pi. Есть также второй способ управления устройствами, который работает, даже когда у вас нет интернета — управление идет через web-браузер. Все ваши устройства будут доступны на одной странице. Оба способа — через приложение или через web — работают одновременно с полной взаимно обратной синхронизацией.

Логика работы каждого устройства настраивается с помощью сценариев. Они нужны для того, чтобы научить устройство выполнять вами придуманные алгоритмы. На любое действие можно назначить любую реакцию. Поднялась температура – устройство отключит нагреватель. Упала влажность и уровень в баке больше 10% — устройство запустит полив, если нет, то пришлет вам уведомление в Telegram о том, что воды недостаточно. Это лишь несколько примеров. Сценарии создаете вы сами и их гибкость позволит выполнить любое ваше желание.

Релиз четвертой версии состоялся 26 ноября 2022 г. Она используется сотнями людей на территории СНГ.

Главные фишки проекта:

● Отсутствие зависимости от облака, когда это необходимо, т. е. выстроена полностью автономная работа с полноценным интерфейсом управления и логикой выполнения

● Возможность полной переконфигурации с подключением иных датчиков без перепрошивки, в том числе, изменение сценариев “на ходу” с любого телефона или компьютера

● Добавление в проект своего программного модуля, например, для поддержки особого датчика или исполнительного устройства без уведомления автора, без создания форка, без изменения файлов основного проекта

● Собственный упрощенный язык сценариев для написания алгоритмов реакции на происходящие в системе события

● Прозрачное сетевое взаимодействие контроллеров (в текущей версии посредством mqtt, в планах — TCP) с доступом к событиям и данным всех контроллеров.

Более подробно ознакомиться с проектом можно в telegram-канале или на сайте (находится в стадии наполнения) . Здесь короткое видео с описанием новой версии.

Что на выходе

Дипломный проект – это отличный инструмент проверки идеи или гипотезы, создание рабочего прототипа, получение отзыва и рекомендаций от стороннего наблюдателя с академической и не только точек зрения. Посмотрите вокруг, вероятно, рядом с вами есть техникум или колледж. Я уверен, они с интересом подключатся к вашей работе.

Да, это не профессиональные тестировщики, и мы не вырабатывали протоколы фиксации изменений, не следовали специальным паттернам. Это будет довольно сложным моментом для тех, кто захочет повторить и будет ожидать какого-то конвейера. В данном варианте сотрудничества, скорее, важен креатив и нестандартность мышления молодых людей, которые еще не успели привыкнуть к современным методам и подходам разработки и тестирования.