Bachelorarbeit: Konzeption und Umsetzung einer erweiterbaren Systemarchitektur für eine Raumverwaltung mit digitalen Türschildern

Im Verlaufe meines Studiums der Medieninformatik an der Hochschule Osnabrück ist mir klar geworden, dass mich die Webentwicklung interessiert. Aus diesem Grund wollte ich meine Bachelorarbeit in einem Unternehmen schreiben, das in diesem Bereich tätig ist. Durch eine Internetrecherche bin ich schließlich auf basecom aufmerksam geworden. Ich fand den Webauftritt von basecom gut und später konnte mich vor allem die entspannte Firmenkultur überzeugen.

Im Rahmen meiner Bachelorarbeit habe ich mich mit der Entwicklung der Systemarchitektur für ein digitales Türschildersystem beschäftigt. Ziel der Bachelorarbeit sollte es sein, die Entwicklung eines finalen Systems für digitale Türschilder bei basecom zu unterstützen.  

Aufgabenstellung und Ziel: Ein neues digitales Türschildsystem für basecom

Die Mitarbeiter*innen von basecom haben die Möglichkeit, für Termine oder Besprechungen einen von sieben unterschiedlich großen Besprechungsräumen zu buchen. Die Reservierung bzw. Buchung der Räume erfolgt über Google Calendar. In dieser Web-App können alle Mitarbeiter*innen auch einsehen, welche Räume von wem und zu welchem Zweck belegt werden. 

Seit einigen Jahren setzt basecom zusätzlich das digitale Türschildsystem JOAN 6 ein. Mit diesem System können auf Touch-Displays, die direkt vor den Besprechungsräumen angebracht sind, Informationen zur Belegung der jeweiligen Räume angezeigt werden. Das System ist über eine Schnittstelle an den Google Calendar angebunden, sodass die Informationen, die angezeigt werden, dynamisch an Änderungen in der Raumbelegung angepasst werden und die Daten immer aktuell sind. Zusätzlich können Raumbuchungen direkt am Touchscreen neu angelegt oder abgesagt werden

Die Entwicklung eines eigenen Systems rechtfertigt sich durch die hohen Anschaffungs- und Lizenzkosten des JOAN 6 Systems. Die Anschaffungskosten liegen dabei bei ca. 350 € pro Gerät und die Lizenzkosten bei 10 € pro Gerät und pro Monat. 

Dabei wird davon ausgegangen, dass die Anschaffungskosten mit einer eigenen Lösung reduziert und die Lizenzkosten komplett eingespart werden können. In einem von mir durchgeführten Vorprojekt wurde bestimmt, dass der Einplatinencomputer „Raspberry Pi Zero 2 W“ und ein 7 Zoll Touch-Display als Hardware für das digitale Türschild dienen sollte.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei auf dem Aufbau der Systemarchitektur des Systems. Zwei Fragen, die dazu beantwortet werden müssen, sind, welche einzelnen Untersysteme es im Gesamtsystem gibt und wie diese miteinander kommunizieren. Die Systemarchitektur sollte anschließend mit einem Prototyp getestet werden. Das Ziel der Arbeit ist es, eine Systemarchitektur für eine eigene Lösung zu entwickeln, die das aktuell eingesetzte System ablösen kann.

Umsetzung des Projektes auf Basis von Symfony 

Für das digitale Türschildsystem sind zwei grundlegende Funktionalitäten von entscheidender Bedeutung. Zum einen muss es eine Administration geben, in der Accounts für die einzelnen Türschilder in einer Admin-Oberfläche angelegt und gepflegt werden können. Die Administration muss mit dem Google Calendar und dem internen LDAP-System verknüpft sein, um Daten mit diesen Systemen auszutauschen. Zum anderen muss die Möglichkeit bestehen, die Daten auf dem Display anzuzeigen.

Die Administration bzw. Datenverwaltung wurde in einer Webanwendung auf Basis des PHP Frameworks Symfony umgesetzt. In dieser Anwendung soll sich eine administrierende Person einloggen können. Im Anschluss soll diese Person steuern können, auf welchen Türschildern die Informationen zu welchen Räumen angezeigt werden. Ebenfalls werden hier Einstellungen bezüglich der Türschilder vorgenommen, z. B. ob über ein Türschild ein Termin abgesagt werden kann.

Wie ein Türschild oder auch „Device“ in dem Prototyp der zentralen Anwendung dargestellt wird, ist in der folgenden Abbildung zu erkennen.

Um die Daten zu den Raumbuchungen auf dem Display anzeigen zu können, wurde ein Frontend entwickelt. Für diese Webanwendung wurden die Template-Engine Twig und das CSS-Framework Tailwind eingesetzt. 

Die Frontend-Anwendung für die Anzeige auf den einzelnen Türschilder wird in einem Webbrowser ausgeführt. Über diese Anwendung können jeweils der letzte vergangene Termin, der Termin, der gerade stattfindet und der nächste gebuchte Termin angezeigt werden. Diese Termine können zudem abgesagt werden. Wenn der Raum gerade nicht belegt ist, kann ein spontaner Termin angelegt werden. Wie die Anzeige eines Türschildes aussehen kann, ist in folgender Abbildung dargestellt. Durch den grünen Haken kann ein laufender Termin am Display vorzeitig beendet werden, um den Raum wieder freizugeben.

Eine besondere Herausforderung war es, die Kommunikation zwischen der zentralen Anwendung und mehreren Türschildern zu gestalten. Diese wurde so umgesetzt, dass eine Aktualisierung der Türschilder komplett von der zentralen Anwendung ausgeht. Diese Funktion wird über das sog. Server-Push Prinzip umgesetzt, mit welchem der Server ein Update auf einem Client anstoßen kann, und nicht umgekehrt. Die zentrale Anwendung muss dadurch auch bestimmen können, welche Daten sich im Laufe der Zeit verändert haben, damit nur die neuen Daten an ein Türschild gesendet werden.

Nach seiner Bachelorarbeit ist Olaf uns als Junior Software Developer in der Business Unit Symfony erhalten geblieben. Dort absolviert er seinen Berufseinstieg.  

Wenn auch du Interesse daran hast, deine Bachelorarbeit bei basecom zu schreiben, dann informiere dich auf unserer Karriereseite www.wirsprecheninter.net . Wir freuen uns auf deine Bewerbung!