Entrega 5 - Versão Final AV

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
SISTEMA DA INFORMAÇÃO
Sistema de Irrigação automatizado
Aluno: Lucas Martins dos Santos e Silva
Professor: Carlos Alberto de Farias
Sistema de Irrigação 
Lucas Martins dos Santos e Silva[footnoteRef:1] [1: Aluno concludente do curso de Bacharel em Sistemas de Informação do nome da IES.
2 Professor(a) Orientador(a) do artigo de nome da IES. ] 
Carlos Alberto de Farias2 
RESUMO 
O sistema de irrigação automatizado aplicado a qualquer tipo de plantação com leitura de três sensores (temperatura, umidade do solo e umidade relativa do ar). O sistema faz a leitura desses sensores a cada 1 minuto, logo após as leituras os dados são armazenados em um banco de dados e posteriormente sendo possível a emissão de relatórios do dia e gráfico de todo o período ou a consulta das leituras por dia/mês/ano ou por mês/ano. Com o sistema de irrigação automatizado podemos irrigar a plantação tanto automaticamente, através do limiar de umidade do solo, quanto pela irrigação manual de qualquer lugar do mundo com acesso à internet. A intenção desse sistema é a economia de água ajudando o meio ambiente e o controle maior comparando com outros tipos de irrigadores automatizados como controles dos sensores via microcontrolador nodemcu.
Palavras Chaves: Sistema de Irrigação. Economia de água. Sensores em tempo real.
Sumário
O problema	4
Tema do trabalho	4
Contextualização	4
A situação-problema	4
Breve descrição da solução	4
Contextualização do problema	5
Premissas e restrições do projeto	5
Caracterização da empresa	6
Histórico da empresa	6
Atividades da empresa	6 
Mercado consumidor	6
Concorrência	6
Organograma	7 
Proposta de trabalho	7 
Método de trabalho	7 
Previsão e alocação de recursos (humanos e materiais)	8 
Cronograma de trabalho (diagrama de Gantt)	8 
Previsão orçamentária	9 
O sistema atual	10 
Funcionamento do sistema atual	10 
Problemas do sistema atual	10
A solução	10 
O sistema proposto	10 
Justificativas para o novo sistema	11 
Situação desejada: objetivos gerais e específicos	11 
Soluções alternativas	11
Solução escolhida	12 
Escopo da solução	12 
Lista de requisitos do sistema	13 
Diagrama de casos de uso	14 
Especificações textuais dos casos de uso	14 
Modelo conceitual de classes	18 
Modelo conceitual de dados	19 
Referências Bibliográficas	20
1. O problema
1.1. Tema do trabalho
Sistema de irrigação automatizado, com controle de sensores em tempo real e banco de dados.
1.2. Contextualização
Um sistema automatizado de irrigação é muito mais eficiente que um sistema de irrigação manual. Além de economizar água visto que um sistema automatizado de irrigação, tem seu funcionamento programado
1.3. A situação-problema: 
Em um monte cheio de poluição e agrotóxicos, nada melhor que termos a nossa própria horta, plantação em casa ou até mesmo um jardim, mas na vida corrida de trabalho, problemas para resolver, filhos para cuidar, e com isso muitas vezes deixamos de cuidar de nossas plantas por não ter tempo hábil. 
1.4. Breve descrição da solução:
Nada melhor do que poder cuidar de nossas plantações é não se preocupar se elas estão irrigadas no momento certo e ter a certeza de que vão dar frutos, mas com a vida corrida do dia a dia, acabamos deixando-as de lado. O sistema proposto é um sistema de irrigação automatizado na web e mobile, com ele podemos controlar se a plantação será irrigada manualmente mesmo você estando longe dela, com a opção de irrigação a partir da baixa umidade do solo e com os sensores de temperatura, umidade do ar e umidade do solo. Podendo gerar relatórios e gráficos para melhor visualização. Um dos benefícios da irrigação automatizada são: redução do uso de água em até 50% gerando economia em seu bolso e a preservação do meio ambiente.
2. Contextualização do Problema
2.1. Premissas e restrições do projeto
Hoje em dia o assunto preservação do meio ambiente está em pauta em quase todas as reuniões de cúpulas governamentais, nossas florestas e áreas verdes estão sendo desmatadas e queimadas para o benefício de algumas empresas e até mesmo para o avanço urbano. 
Com a pauta de preservação em alta e com a vida corrida do dia a dia, fica difícil arrumar tempo para tudo e acabamos deixando de lado ou fazendo incorretamente a irrigação do jardim e plantações, sejam elas de produtores rurais ou de moradores da cidade. Com isso a irrigação acaba sendo feita sem exatidão pois não se é perceptível, sem os devidos conhecimentos, quanto de umidade a terra irá precisar, não tendo a certeza se a plantação foi irrigada com a quantidade de água necessária, em vista que a necessidade de água muda de acordo com o tipo de plantação e de acordo com a estação do ano, sendo assim, prejudicando o crescimento e acarretando na falta do controle do consumo de água, gerando maior custo.
 Premissa 1: O sistema de irrigação automatizado, busca com a ajuda do microcontrolador nodemcu fazer a leitura dos sensores de temperatura, umidade relativa do ar e umidade do solo, sendo esse último responsável pelo acionamento do sistema de irrigação, na exata quantidade de água, para chegar ao limiar de umidade do solo selecionado pelo usuário evitando o desperdício e consequentemente na diminuição dos custos. O controle do sistema será feito via web ou via app de qualquer lugar com acesso à internet.
 Premissa 2: O controle é todo feito pelo microcontrolador, com o uso do mesmo, reduzimos o custo em comparação aos irrigadores automatizados por tempo fixo, que já existem no mercado. 
Restrição: Para o sistema funcionar corretamente, é necessário ter acesso a internet no local. Caso o usuário esteja sem internet no momento, poderá verificar as leituras no display do produto que contém o microcontrolador e os sensores, que deverá ficar próximo a plantação, mas não terá acesso fora do local de plantação.
2.2. Caracterização da empresa 
2.2.1. Histórico da empresa 
A empresa em questão foi criada por mim, se chama LukinMar Solutions, atua no ramo de soluções inteligentes usando internet das coisas, foi criada em agosto de 2018, possui 3 funcionários, sendo eles 1 desenvolvedor, 1 gerente comercial e 1 suporte ao usuário.
2.2.2. Atividades da empresa
A LukinMar Solutions entrega soluções de internet das coisas de forma rápida e barata.
2.2.3. Mercado Consumidor
Os sistemas vendidos pela LukinMar Solutions servem problemas tanto de pessoas jurídicas quanto de pessoas físicas, ou seja, tanto a senhorinha que quer cuidar de sua horta quanto o produtor rural que visa automatizar e melhorar o processo de irrigação de sua plantação com o plus da economia de água são beneficiados pelas soluções de internet das coisas da LukinMar Solutions
2.2.4. Concorrência
Hoje a LukinMar Solutions possuí somente um sistema, o sistema de irrigação automatizado, o concorrente mais próximo são as empresas que vendem soluções de irrigação automatizada baseadas no tempo, ou seja, o produto irá acionar o irrigador no horário selecionado pelo usuário, o diferencial do irrigador automatizado da LukinMar Solutions é que ele sabe exatamente a hora que tem que irrigar e a hora que tem que parar de irrigar, não deixando a terra encharcada ou com pouca água.
2.2.5. Organograma	
2.3. Propostas de trabalho
2.3.1. Método do trabalho
O projeto será desenvolvido utilizando a linguagem de modelagem UML para modelar os diagramas de acordo com as necessidades do sistema, como diagrama de casos de uso e diagrama de classe. O sistema será feito com o auxílio do microcontrolador nodemcu, nele serão conectados 2 sensores, um de umidade relativa do ar e temperatura e outro de umidade do solo, o microcontrolador irá processar as leituras dos mesmos, mostrar no display do produto, enviar para o banco de dados e posteriormente mostrar na tela do aplicativo ou sistema na web. Podendo gerar relatórios diários, controle por gráficos e controle de todas as leituras já efetuadas. O microcontrolador é programado na linguagem de programação C++, o aplicativo e sistema web são programados nas linguagens de programação HTML, CSS, Javascript,PHP e MySQL para o banco de dados relacional. O sistema visa atender duas necessidades do usuário, a necessidade do usuário de não ter sempre que ir verificar na plantação se a mesma está úmida, só acessando o sistema esse sabe se ela está úmida ou não, se ela foi regada ou não, com isso evitando a perda de tempo do deslocamento que poderia ser usado pra outras coisas e a necessidade de não saber exatamente quanto de água já irrigou para não deixar a plantação encharcada ou seca demais e com isso aumentando a produtividade.
2.3.2. Previsão e alocação de recursos (humanos e materiais)
Recursos humanos:
· 01 Desenvolvedor fullstack
· 01 Gerente Comercial
· 01 Suporte ao usuário
Recursos materiais:
· Impressora Jato de tinta
· Notebook i3, 4GB de RAM, 500 GB, Windows 10
· Papel A4
2.3.3. Cronograma (Diagrama de Gantt)
2.3.4. Previsão orçamentária
- Desenvolvedor Fullstack – custo R$ 3000,00/mês;
- Notebook – custo R$ 2.500,00;
- Pacote Br Office – custo R$0 (Software Gratuito);
- Impressora – custo R$ 1250,00;
- Papel A4 – custo R$ 25,00;
- Tinta de impressão – custo R$ 130,00;
2.4. O sistema atual
2.4.1. Funcionamento do sistema atual
Atualmente quem usa algum tipo de sistema automatizado deve programar antecipadamente a periodicidade de irrigação. O funcionamento é através de um temporizador que informa ao sistema quando ligar e por quanto tempo permanecer ligado.
2.4.2. Problemas do sistema atual
Como o sistema atual usa temporizador para indicar quando o funcionamento deve ser ativado e por quanto tempo deve permanecer ativado, pode acarretar irrigações sem necessidade, aumentando o encharcamento do solo. Em ambientes com excesso de água no solo, há uma diminuição do oxigênio no solo, o que acarreta uma série de distúrbios no metabolismo das plantas que se manifestam no crescimento e desenvolvimento das plantas, além de afetar a nutrição mineral, a produção e translocação de reguladores de crescimento, a fotossíntese, a respiração, etc. podendo levar a planta a morte. 
3. A Solução
3.1. O sistema proposto
Propor criar um sistema, barato, que faça o gerenciamento do sistema de irrigação automatizado, seja ele do produtor rural quanto da dona de casa que queira ter um controle mais profissional de suas plantas.
3.1.1. Justificativas para o novo sistema
Mesmo com a vida corrida da cidade, as pessoas gostam de ter suas plantas, seu jardim e com isso acaba ficando complicado cuidar adequadamente delas. Existem no mercado sistemas de irrigação por tempo, mas que não visam o bem-estar e o crescimento saudável da plantação em vista que não tem o controle da umidade do solo.
3.1.2. Situação desejada: Objetivos Gerais e Específicos
3.1.2.1. Objetivos gerais
Melhorar e automatizar a irrigação de qualquer plantação, seja ela jardim, hortas, profissionais ou de quintal, aliando isso a preservação do meio ambiente e economia de água. 
3.1.2.2. Objetivos Específicos
Fazer com que as pessoas tenham um controle profissional mesmo com a vida corrida sem a necessidade de contratar profissionais no meio, apenas usando o seu celular para visualização, o sistema fará a irrigação da plantação automaticamente quando chegar no mínimo de umidade necessário para aquela plantação.
3.1.2.3. Soluções alternativas
As soluções alternativas para o meu sistema seriam a irrigação manual mas com a vida corrida de hoje em dia, onde se tem que sair cedo para trabalhar, voltar tarde, cuidar dos filhos se tiver, cuidar da casa, etc. as plantas acabam ficando de lado, com isso levando a morte delas e se houver irrigação não haverá controle da quantidade de água e nem se a plantação está precisando ser irrigada naquele momento com isso, podendo acarretar no encharcamento do solo o que também leva a perda de nutrientes e até a morte da planta, a outra solução alternativa seria o uso de irrigadores com temporizador, com eles seria possível irrigar a plantação sem a necessidade de estar no local no momento, mas também tem o problema de controle da quantidade de água e nem se a plantação está precisando ser irrigada naquele momento, ou seja, as duas soluções alternativas tem os mesmos problemas, o encharcamento do solo ou a secura do solo que pode levar a morte das plantas e o controle da quantidade de água levando ao desperdício. 
3.2. Solução escolhida
Será feita a modelagem de todos os diagramas usando os conceitos da linguagem UML que irá facilitar o entendimento dos requisitos e documentar todos os passos que serão feitos no desenvolvimento do sistema. O sistema será projetado para ser executado em ambientes WEB e em aparelhos celulares ou tablets com o sistema operacional Android. Será desenvolvido em com as linguagens PHP, C++ e MySQL.
3.2.1. Escopo da solução
Os usuários terão a visualização dos sensores de temperatura (graus celsius e fahrenheit), umidade do solo e umidade relativa do ar, na localidade onde o sistema está em execução, tendo acesso a relatórios diários e gráficos com o histórico de leitura dos sensores e a opção de irrigação manual das plantações. 
Desta forma o usuário terá o controle e acompanhamento total de sua plantação, de qualquer lugar do mundo, com acesso à internet, aliado a economia de água. O sistema apenas fica responsável pelo momento exato na hora de irrigar a plantação desde que o sistema esteja ligado e funcionando, ele não fará o trabalho de verificação se a plantação está crescendo normalmente, se a terra está adubada, etc. esse controle deverá ser feito por conta do usuário.
3.2.2. Lista de Requisitos do Sistema
3.2.2.1. Requisitos Funcionais
· RF1: Gerar Relatório – Essencial
Permitir a criação de relatórios do dia;
· RF2: Gerar Gráfico – Essencial
Permitir a criação de gráfico com o histórico das leituras;
· RF3: Irrigação manual – Essencial
Permitir o usuário irrigar manualmente a plantação;
· RF4: Leitura dos sensores de umidade do ar, umidade do solo e temperatura ambiente – Essencial
Permitir o usuário visualizar a leitura dos sensores em tempo real;
· RF5: Irrigação automática – Essencial
O sistema irá irrigar a plantação automaticamente quando a umidade do solo estiver abaixo do limite proposto pelo usuário;
3.2.2.2. Requisitos Não Funcionais
	
· RNF1: Design responsivo – Produtos/Usabilidade
A interface deve prover a possibilidade de o sistema ser usado por diferentes dispositivos, computadores, celulares, tablets;
· RNF2: Plataforma WEB – Produtos/Compatibilidade
O sistema deve rodar em uma plataforma web e/ou aplicativo Android;
· RNF3: Uso da linguagem PHP e C++ - Organização/Implementação
O sistema deve ser desenvolvido na linguagem PHP para o sistema e na linguagem C++ para o microcontrolador nodemcu;
· RNF4: Uso do SGBD MySQL – Organização/Implementação
O sistema deve rodar no SGBD MySQL.
3.2.3. Diagrama de casos de uso
3.2.4. Especificações textuais dos casos de uso 
· Caso de uso 1: Gerar relatório.
Ator principal: Usuário.
Objetivo: Permite o usuário gerar o relatório com as leituras dos sensores do dia.
Pré-condições: Deve ter havido leituras naquele dia.
Pós-condições: Relatório do dia gerado.
Cenário de sucesso principal
Interação Usuário e Sistema
1 – O usuário realiza o login;
2 – O sistema verifica os dados;
3 – O sistema retorna a tela inicial do funcionário ou erro no login;
4 – O usuário entra na tela de dados;
5 – O usuário clica na opção gerar relatório;
6 – O relatório é gerado.
· Caso de uso 2: Gerar gráfico.
Ator principal: Usuário.
Objetivo: Permite o usuário gerar o gráfico com as leituras dos
sensores desde o início do funcionamento.
Pré-condições: Deve ter havido leituras anteriores.
Pós-condições: Gráfico com as leituras anteriores é gerado.
Cenário de sucesso principal
Interação Usuário e Sistema
1 – O usuário realiza o login;
2 – O sistema verifica os dados;
3 – O sistema retorna a tela inicial do funcionário ou erro no login;
4 – O usuário entra na tela de sensores;
5 – O usuário clica na opção gráfico;
6 – O gráfico é gerado.
· Caso de uso 3: Irrigar manualmente.
Ator principal: Usuário.
Objetivo: Permite o usuário irrigarmanualmente as plantações.
Pré-condições: Deve haver a ligação do relé com a válvula solenoide.
Pós-condições: Irrigação das plantações.
Cenário de sucesso principal
Interação Usuário e Sistema
1 – O usuário realiza o login;
2 – O sistema verifica os dados;
3 – O sistema retorna a tela inicial do funcionário ou erro no login;
4 – O usuário entra na tela de sensores;
5 – O usuário clica na opção irrigar manualmente;
6 – O microcontrolador ativa o relé;
7 – O relé ativa a válvula solenoide;
8 – A irrigação é feita.
· Caso de uso 4: Leitura dos sensores.
Ator principal: Microcontrolador.
Objetivo: Realizar a leitura dos sensores de umidade do solo, umidade do ar e temperatura ambiente.
Pré-condições: Deve haver a ligação dos sensores no microcontrolador.
Pós-condições: Leitura dos sensores.
Cenário de sucesso principal
Interação Microcontrolador e Sistema
1 – O microcontrolador faz a leitura dos sensores;
· Caso de uso 5: Gravar leitura dos sensores.
Ator principal: Microcontrolador.
Objetivo: Realizar a gravação da leitura dos sensores de umidade do solo, umidade do ar e temperatura ambiente.
Pré-condições: Deve ter havido a leitura dos sensores.
Pós-condições: Gravação das leituras.
Cenário de sucesso principal
Interação Microcontrolador e Sistema
1 – O microcontrolador irá se conectar à internet;
2 – O microcontrolador verifica os dados;
3 – O microcontrolador irá gravar os dados dos sensores no banco de dados;
· Caso de uso 6: Irrigação automática.
Ator principal: Microcontrolador.
Objetivo: Realizar a irrigação automática da plantação.
Pré-condições: Deve ter havido a leitura do sensor de umidade do solo abaixo do limiar seco.
Pós-condições: Irrigação automática da plantação.
Cenário de sucesso principal
Interação Microcontrolador e Sistema
1 – O microcontrolador verifica os dados de leitura do sensor de umidade do solo;
2 – O microcontrolador ativa o relé;
3 – O relé ativa a válvula solenoide;
4 – A irrigação automática é feita;
· Caso de uso 7: Controlar relé.
Ator principal: Microcontrolador.
Objetivo: Realizar o controle do relé.
Pré-condições: Deve ter havido a solicitação de irrigação da plantação.
Pós-condições: ativação da válvula solenoide.
Cenário de sucesso principal
Interação Microcontrolador e Sistema
1 – O relé ativa a válvula solenoide;
2 – A ativação da válvula solenoide é feita;
· Caso de uso 8: Controlar válvula solenoide.
Ator principal: Microcontrolador.
Objetivo: Realizar o controle da válvula solenoide.
Pré-condições: Deve ter havido o pulso de ativação do relé.
Pós-condições: Irrigação da plantação.
Cenário de sucesso principal
Interação Microcontrolador e Sistema
1 – A válvula solenoide permite a passagem da água;
2 – A irrigação é feita;
3.2.5. Modelo conceitual de classes
3.2.6. Modelo conceitual de dados
4. Referências Bibliográficas 
Solace Powell traduzido por Elen Guimaraes. Irrigação.NET – Saiba como usar um irrigador automático em seu jardim. Disponível em <https://www.irrigacao.net/irrigacao-paisagismo/saiba-como-usar-um-irrigador-automatico-em-seu-jardim>. Acesso em 05 de setembro de 2019.
Melicio Machado – Blog Laredo – Vantagens da irrigação automática para áreas residenciais. Disponível em <https://blog.laredo.com.br/irrigacao-automatizada/>. Acesso dia 05 de setembro de 2019.
Thiago C. de Souza; Paulo César Magalhães; Evaristo M. de Castro; Décio Karam; Sidney N.; Parentoni; Fabricio J. Pereira – Efeito do Encharcamento do Solo nos Diferentes Ciclos de Seleção do Milho Saracura BRS 4154. Disponível em <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/29921/1/Efeito-encharcamento.pdf>. Acesso em 18 de setembro de 2019.
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