In dieser Bachelorarbeit wird der komplette Softwareentwicklungsprozess einer Komponente eines mobilen Web-Systems mit integrierter Wissensdatenbank zur Unterstützung von industriellen Instandsetzungsprozessen dokumentiert. Bei dem in dieser Arbeit entwickelten Modul des Web-Systems handelt es sich um das Kommunikationsmodul, welche eine Kommunikationsschnittstelle bereitstellt, die sowohl von der mobilen Applikation, als auch von der Webanwendung verwendet wird.
Die Kernaufgabe des in diesem Projekt entwickelten Kommunikationsmoduls ist es, den Nutzern der Applikation bei der Lösung von Störfällen in industriellen Prozessen zu unterstützen. Dazu werden Möglichkeiten der Echtzeitkommunikation genutzt, um dem Anwender möglichst effiziente Problemlösungsprozesse bereitzustellen. Das Ziel ist es, auftretende Probleme vor Ort mit einem Techniker multimedial zu kommunizieren und bestehende Instandsetzungsverfahren effizienter zu gestalten.
Inhaltsverzeichnis
1. Vorbetrachtung
1.1. Zweck
1.2. Ziel
1.3. Aufgabenbeschreibung
1.4. Kapitelstruktur
2. Grundlagen
2.1. JSF 2.2
2.2. JPA 2.1
2.3. XHTML5
2.4. Applikationsserver
2.5. WebRTC
2.5.1. WebRTC Protokolle
2.5.2. RTCPeerConnection
2.6. Websocket
2.7. REST Web Services
2.8. JSON
2.9. Kurento
2.9.1. GStreamer
2.9.2. H.264
2.9.3. Kurento Module
3. Analyse
3.1. Erhebung
3.2. Analyseergebnis
3.2.1. Ressourcen des Kommunikationsmoduls
3.2.2. User Stories
3.2.3. Funktionale Anforderungen
3.2.4. Nicht-funktionale Anforderungen
3.3. Schnittstellen zu den anderen Projektbeteiligten
4. Konzeption
4.1. Kontinuierliche Integration
4.1.1. Versionsverwaltung
4.1.2. Build Automation
4.1.3. Deployment Pipeline
4.2. Kommunikationsprozess
4.2.1. Medienverhandlungsphase
4.2.2. Medienaustauschphase
4.2.3. Zusammenspiel der einzelnen Teilkomponenten
5. Realisierung
5.1. Kommunikation
5.1.1. Verbindung zum Media Server herstellen
5.1.2. Methoden des Media Servers
5.1.3. Einen anderen Benutzer kontaktieren
5.1.4. Verbindungsabbruch
6. Qualitätssicherung
6.1. Evaluierung
6.1.1. Interviews
6.1.2. Szenarien
6.1.3. Nicht-funktionale Anforderungen
7. Fazit und Ausblick
A. Anforderungsanalyse
A.1. Übersicht funktionale Anforderungen
B. Media Server
B.1. Komplette Methodenliste des Media Servers
B.2. Beispielhafte Methodenverwendung
C. Interview
C.1. Ausgefüllte Interview Bögen
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Bachelorarbeit ist die Konzeption und prototypische Entwicklung eines Kommunikationsmoduls für ein mobiles Web-System, das industrielle Instandsetzungsprozesse durch Echtzeitkommunikation unterstützt, um Ausfallzeiten von defekten Geräten durch eine effiziente, multimediale Problemlösung ohne Vor-Ort-Anwesenheit des Technikers zu verringern.
- Entwicklung eines Kommunikationsmoduls für ein industrielles Web-System
- Einsatz von Echtzeitkommunikation mittels WebRTC und Kurento
- Integration einer Wissensdatenbank zur effizienten Problemlösung
- Umsetzung einer REST-Schnittstelle für mobile und webbasierte Clients
- Fokus auf moderne Web-Technologien (Java EE 7, XHTML5) und Continuous Integration
Auszug aus dem Buch
5.1.3. Einen anderen Benutzer kontaktieren
Abbildung 5.1 zeigt das UML-Sequenzdiagramm eines der häufigsten Szenarios des Kommunikationsmoduls. Ein Anwender hat eine spezielle Frage zu seinem Problem und kontaktiert daher den Techniker per Livestream. Der Prozess beginnt mit dem Klicken auf den entsprechenden Button zum Starten des Anrufs. Der Android Service, der im Normalfall im Hintergrund aktiv ist, um auf eingehende Anrufe reagieren zu können, wird ab diesem Moment gestoppt und die WebView wird gestartet. Dadurch ist sichergestellt, dass der Anrufende während seines Anrufs nicht durch weitere Anrufversuche gestört wird. Sobald die WebView gestartet wurde, registriert sich der Anwender an der Websocket Schnittstelle, um Funktionen nutzen zu können, für die eine Authentifizierung notwendig ist.
Nun findet eine Validierung statt. Sollte der angegebene Nutzer bereits registriert sein, wird dies abgefangen und dem Nutzer durch eine entsprechende Mitteilung angezeigt. Sollte dies nicht der Fall sein wird der Nutzer auf dem Websocket registriert und diese Information an den Android Client weitergeleitet. Der nächste Schritt ist das Anpingen des ausgewählten Nutzers. Auch hier überprüft der Websocket zuerst, ob der anzurufende Nutzer der Anwendung überhaupt bekannt ist und signalisiert dies dem Android Client. Da in diesem Fall der aktuelle Anruf gescheitert ist, startet der Android Client daraufhin wieder den Service, um für eingehende Anrufe erreichbar zu sein. Sollte der Nutzer jedoch ebenfalls registriert sein, so kontaktiert der Websocket den ausgewählten Gesprächspartner. Dieser hat nun die Möglichkeit den Anruf anzunehmen, oder abzulehnen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Vorbetrachtung: Einführung in die Relevanz der Instandhaltung und Definition von Ziel sowie Aufgabenstellung der Arbeit.
2. Grundlagen: Erläuterung der technologischen Basis, insbesondere Java EE, WebRTC, Kurento und Kommunikationsprotokolle wie Websockets und REST.
3. Analyse: Durchführung der Anforderungsanalyse durch Erhebung, User Stories und Spezifikation funktionaler sowie nicht-funktionaler Anforderungen.
4. Konzeption: Festlegung der Systemarchitektur, des Entwicklungsprozesses mittels Kontinuierlicher Integration und des Kommunikationsprozesses.
5. Realisierung: Detaillierte Beschreibung der Implementierung der Kommunikationsschnittstellen, des Verbindungsaufbaus und des Echtzeitchats.
6. Qualitätssicherung: Dokumentation der Testvorgehensweise, Evaluierung durch Anwendungsszenarien und Reflexion der Qualitätseigenschaften.
7. Fazit und Ausblick: Zusammenfassende Bewertung der erreichten Ergebnisse und Aufzeigen von Potenzialen für zukünftige Erweiterungen.
Schlüsselwörter
Instandsetzung, Web-System, Java EE 7, WebRTC, Kurento, Websocket, REST Web Services, Kommunikation, Industrielle Instandsetzung, Softwareentwicklung, Echtzeitkommunikation, Automatisierung, Benutzerschnittstelle
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Kommunikationsmoduls für ein mobiles Web-System, das Industriebetriebe bei der Instandhaltung technischer Anlagen durch Echtzeitkommunikation unterstützt.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Zentral sind die Echtzeit-Videokommunikation mittels WebRTC, die Integration von Wissensdatenbanken, moderne Web-Architekturen (Java EE) und die Qualitätssicherung in Softwareprojekten.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Reduktion von Ausfallzeiten durch eine schnellere und effizientere Problemlösung zwischen Anwendern und Technikern, ohne dass ein Techniker physisch vor Ort sein muss.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt ein inkrementelles Vorgehensmodell für die Softwareentwicklung, kombiniert mit einer Anforderungsanalyse durch User Stories und einer abschließenden Evaluierung durch Anwendungsszenarien.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der verwendeten Technologien, die Anforderungsanalyse, das Systemkonzept, die technische Realisierung und die Qualitätssicherung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Die wichtigsten Begriffe sind Instandsetzung, Web-System, WebRTC, Kurento, Websocket, REST und Echtzeitkommunikation.
Warum wurde WebRTC in Verbindung mit Kurento gewählt?
WebRTC ermöglicht Echtzeit-Audio- und Videokommunikation direkt im Browser, während Kurento als Media Server die notwendige Infrastruktur für die Verarbeitung dieser Streams und Gruppenkommunikation bereitstellt.
Wie wird mit Verbindungsabbrüchen während eines Livestreams umgegangen?
Es wurde ein Wiederverbindungsmechanismus implementiert, der mittels einer SessionID sicherstellt, dass der Client nach einem Abbruch wieder auf bestehende Medienelemente zugreifen kann, anstatt die Verbindung komplett neu aufzubauen.
Welchen Stellenwert nimmt die Kontinuierliche Integration ein?
Sie ist ein Kernbestandteil der Entwicklung, um durch automatisierte Tests und Builds eine hohe Codequalität und eine effiziente Zusammenarbeit im Team zu gewährleisten.
- Arbeit zitieren
- Marcel Grube (Autor:in), 2016, Entwicklung eines mobilen Web-Systems mit integrierter Wissensdatenbank zur Unterstützung von industriellen Instandsetzungsprozessen: Kommunikationsmodul, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/412813
