Построение предметной области

Рассмотрим автоматизированную гидропонную систему, используемую в тепличных хозяйствах и оранжереях. Основа метода гидропоники заключается в выращивании растений не в земле, а в легком керамзите. Необходимые для растений питательные вещества поступают вместе с водой из специального, растворенного в воде минерального удобрения. Обеспечение нормальных условий роста растений, приближенных к оптимальным, наиболее просто решается путем создания автоматизированных систем обеспечения микроклимата в теплицах. Цель автоматизации гидропонной системы состоит в том, чтобы при минимальном вмешательстве человека добиться соблюдения режима выращивания растений.

Автоматизированная инкубатор должна контролировать и регулировать целый ряд заданных параметров замкнутой среды обитания растений: температуру, освещенность, влажность воздуха и почвы, уровень кислотности почвы рН, концентрацию питательных веществ в растворе.

Одной из частей предметной области является план выращивания растений, заданный для каждой из выращиваемых культур. Он описывает изменение во времени всех факторов внешней среды, обеспечивающих высокий урожай. В основе плана выращивания лежит таблица, в которой определенным моментам времени соответствуют необходимые действия. Таким образом, план выращивания отвечает за координацию во времени всех действий, необходимых при выращивании растений.

Выделение основных и второстепенных объектов

Основными объектами гидропонной системы, выполняющими активные действия, являются человек (оператор), компьютер (управляющая система), исполнительные устройства (нагреватель, вентилятор, лампа дневного света, емкости с водой и с удобрениями) и их датчики.

Определение связей между объектами

Оператор вводит в компьютер план выращивания растений. С помощью этого плана компьютер сопоставляет записанные там условия внешней среды с данными о параметрах среды, поступающими с датчиков, и в случае необходимости изменить какие-либо условия вырабатывает команды для соответствующих исполнительных устройств. Кроме того, компьютер – управляющая система обеспечивает внесение соответствующих записей в журнал выращивания растений.

Предварительный анализ проблемы и формулировка концептуальной модели

Каждая культура (цветы, овощи, фрукты) имеет свои особые свойства, существенные для технологии их выращивания. Например, для цветов важно знать время цветения и созревания семян, для овощей и фруктов – время опыления, сроки созревания плодов и сбора урожая. Таким образом, каждая выращиваемая культура имеет свой план выращивания, т.е. планы выращивания различных видов овощей сходны друг с другом, но отличаются от планов выращивания цветов или фруктов.

Например, согласно плану выращивания некоторых видов цветов, сразу же после появления листьев и до момента образования бутонов, требуется вносить удобрения для поддержания заданного уровня кислотности почвы. Для других же видов цветов план выращивания предусматривает через определенное время после посева семян повышение температуры и поддержание ее на этом уровне до начала цветения, а затем снижение температуры до определенного уровня с целью продления периода цветения.

Кроме того, в силу всяких причин стандартное развитие ситуации может каким-либо образом изменяться по непредвиденным причинам. Поэтому должна быть возможность вмешательства человека, позволяющая внести необходимые изменения, не предусмотренные планом выращивания.