Програмне забезпечення системи відслідковування динаміки розвитку сільськогосподарських культур

Abstract

Метою дипломного проєкту є проектування та програмна реалізація інформаційної системи моніторингу та прогнозування динаміки розвитку сільськогосподарських культур, яка забезпечує автоматизований збір і аналіз щотижневих параметрів посівів, моделювання їхнього стану під впливом кліматичних і антропогенних чинників, а також розрахунок фінансової ефективності проведених агротехнічних заходів. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: 1. Провести системний аналіз предметної області та сформувати вимоги до архітектури системи. 2. Побудувати концептуальні, об'єктні та реляційні моделі даних для представлення структури полів і динаміки вимірювань. 3. Розробити математичну модель щотижневої симуляції стану культури (включаючи індекси вологозабезпеченості, азотного балансу та агро-економічної ефективності). 4. Реалізувати багатошарову програмну архітектуру із забезпеченням транзакційної цілісності даних на рівні СКБД. 5. Провести тестування розробленого програмного продукту та оцінити його функціональні характеристики. Методи та технології, які використовуються при розробці. Для вирішення поставлених завдань було використано комплекс методів системного аналізу, теорії проектування інформаційних систем та інженерії програмного забезпечення. На етапі аналізу предметної області та моделювання використано об'єктно-орієнтований аналіз та мову уніфікованого моделювання UML (діаграми прецедентів, класів, пакетів, компонентів, розгортання та кооперації). Програмна реалізація додатку здійснена з використанням об'єктно-орієнтованої мови програмування високого рівня C# на базі платформи .NET Framework (версії 4.7.2). Для розробки графічного інтерфейсу користувача (UI Layer) застосовано технологію Windows Forms із інтеграцією сучасної бібліотеки компонентів Flat UI - MetroFramework. Як система керування базами даних (СКБД) обрано реляційну модель Microsoft SQL Server, взаємодія з якою реалізована за допомогою низькорівневої технології ADO.NET (об'єкти SqlConnection, SqlCommand, SqlTransaction) для досягнення максимальної швидкодії та повного контролю над транзакціями. Апробація розробки програмного додатку. Апробація розробки відбулась на Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених "Інформаційні технології: економіка, техніка, освіта" (травень 2026 року, м. Київ, НУБІП) та на Міжнародній науково-практичній конференції студентів і молодих учених «Інформаційні технології в соціокультурній сфері, освіті та економіці (травень 2026 року, м. Київ, КНУКІМ). Структура пояснювальної записки. Пояснювальна записка дипломного проєкту складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи становить 64 сторінки друкованого тексту. Робота містить 22 рисунка. Список використаних джерел включає 22 найменування. Короткий огляд розділів роботи: • У Розділі 1 «Системний аналіз предметної області» наведено детальний опис процесів моніторингу посівів, проведено аналіз функціональних та нефункціональних вимог до системи з погляду власника та користувача, виконано UML-моделювання прецедентів, здійснено порівняльний аналіз існуючих аналогів та сформовано чітке технічне завдання. • У Розділі 2 «Проєктування архітектури та математичного забезпечення системи» обґрунтовано вибір трирівневої архітектури, представлено діаграми класів та пакетів, розроблено структуру реляційної бази даних (3НФ) та детально описано фізичну топологію розміщення компонентів. • У Розділі 3 «Розробка інформаційного та програмного забезпечення» описано особливості кодування клієнтської частини додатка на C#, наведено алгоритми взаємодії з СКБД MS SQL Server за допомогою транзакцій, а також описано науково обґрунтований математичний апарат, що лежить в основі симуляційного модуля (водний баланс, GDD, Закон Лібіха). • У Розділі 4 «Рекомендації щодо впровадження та експлуатації системи» представлено результати функціонального тестування системи за методом «чорного ящика», сформовано вимоги до апаратного та системного забезпечення, а також визначено структуру інсталяційного пакету з використанням утиліти Inno Setup.