21/ 22 الأسبوع 11 · المشروع النهائي والعرض 3 ساعات

تجميع المشروع النهائي والاختبار الميداني

Final Project Assembly & Field Testing

نجمع كل ما بنيناه في نظام واحد: عقد الحساسات + الشبكة + السيرفر + لوحة التحكم + الذكاء الاصطناعي + الأتمتة. نختبر كل مسار من البداية للنهاية، نعالج الأخطاء، نوثق الكود والدوائر، ثم ننشر النظام الكامل في موقع حقيقي بالمزرعة ليعمل 48 ساعة متواصلة.

مؤقت المحاضر 00:00 / 03:00

اضغط «ابدأ» مع بداية السيشن

Overview

نظرة عامة على السيشن

بنهاية السيشن ستكون قادراً على

تراجع معمارية النظام المتكاملة وتحدد نقاط الفشل.
تصمم وتنفذ اختبارات End-to-end لكل مسار (قراءة، أمر، توقع، تنبيه).
تطبق Error handling شامل في الـ firmware والسيرفر (إعادة المحاولة، القيم الافتراضية الآمنة).
توثق الكود والدوائر بمستودع منظم و README ومخطط توصيل.
تنشر النظام 48 ساعة في الحقل وتقيس أداءه بمؤشرات محددة مسبقاً.

التطبيق في مزرعة الكلية

تشغيل النظام المتكامل لكل فريق في موقعه الحقيقي بالمزرعة لمدة 48 ساعة: قراءات كل دقيقة، لوحة تحكم حية، توقعات ري، تنبيهات Telegram، وري شبه آلي — مع خطة مراقبة ومؤشرات نجاح قابلة للقياس.

المُخرج (Deliverable)

نظام زراعي متكامل جاهز للعرض: يعمل 48 ساعة في الحقل بمؤشرات موثقة (Uptime، نسبة التسليم، التنبيهات، أحداث الري)، مع مستودع كود موثق ومخطط دوائر ودليل تشغيل.

خطة السيشن (180 دقيقة)

0:00 مراجعة خطة اليوم + توزيع الأدوار في الفريق 10 د
0:10 شرح مراجعة المعمارية المتكاملة + خطة الاختبار 25 د
0:35 تطبيق Lab: التجميع والاختبار على المنضدة (Bench test) 40 د
1:15 استراحة استراحة 10 د
1:25 مشروع التوثيق: المستودع، README، مخطط الدائرة 30 د
1:55 ميداني ميداني: نشر النظام الكامل وبدء اختبار الـ 48 ساعة 55 د
2:50 تقييم خطة المراقبة والتسليم 10 د

الأدوات والمكونات

كل مكونات عقدة الفريقعلبة IP65 + وتد + سيليكابطارية + لوح شمسيلابتوب/Raspberry Pi المزرعةمنصة Smart Farm كاملةGitHub / GitLab

قاموس المصطلحات (Glossary)

System integrationتكامل النظام

جعل المكونات المنفصلة تعمل معاً كنظام واحد.

End-to-end testاختبار شامل

اختبار المسار من الحساس حتى الفعل في الحقل.

Bench testاختبار المنضدة

اختبار كامل في المعمل قبل النقل للحقل.

Acceptance criteriaمعايير القبول

شروط مسبقة تحدد نجاح المشروع.

Uptimeزمن التشغيل

نسبة الوقت الذي كان فيه النظام يعمل.

Regressionتراجع

ميزة كانت تعمل ثم تعطلت بعد تعديل.

READMEملف التعريف

أول ملف يقرؤه أي شخص في المستودع: ما المشروع وكيف يشغله.

Wiring diagramمخطط التوصيل

رسم يبين كل سلك من أين وإلى أين.

Runbookدليل التشغيل

خطوات التشغيل والإيقاف وحل المشاكل الشائعة.

Incident logسجل الحوادث

ما حدث، متى، الأثر، وكيف عولج.

Graceful degradationالتدهور الآمن

النظام يفقد ميزة دون أن ينهار كله.

Code freezeتجميد الكود

لا تعديلات أثناء الاختبار الميداني إلا لإصلاح حرج.

Part 1 · Architecture & test plan

المعمارية وخطة الاختبار

25 دقيقة

النظام المتكامل في 7 طبقات

العقدة (السيشن 1-4، 20)
ESP32 + DHT22 + Soil + LDR + Relay، فلترة، Fail-safe، OTA، Health.
الشبكة (5-6)
Wi-Fi للعقد القريبة + ESP-NOW/Gateway للبعيدة.
النقل (7-8)
MQTT (Mosquitto + ACL + LWT) أو HTTP POST بمفتاح API.
التخزين (8، 10، 20)
SQLite بفهارس + نسخ احتياطي يومي + أرشفة.
الواجهة (9، 11، 12، 19)
لوحة تحكم + خريطة + أوامر آمنة.
الذكاء (13-17)
نموذج الري + طقس حي + عتبة متفق عليها + مراقبة.
الأتمتة (18)
قواعد + Telegram + ري تلقائي + وحدة احتياطية محلية.

خطة الاختبار الشامل (End-to-end test plan)

#	الاختبار	الخطوات	معيار النجاح
E1	قراءة حتى اللوحة	غيّر رطوبة الحساس يدوياً	تظهر في اللوحة خلال ≤ 90 ث
E2	أمر مضخة	تشغيل 1 د من اللوحة	الـ Relay يعمل ≤ 60 ث ويتوقف وحده، والأمر done
E3	انقطاع الشبكة	افصل الراوتر 5 د أثناء ري	المضخة تتوقف + offline يظهر + عودة تلقائية
E4	فشل حساس	افصل DHT22	NULL في القاعدة، التربة تستمر، لا Crash
E5	توقع الري	تربة جافة 30 د	التوصية «اروِ» + احتمال ≥ العتبة
E6	تنبيه	رطوبة صوبة ≥ 90%	Telegram ≤ 10 د + المروحة
E7	إعادة تشغيل السيرفر	أعد تشغيل app.py و mqtt_ingest	لا فقد بيانات بعد العودة
E8	الأمان	أمر بدون تسجيل / بدون CSRF	401 / 403

توزيع الأدوار (كما في وثيقة الكورس)

Hardware: العقدة والعلبة والطاقة. Software: firmware والسيرفر والأتمتة. Data: النموذج والتحليل ومؤشرات الـ 48 ساعة. Web: اللوحة والخريطة والتقرير. كل عضو مسؤول عن اختبارات طبقته.

Part 2 · Assembly & bench test

Lab: التجميع والاختبار على المنضدة

40 دقيقة

معالجة الأخطاء في كل طبقة

الطبقة	الخطأ	السلوك المطلوب
Firmware	Wi-Fi فشل 10 ث	خزّن محلياً، أطفئ المضخة، أعد المحاولة لاحقاً — لا تعلق
Firmware	NaN من DHT22	لا ترسل الحقل
Ingest	JSON فاسد	سجّل warning وتجاهل
API	مدخل غير صالح	400 برسالة واضحة
Predictor	لا نموذج / لا إنترنت	قاعدة بديلة + قيم طقس احتياطية
Automation	Telegram فشل	سجّل الخطأ واستمر — لا تتوقف الحلقة

مشروع جاهز · Ready Project

المنصة كاملة

كل ملفات النظام النهائي في حزمة واحدة: السيرفر، اللوحة، الذكاء، الأتمتة، النسخ الاحتياطي، المراقبة، والـ firmware.

Terminal

python app.py
python mqtt_ingest.py --broker localhost --user dashboard --password ***
python automation.py --loop
python network_status.py
python backup.py

smart-farm/app.py smart-farm/predictor.py smart-farm/automation.py smart-farm/mqtt_ingest.py smart-farm/backup.py smart-farm/firmware/esp32_node_http/esp32_node_http.ino smart-farm/firmware/esp32_node_mqtt/esp32_node_mqtt.ino

تحميل المشروع كاملاً (agritech-smart-farm-web.zip)

Part 3 · Repository, README, wiring

التوثيق

30 دقيقة

PLAINTEXT هيكل مستودع الفريق المقترح

team-03-smart-farm/
├── README.md              # what, why, how to run, team roles, results
├── docs/
│   ├── wiring-diagram.png  # Tinkercad / Fritzing / hand drawing (clear!)
│   ├── calibration.md      # dry/wet values per sensor + date
│   ├── runbook.md          # start/stop, troubleshooting, contacts
│   └── field-test-48h.md   # KPIs + incident log
├── firmware/node_field_A/node_field_A.ino
├── server/                 # your copy of smart-farm (+ your changes)
├── analysis/notebooks/     # sessions 13-16 + final analysis
└── .gitignore              # farm.db, *.joblib, secrets.env, backups/

README جيد يجيب عن

ما المشكلة الزراعية؟ وفي أي جزء من المزرعة؟
كيف يعمل النظام (مخطط من صورة واحدة)؟
كيف أشغله من الصفر (أوامر قابلة للنسخ)؟
ما النتائج (أرقام الـ 48 ساعة + لقطة اللوحة)؟
ما القيود والخطوات القادمة؟

الأسرار خارج المستودع

كلمات سر Wi-Fi و MQTT و Telegram Token و SF_ADMIN_PASSWORD لا تُرفع أبداً. ضعها في secrets.env مضاف لـ .gitignore، واكتب في README أسماء المتغيرات فقط.

Part 4 · 48-hour field test

ميداني: اختبار 48 ساعة

55 دقيقة

تطبيق ميداني · مزرعة الكلية

نشر النظام الكامل في موقع حقيقي لمدة 48 ساعة

55 د

موقع كل فريق في المزرعة (الصوبة / حقل الخضر / حقل الذرة) + غرفة المزرعة للسيرفر

النشر
ركّب العقدة في موقعها، شغّلها، وتحقق من E1 و E2 في الموقع نفسه.
تجميد الكود
من هذه اللحظة لا تعديل إلا لإصلاح حرج (ويسجل في Incident log).
جدول المناوبة
عضو من كل فريق يراجع اللوحة 3 مرات يومياً (8 ص، 2 م، 8 م) ويسجل الملاحظات.
زيارة ميدانية يومية
صورة للنبات، فحص يدوي للتربة، فحص العلبة.
بعد 48 ساعة
صدّر البيانات واحسب مؤشرات النجاح أدناه.

ورقة تسجيل ميدانية (Field Data Sheet) — اطبعها أو انسخها

الوقت	المراجِع	كل العقد online؟	تنبيهات	أحداث ري	ملاحظات / حوادث

السلامة في الحقل:

المضخة الحقيقية يشغلها فني المزرعة فقط عبر Relay معزول.
إيقاف طوارئ: زر في اللوحة + المفتاح اليدوي للمضخة.
في حالة مطر أو عاصفة: تأكد من إحكام العلب.

مؤشرات نجاح الـ 48 ساعة (KPIs)

المؤشر	طريقة الحساب	الهدف
Uptime العقدة	دقائق بها قراءة ÷ 2880	≥ 95%
نسبة التسليم PDR	قراءات مستلمة ÷ المتوقعة	≥ 95%
قيم NULL	NULL ÷ القراءات	≤ 2%
تنبيهات صحيحة	تنبيهات لها سبب حقيقي ÷ كل التنبيهات	≥ 80%
أحداث الري	عددها + كل منها done + أثرها على الرطوبة	كلها موثقة
حوادث	من سجل الحوادث	كل حادث له سبب وعلاج

PYTHON حساب مؤشرات الـ 48 ساعة من farm.db

import sqlite3
import pandas as pd

con = sqlite3.connect("smart-farm/farm.db")
r = pd.read_sql("SELECT node_id, ts, air_temp_c, soil_moisture_pct FROM readings", con, parse_dates=["ts"])
end = r.ts.max(); start = end - pd.Timedelta(hours=48)
w = r[r.ts > start]
EXPECTED = 48 * 60                                    # one reading per minute
kpi = w.groupby("node_id").agg(readings=("ts", "size"),
                                minutes_with_data=("ts", lambda s: s.dt.floor("min").nunique()),
                                null_temp=("air_temp_c", lambda s: s.isna().sum()))
kpi["uptime_%"] = (kpi.minutes_with_data / EXPECTED * 100).round(1)
kpi["pdr_%"] = (kpi.readings / EXPECTED * 100).clip(upper=100).round(1)
kpi["null_%"] = (kpi.null_temp / kpi.readings * 100).round(2)
print(kpi)
cmds = pd.read_sql("SELECT node_id, actuator, status, source, created_at FROM commands", con, parse_dates=["created_at"])
print(cmds[cmds.created_at > start].groupby(["node_id", "status"]).size())

Wrap-up

الواجب والتسليم

الواجب الأسبوعي (Weekly Assignment)

إدارة اختبار الـ 48 ساعة حتى نهايته وملء سجل المناوبة والحوادث.
حساب KPIs بالكود أعلاه وكتابة field-test-48h.md.
إكمال المستودع: README + wiring diagram + calibration + runbook.
تجهيز العرض النهائي (السيشن 22): 10 دقائق + 5 عرض حي + 5 أسئلة.

قائمة التسليم (Submission Checklist)

0 / 6

اختبارات E1–E8 موثقة بالنتيجة قائمة ما قبل النشر مكتملة النظام يعمل 48 ساعة KPIs محسوبة المستودع موثق وبدون أسرار مسودة العرض النهائي

مراجع ومصادر

استعد للسيشن القادمة

السيشن الأخيرة: العرض أمام أساتذة الكلية وخبراء الزراعة. جهز الشرائح والعرض الحي (والبديل المسجل لو انقطعت الشبكة!).