# Steckdosen-Startup-Initialisierung

## Übersicht

Dieses Dokument beschreibt die implementierte Lösung für die automatische Initialisierung aller Tapo-Steckdosen beim Systemstart. Die Lösung stellt sicher, dass alle im Netzwerk erreichbaren Steckdosen beim Start des MYP-Systems in einen einheitlichen Zustand versetzt werden: **AUS = FREI**.

## Zielsetzung

**Alle Steckdosen müssen via Scheduler zu Beginn in den selben Zustand versetzt werden (aus = frei), wenn sie im Netzwerk verfügbar / erreichbar sind.**

## Implementierung

### 1. Erweiterte Job Scheduler Klasse

**Datei:** `utils/job_scheduler.py`

Die `BackgroundTaskScheduler` Klasse wurde um eine neue Methode erweitert:

```python
def initialize_all_outlets_on_startup(self) -> Dict[str, bool]:
    """
    Initialisiert alle konfigurierten Steckdosen beim Systemstart.
    
    Schaltet alle im Netzwerk erreichbaren Tapo-Steckdosen aus, um einen
    einheitlichen Startzustand (aus = frei) zu gewährleisten.
    
    Returns:
        Dict[str, bool]: Ergebnis der Initialisierung pro Drucker
    """
```

#### Funktionsweise:

1. **Einmalige Ausführung:** Flag `_outlets_initialized` verhindert mehrfache Initialisierung
2. **Datenbankabfrage:** Lädt alle aktiven Drucker mit Steckdosen-Konfiguration
3. **Netzwerk-Check:** Prüft Erreichbarkeit jeder Steckdose via Ping
4. **Status-Prüfung:** Ermittelt aktuellen Steckdosen-Status (an/aus)
5. **Intelligente Schaltung:** Schaltet nur die Steckdosen aus, die aktuell eingeschaltet sind
6. **Datenbank-Update:** Aktualisiert Drucker-Status in der Datenbank
7. **Umfassendes Logging:** Detaillierte Protokollierung aller Aktionen

### 2. Erweiterte Hardware-Integration

**Datei:** `utils/hardware_integration.py`

Die `DruckerSteuerung` Klasse wurde um folgende Methoden erweitert:

```python
def ping_address(self, ip: str, timeout: int = 5) -> bool:
    """Prüft die Netzwerk-Erreichbarkeit einer IP-Adresse."""

def turn_off(self, ip: str, username: str = None, password: str = None, printer_id: int = None) -> bool:
    """Schaltet eine Tapo-Steckdose aus."""

def turn_on(self, ip: str, username: str = None, password: str = None, printer_id: int = None) -> bool:
    """Schaltet eine Tapo-Steckdose ein."""
```

#### Funktionen:

- **Netzwerk-Testing:** Socket-basierte Erreichbarkeitsprüfung
- **Tapo-Steuerung:** Native PyP100/PyP110 Bibliothek-Integration
- **Fehlerbehandlung:** Robuste Exception-Behandlung
- **Simulation-Modus:** Fallback wenn Tapo-Bibliotheken nicht verfügbar

### 3. App-Startup-Integration

**Datei:** `app.py`

Die Steckdosen-Initialisierung wurde in den App-Startup-Prozess integriert.

## Ablauf beim Systemstart

### 1. System-Boot
```
[STARTUP] 🚀 Starte MYP System
[STARTUP] Initialisiere Datenbank...
[STARTUP] ✅ Datenbank initialisiert
[STARTUP] Prüfe Initial-Admin...
[STARTUP] ✅ Admin-Benutzer geprüft
[STARTUP] Initialisiere statische Drucker...
[STARTUP] ✅ Statische Drucker konfiguriert
[STARTUP] Starte Queue Manager...
[STARTUP] ✅ Queue Manager gestartet
[STARTUP] Starte Job Scheduler...
[STARTUP] ✅ Job Scheduler gestartet
```

### 2. Steckdosen-Initialisierung
```
[STARTUP] Initialisiere Steckdosen (alle auf 'aus' = frei)...
[scheduler] 🚀 Starte Steckdosen-Initialisierung beim Systemstart...
[scheduler] 🔍 Prüfe 5 konfigurierte Steckdosen...
[scheduler] 🔌 Verarbeite Drucker_1 (192.168.0.100)...
[scheduler] 📡 192.168.0.100: ✅ erreichbar
[scheduler] ✓ Drucker_1: Bereits ausgeschaltet - keine Aktion nötig
[scheduler] 🔌 Verarbeite Drucker_2 (192.168.0.101)...
[scheduler] 📡 192.168.0.101: ✅ erreichbar
[scheduler] 🔄 Drucker_2: Schalte Steckdose von 'an' auf 'aus' um...
[scheduler] ✅ Drucker_2: Erfolgreich ausgeschaltet
```

### 3. Abschluss-Zusammenfassung
```
============================================================
🎯 STECKDOSEN-INITIALISIERUNG ABGESCHLOSSEN
📊 Gesamt: 5 Steckdosen
✅ Erfolgreich: 3
📡 Nicht erreichbar: 1
❌ Fehlgeschlagen: 1
⚡ 3/5 Steckdosen erfolgreich initialisiert
============================================================
[STARTUP] ⚡ 3/5 Steckdosen erfolgreich initialisiert
```

## Technische Details

### Netzwerk-Erreichbarkeitsprüfung

```python
def ping_address(self, ip: str, timeout: int = 5) -> bool:
    try:
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        sock.settimeout(timeout)
        result = sock.connect_ex((ip, 80))
        sock.close()
        return (result == 0)
    except Exception as e:
        return False
```

- **Methode:** Socket-basierte Verbindungsprüfung auf Port 80
- **Timeout:** Standardmäßig 5 Sekunden (für Startup angepasst auf 3 Sekunden)
- **Zuverlässigkeit:** Erkennt sowohl Netzwerk- als auch Geräteverfügbarkeit

### Tapo-Steckdosen-Steuerung

```python
def turn_off(self, ip: str, username: str = None, password: str = None, printer_id: int = None) -> bool:
    try:
        p100 = PyP100(ip, self.tapo_username, self.tapo_password)
        p100.handshake()
        p100.login()
        p100.turnOff()
        return True
    except Exception as e:
        return False
```

- **Protokoll:** Native TP-Link Tapo P100/P110 API
- **Authentifizierung:** Standard admin/admin Credentials
- **Fehlerbehandlung:** Robuste Exception-Behandlung mit detailliertem Logging

## Fehlerbehandlung

### 1. Netzwerk-Fehler
- **Nicht erreichbare Steckdosen** werden übersprungen
- **Timeout-Schutz** verhindert hängende Operationen
- **Detailliertes Logging** für Netzwerk-Diagnose

### 2. Hardware-Fehler
- **Tapo-Verbindungsfehler** werden protokolliert aber nicht kritisch behandelt
- **Simulation-Modus** wenn PyP100-Bibliothek nicht verfügbar
- **Graceful Degradation** bei partiellen Fehlern

### 3. Datenbank-Fehler
- **Rollback-Mechanismus** bei Datenbank-Fehlern
- **Transaktionale Sicherheit** durch Context Manager
- **Fehler-Recovery** ohne System-Crash

## Monitoring und Logging

### Log-Kategorien

1. **Debug-Level:** Detaillierte Netzwerk- und Hardware-Operationen
2. **Info-Level:** Erfolgreiche Aktionen und Zusammenfassungen
3. **Warning-Level:** Nicht-kritische Fehler (nicht erreichbare Geräte)
4. **Error-Level:** Kritische Fehler die Intervention erfordern

### Log-Dateien

- **Scheduler-Log:** `logs/scheduler/scheduler.log`
- **Hardware-Log:** `logs/hardware_integration/hardware_integration.log`
- **App-Startup-Log:** `logs/startup/startup.log`

## Konfiguration

### Datenbank-Schema

Die Initialisierung basiert auf der `Printer` Tabelle:

```sql
SELECT * FROM printers 
WHERE active = 1 
  AND plug_ip IS NOT NULL;
```

**Erforderliche Felder:**
- `id`: Drucker-ID
- `name`: Drucker-Name
- `plug_ip`: IP-Adresse der Tapo-Steckdose
- `active`: Aktiv-Status (muss TRUE sein)

### Tapo-Credentials

```python
# Standard-Zugangsdaten in hardware_integration.py
self.tapo_username = "admin"
self.tapo_password = "admin"
```

## Sicherheit

### 1. Einmalige Ausführung
- **Flag-basierte Kontrolle:** `_outlets_initialized` verhindert mehrfache Ausführung
- **Race-Condition-Schutz:** Thread-sichere Implementierung

### 2. Netzwerk-Sicherheit
- **Timeout-Schutz:** Verhindert hängende Verbindungen
- **Local-Network-Only:** Funktioniert nur in lokalen Netzwerken
- **Keine externe Kommunikation**

### 3. Fehler-Isolation
- **Non-Critical-Errors:** Einzelne Fehler stoppen nicht das System
- **Graceful-Degradation:** System funktioniert auch bei partiellen Fehlern

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**Implementiert von:** Till Tomczak - Mercedes-Benz TBA Marienfelde  
**Datum:** 2025-06-19  
**Version:** 1.0.0