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Projektarbeit-MYP/README.md

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# MYP Druckerverwaltungssystem
**Manage Your Printer** - Mercedes-Benz Werk 040 Berlin
Vollständige 3D-Drucker Verwaltungsplattform mit Smart-Plug-Technologie
## 🎯 System-Übersicht
**MYP (Manage Your Printer)** ist ein System zur **zentralen Verwaltung und Steuerung von 3D-Druckern mittels Smart-Plug-Technologie**. Es digitalisiert den Reservierungsprozess für mehrere 3D-Drucker und ermögligt eine **automatisierte Schaltung der Drucker über WLAN-Steckdosen (TP-Link Tapo P110)**.
### 🔑 Kernfunktionen
#### **Benutzer- und Rechteverwaltung**
- **Registrierung, Login und Rollenkonzept** (Admin/Benutzer)
- **Administrierende** können Drucker und Nutzer verwalten
- **Standard-Benutzer** können Reservierungen anlegen und Druckjobs verwalten
#### **Drucker- und Auftragsmanagement**
- **Zentrales Reservierungssystem** für Zeitfenster-Buchungen
- **Automatische Drucker-Schaltung**: Einschalten zum Reservierungsstart, Ausschalten nach Ende
- **Herstellerunabhängig**: Keine direkte Kommunikation mit 3D-Druckern - ausschließlich Stromsteuerung über Smart-Plug-Steckdosen
- **Einfache Integration**: Keine Eingriffe in die Druckerhardware erforderlich
#### **Statistikerfassung**
- **Protokollierung** von Nutzungszeiten und abgeschlossenen Druckaufträgen
- **Auswertungen** (z.B. Gesamtdruckzeit pro Zeitraum)
- **Analytics-Dashboard** für Effizienzanalysen
#### **Offline-Fähigkeit & Kiosk-Modus**
- **Autonomer Betrieb** ohne Internetzugang nach Installation
- **Raspberry Pi Kiosk-Modus**: Vollbild-Dashboard vor Ort
- **Touch-Interface** für aktuelle Druckerbelegungen und Systemstatus
## 📋 Projektarchitektur
Dieses Repository enthält **zwei sich ergänzende Projektarbeiten** für die IHK-Abschlussprüfung:
### 🏗️ **Backend-System** (Till Tomczak) - **KERN-INFRASTRUKTUR**
- **Entwickler**: Till Tomczak
- **Fachrichtung**: Fachinformatiker für digitale Vernetzung
- **Technologie**: **Flask-basiertes Backend in Python** mit **SQLite-Datenbank**
- **Verantwortung**: Hardware-Integration, REST-APIs und cyber-physische Vernetzung
### 📊 **Frontend-System** (Torben Haack) - **BENUTZEROBERFLÄCHE & ANALYTICS**
- **Entwickler**: Torben Haack
- **Fachrichtung**: Fachinformatiker für Daten- und Prozessanalyse
- **Technologie**: **Next.js-basierte Webanwendung** mit erweiterten Analytics
- **Verantwortung**: Moderne Web-UI, Datenvisualisierung und Benutzerfreundlichkeit
## 🏗️ Technische Architektur
### Cyber-Physische Lösung
```
┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐
│ Frontend-Server │◄──►│ Backend-Server │◄──►│ Raspberry Pi │
│ (Port 3000) │ │ (Port 443/5000) │ │ (Smart-Plugs) │
│ Torben Haack │ │ Till Tomczak │ │ Till Tomczak │
│ │ │ │ │ │
│ • Next.js App │ │ • Flask REST-API │ │ • TP-Link Tapo P110 │
│ • Analytics UI │ │ • SQLite Database │ │ • Hardware Control │
│ • PWA-Features │ │ • Smart-Plug API │ │ • Kiosk Interface │
│ • HTTPS Client │ │ • HTTPS Server │ │ • Offline Operation │
│ • Export Functions │ │ • Session Management│ │ • Touch Interface │
└─────────────────────┘ └─────────────────────┘ └─────────────────────┘
```
### Kommunikations-Architektur
- **RESTful API**: Backend kommuniziert mit Frontend und externen Diensten
- **HTTPS-Verschlüsselung**: Selbstsignierte Zertifikate für sichere Übertragung
- **Progressive Web App (PWA)**: Offline-Funktionalität im Browser
- **Smart-Plug-Integration**: Lokale WLAN-Steuerung ohne Cloud-Abhängigkeit
## 🚀 Schnellstart
### Backend-System (Hardware & APIs)
```bash
# Backend-Server automatisch installieren (Till Tomczaks System)
cd backend
sudo ./setup.sh # Konsolidiertes Setup-Skript
# Oder manuell für Development
python app.py
```
### Frontend-System (Web-Interface) - NEU: Automatische Installation
```bash
# Frontend-Server automatisch installieren (Torben Haacks System)
cd frontend
sudo ./setup.sh # Konsolidiertes Setup-Skript mit Mercedes SSL
# Oder manuell für Development
pnpm install
pnpm db # Datenbank einrichten
pnpm dev # Development-Server
```
### Vollständiges System
```bash
# Backend (API-Server)
cd backend && sudo ./setup.sh
# Frontend (Web-Interface mit HTTPS)
cd frontend && sudo ./setup.sh
```
## 🌐 Systemzugriff
### Produktions-URLs (Nach Setup-Skript Installation)
- **Frontend (HTTPS)**: `https://m040tbaraspi001.de040.corpintra.net` (Torben Haacks Frontend)
- **Frontend (Lokal)**: `https://localhost` (Fallback-Zugang)
- **API-Backend**: `https://192.168.0.105:443/api` (Till Tomczaks APIs)
- **Kiosk-Modus**: `https://192.168.0.105:443` (Lokales Touch-Interface)
### Development-URLs
- **Frontend (Dev)**: `http://localhost:3000` (Development-Server)
- **Backend (Dev)**: `http://localhost:5000` (Development-API)
### Standard-Anmeldedaten
- **Benutzername**: `admin`
- **Passwort**: `admin123`
### SSL-Zertifikate (Mercedes)
Nach der automatischen Installation sind selbstsignierte Mercedes-Zertifikate verfügbar:
- **Domain**: `m040tbaraspi001.de040.corpintra.net`
- **Organisation**: Mercedes-Benz AG
- **Abteilung**: IT-Abteilung
- **Standort**: Stuttgart, Baden-Württemberg
- **Gültigkeit**: 365 Tage
## 📁 Projektstruktur & Integration
```
Projektarbeit-MYP/
├── backend/ # 🏗️ KERN-INFRASTRUKTUR (Till Tomczak)
│ ├── app.py # Flask REST-API Server
│ ├── models.py # SQLite-Datenbank & Business Logic
│ ├── utils/ # Smart-Plug Integration (TP-Link Tapo P110)
│ ├── templates/ # Kiosk-Mode Web-Interface
│ ├── static/ # PWA-Assets für Offline-Betrieb
│ └── systemd/ # Raspberry Pi Service-Integration
├──
├── frontend/ # 📊 WEB-INTERFACE (Torben Haack)
│ ├── src/app/ # Next.js Haupt-Anwendung
│ ├── src/components/ # React UI-Komponenten
│ ├── src/lib/api/ # Backend-REST-API-Integration
│ └── src/lib/analytics/ # Statistik-Algorithmen
├──
├── docs/ # 📚 Gemeinsame Dokumentation
└── README.md # Diese Datei
```
## 🎯 Funktions-Aufgabenteilung
### Backend-Verantwortlichkeiten (Till Tomczak)
- ✅ **Smart-Plug-Steuerung**: TP-Link Tapo P110 WLAN-Steckdosen
- ✅ **Automatische Drucker-Schaltung**: Zeitgesteuerte Ein-/Ausschaltung
- ✅ **REST-API-Bereitstellung**: Vollständige API für alle Drucker-Operationen
- ✅ **Cyber-physische Vernetzung**: IT-System ↔ Hardware-Integration
- ✅ **SQLite-Datenbank**: Benutzer, Drucker, Jobs, Statistiken
- ✅ **HTTPS-Server**: Selbstsignierte Zertifikate und Session-Management
- ✅ **Raspberry Pi Integration**: Systemd-Services und Kiosk-Modus
- ✅ **Offline-Fähigkeit**: Autonomer Betrieb ohne Internet
### Frontend-Verantwortlichkeiten (Torben Haack)
- ✅ **Moderne Web-UI**: React-basierte Benutzeroberfläche
- ✅ **Progressive Web App**: Offline-Funktionalität im Browser
- ✅ **Advanced Analytics**: Interaktive Charts und Datenvisualisierung
- ✅ **Reporting-System**: PDF/Excel-Export und automatisierte Berichte
- ✅ **Responsive Design**: Optimiert für Desktop, Tablet und Mobile
- ✅ **Backend-API-Integration**: Nahtlose REST-API-Anbindung
- ✅ **Statistik-Auswertungen**: Nutzungsanalysen und Trend-Analysen
- ✅ **Benutzerfreundlichkeit**: Intuitive Workflows für alle Stakeholder
## 🔗 API-Integration & Kommunikation
### Backend-REST-Endpunkte (Till Tomczak)
```typescript
// Drucker-Management
GET /api/printers // Alle Drucker abrufen
POST /api/printers // Neuen Drucker hinzufügen
PUT /api/printers/{id} // Drucker aktualisieren
DELETE /api/printers/{id} // Drucker löschen
// Reservierungs-Management
GET /api/jobs // Alle Reservierungen abrufen
POST /api/jobs // Neue Reservierung erstellen
PUT /api/jobs/{id}/finish // Reservierung beenden
DELETE /api/jobs/{id} // Reservierung abbrechen
// Smart-Plug-Steuerung (TP-Link Tapo P110)
POST /api/plugs/{id}/on // Drucker einschalten
POST /api/plugs/{id}/off // Drucker ausschalten
GET /api/plugs/{id}/status // Plug-Status abfragen
// Statistiken & Analytics
GET /api/stats // Nutzungsstatistiken
GET /api/reports // Report-Daten für Analytics
```
### Frontend-Integration (Torben Haack)
```typescript
// Backend-API Client - Konfiguriert für separaten Server
export class MYPApiClient {
constructor(baseURL: string = 'https://192.168.0.105:443/api') {
this.baseURL = baseURL;
}
async getPrinters() {
return fetch(`${this.baseURL}/printers`).then(r => r.json());
}
async getJobs() {
return fetch(`${this.baseURL}/jobs`).then(r => r.json());
}
async getStats() {
return fetch(`${this.baseURL}/stats`).then(r => r.json());
}
}
// API-Konfiguration mit Fallback-URLs
export const API_BASE_URL = {
primary: 'https://192.168.0.105:443',
fallbacks: [
'https://192.168.0.105',
'https://raspberrypi'
]
};
```
## 🖥️ Deployment-Szenarien
### Szenario 1: Automatische Produktions-Installation (Neu - Empfohlen)
```bash
# Backend-Server (Raspberry Pi oder Linux-Server)
cd backend
sudo ./setup.sh # Automatische Installation mit Kiosk-Modus
# Frontend-Server (separater Server oder gleicher Server)
cd frontend
sudo ./setup.sh # Automatische Installation mit HTTPS auf Port 443
```
### Szenario 2: Separate Server (Manuell)
```bash
# Backend-Server (z.B. Raspberry Pi oder Linux-Server)
cd backend
sudo systemctl start myp-https.service
# Frontend-Server (z.B. Node.js-Server oder Cloud-Deployment)
cd frontend
npm run build && npm start
```
### Szenario 3: Docker-Deployment
```yaml
# docker-compose.yml
services:
backend:
build: ./backend
ports: ["5000:5000", "443:443"]
frontend:
build: ./frontend
ports: ["80:80", "443:443"]
environment:
- NEXT_PUBLIC_API_URL=http://backend:5000/api
```
### Szenario 4: Raspberry Pi Kiosk (Lokal)
```bash
# Vollständige Kiosk-Installation (Backend + Frontend)
cd backend && sudo ./setup.sh # Backend mit Kiosk-Interface
cd frontend && sudo ./setup.sh # Frontend mit HTTPS-Server
```
## 🔧 Konfiguration & Environment
### Backend-Konfiguration (.env)
```env
# Flask-Server Einstellungen
FLASK_HOST=0.0.0.0
FLASK_PORT=5000
SSL_ENABLED=true
DATABASE_URL=sqlite:///myp.db
# Smart-Plug Konfiguration (TP-Link Tapo P110)
TAPO_USERNAME=your-tapo-email
TAPO_PASSWORD=your-tapo-password
# Kiosk-Modus
KIOSK_MODE=true
OFFLINE_MODE=true
```
### Frontend-Konfiguration (.env.local)
```env
# Frontend-Server Einstellungen - HTTPS mit Mercedes SSL
NEXT_PUBLIC_API_URL=https://192.168.0.105:443
DATABASE_URL=file:./db/frontend.db
# SSL-Zertifikat Handling für selbstsignierte Zertifikate
NODE_TLS_REJECT_UNAUTHORIZED=0
# Analytics-Features
ENABLE_ADVANCED_ANALYTICS=true
CHART_REFRESH_INTERVAL=30000
# Production HTTPS (Nach Setup-Skript)
HTTPS_ENABLED=true
SSL_CERT_PATH=/etc/ssl/certs/myp/frontend.crt
SSL_KEY_PATH=/etc/ssl/certs/myp/frontend.key
```
## 📊 Features im Überblick
### Backend-Features (Till Tomczak) - Cyber-Physische Integration
- **TP-Link Tapo P110 Integration**: Lokale WLAN-Steckdosen-Steuerung
- **Automatische Zeitsteuerung**: Drucker Ein-/Ausschaltung nach Reservierung
- **Herstellerunabhängigkeit**: Keine direkten Drucker-Eingriffe erforderlich
- **Flask REST-APIs**: Vollständige CRUD-Operationen
- **SQLite-Datenbank**: Lokale Datenpersistenz ohne externe Abhängigkeiten
- **HTTPS-Verschlüsselung**: Selbstsignierte Zertifikate
- **Offline-Betrieb**: Vollständig autonomer Betrieb ohne Internet
- **Raspberry Pi Kiosk**: Touch-optimiertes Dashboard vor Ort
### Frontend-Features (Torben Haack) - Moderne Web-Oberfläche
- **Progressive Web App**: Offline-Funktionalität im Browser
- **React 18 + Next.js 14**: Moderne, performante Web-Technologien
- **Analytics-Dashboard**: Recharts-Visualisierungen für Nutzungsstatistiken
- **Responsive Design**: Optimiert für alle Endgeräte (Desktop/Tablet/Mobile)
- **Real-time Updates**: Live-Synchronisation mit Backend-APIs
- **Export-Funktionen**: PDF/Excel-Reports für Management-Analysen
- **Benutzerfreundlich**: Intuitive Workflows für alle Stakeholder
## 🛠️ Entwicklung
### Backend-Entwicklung (Till Tomczak)
```bash
cd backend
python -m venv venv
source venv/bin/activate # Linux/Mac
pip install -r requirements.txt
python app.py --debug
```
### Frontend-Entwicklung (Torben Haack)
#### Automatische Installation (Empfohlen)
```bash
cd frontend
sudo ./setup.sh # Interaktives Setup-Menü
```
#### Manuelle Entwicklung
```bash
cd frontend
pnpm install
pnpm db:migrate
pnpm dev
```
#### Frontend-Setup-Skript Features
Das neue `frontend/setup.sh` bietet:
- **Vollständige Installation**: Docker, SSL-Zertifikate, Caddy Reverse Proxy
- **Mercedes SSL-Zertifikate**: Selbstsignierte Zertifikate für `m040tbaraspi001.de040.corpintra.net`
- **Automatischer HTTPS-Server**: Verfügbar auf Port 443 (nicht 3000)
- **Systemd-Integration**: Automatischer Start beim Boot
- **Interaktives Menü**:
1. Vollständige Frontend-Installation
2. SSL-Zertifikate neu generieren
3. Service-Status prüfen
4. Beenden
### Integration testen
```bash
# Backend-APIs testen
curl http://localhost:5000/api/printers
# Frontend mit HTTPS (nach Setup-Skript)
curl -k https://m040tbaraspi001.de040.corpintra.net/health
curl -k https://localhost/health
```
## 📚 Dokumentation
### Backend-Dokumentation (Till Tomczak)
- [`backend/README.md`](backend/README.md) - Hardware-Setup & API-Dokumentation
- [`backend/docs/`](backend/docs/) - Raspberry Pi Konfiguration & Smart-Plug-Integration
### Frontend-Dokumentation (Torben Haack)
- [`frontend/README.md`](frontend/README.md) - UI-Entwicklung & Analytics
- [`frontend/docs/`](frontend/docs/) - Component-Library & PWA-Features
### Gemeinsame Dokumentation
- [`docs/myp_documentation.md`](docs/myp_documentation.md) - Vollständige Projektdokumentation
- [`docs/DEPLOYMENT.md`](docs/DEPLOYMENT.md) - Production-Deployment-Guide
## 🤝 Projektphilosophie
### Cyber-Physische Vernetzung
MYP stellt eine **cyber-physische Lösung** dar, die **IT-System (Reservierungsplattform) und Hardware (Smart-Plugs und Drucker) eng vernetzt**. Das System überbrückt die digitale und physische Welt durch intelligente Automatisierung.
### Komplementäre Expertisen
- **Till Tomczak**: Spezialist für Hardware-Integration und cyber-physische Vernetzung
- **Torben Haack**: Spezialist für Frontend-Entwicklung und Datenanalyse
### Gemeinsame Ziele
- **Digitalisierung**: Modernisierung des Reservierungsprozesses
- **Automatisierung**: Zeitgesteuerte Hardware-Steuerung ohne manuelle Eingriffe
- **Benutzerfreundlichkeit**: Intuitive Bedienung für alle Stakeholder
- **Effizienz**: Optimierte Ressourcennutzung und Energieeinsparung
## 👥 Entwicklerteam
### Till Tomczak - **Backend-Infrastruktur & Hardware-Integration**
- **Cyber-Physische Systeme**: Smart-Plug-Integration und Hardware-Steuerung
- **System-Architektur**: Flask-APIs und SQLite-Datenbank-Design
- **DevOps**: Raspberry Pi Services und Produktions-Deployment
- **Offline-Systeme**: Autonomer Betrieb ohne Internet-Abhängigkeiten
### Torben Haack - **Frontend-Entwicklung & Analytics**
- **Progressive Web Apps**: Moderne Browser-Technologien und Offline-Features
- **User Interface**: React-Komponenten und responsive Design
- **Datenvisualisierung**: Charts, Dashboards und Analytics
- **API-Integration**: Nahtlose Backend-Anbindung und Real-time Updates
## 📄 Lizenz
Dieses Projekt wurde für den internen Gebrauch bei Mercedes-Benz entwickelt.
---
**Backend-System**: Till Tomczak (Cyber-Physische Vernetzung & Hardware-Integration)
**Frontend-System**: Torben Haack (Progressive Web App & Analytics)
**Architektur**: Microservices mit REST-API-Integration
**Technologie**: Flask + SQLite (Backend) + Next.js + React (Frontend)
**Hardware**: Raspberry Pi + TP-Link Tapo P110 Smart-Plugs
**Entwickelt für**: Mercedes-Benz Werk 040 Berlin MYP
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