Bachelor's Thesis

Responsive Visualization of IoT Data Using Dashboards

Final Thesis 5.58 MB

Author of thesis: Bc. Marko Olešák

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Petr John

Reviewer: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Abstract:

This thesis addresses the challenges of monitoring and controlling smart devices within increasingly complex Internet of Things (IoT) environments. The main goal of the work is to design and implement a responsive, scalable, and intuitive dashboard solution, primarily targeted at the smart home domain, capable of catering to the diverse needs of both beginner and advanced users. The developed dashboard is built from scratch and connects to~the~existing Real-Time IoT (RIoT) system, which handles backend operations. It introduces a user-customizable dashboard layout alongside detailed views for individual devices and device groups, enhancing the granularity and flexibility of system monitoring. Special emphasis was placed on enabling user customization, allowing users to tailor the dashboard layout and content according to their preferences and needs. Furthermore, the dashboard leverages Key Performance Indicators (KPIs) and effective data visualizations to clearly present both real-time and historical data, with support for live updates and scheduled data re-fetching.

Keywords:

Internet of Things, Smart Cities, Dashboards, Smart Homes

Date of defence

17.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Topics for thesis defence

  1. Bylo by možné realizovat grafické komponenty jako plně generické (výběr datového zdroje a definice projekce dat) podobně, jako je tomu v nástroji Grafana?
  2. Jak se vaše práce odlišuje od aplikace Home Assistant, a jí podobných?

Language of thesis

English

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (předseda)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Michal Španěl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr John

Student pracoval samostatně, důkladně a pečlivě. Výsledkem je velmi dobře provedené řešení, které poskytuje nejen vizualizace na míru, ale také umožňuje koncovým uživatelům definovat obsah podle vlastních potřeb. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Cílem této bakalářské práce bylo navrhnout a implementovat responzivní vizualizační systém pro zařízení internetu věcí (IoT) se zaměřením na prostředí chytrých domácností a flask nadšenecké instalace. Za tímto účelem student nejprve prozkoumal oblast IoT a související koncepty, jako jsou chytrá města (Smart Cities), digitální dvojčata (Digital Twins) a komunikační technologie. Následovalo studium teorie vizualizace, včetně existujících typů vizualizací (například grafů) a jejich vlastností. Poté student analyzoval stávající rozhraní prostředí RIoT (GraphQL) a zkoumal vizualizace a přístupy používané v současných systémech. Ačkoli prostředí RIoT obsahovalo frontend, zcela postrádalo obrazovky typu dashboard i podrobné pohledy na skupiny a zařízení. Tyto funkce bylo třeba navrhnout od základu. V rámci řešení student vyvinul nejen obrazovky typu dashboard pro tyto podrobné pohledy, ale také vytvořil přístup, který umožňuje uživatelům definovat vlastní obsah prostřednictvím jednoduchých formulářů a interakcí vhodných pro mobilní zařízení s využitím nástrojů TypeScript, React.js, Nivo.js a shadcn/ui. Zadání hodnotím jako nadprůměrně obtížné, přičemž student úspěšně splnil všechny jeho požadavky.

Práce s literaturou

Student prostudoval doporučenou literaturu a sám aktivně vyhledával další relavatní zdroje.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student komunikoval po celý akademický rok. Konzultace s vedoucím práce probíhaly online přibližně jednou za dva týdny. Student také často komunikoval prostřednictvím zpráv s novým vývojem. Student řádně plnil zadané úkoly a práce postupovala příkladným tempem.

Aktivita při dokončování

Student dokončil praktickou část bakalářské práce včas, což umožnilo provést integraci do existujícího projektu a demonstrovat výsledky na studentské konferenci Excel@FIT.

Publikační činnost, ocenění

Student prezentoval své výstupy na konferenci Excel@FIT. Z publikačního hlediska budou využity jako součást demonstrací výsledků mého výzkumu.

Points proposed by supervisor: 98

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Bakalářská práce je kvalitní jak po teoretické, tak po praktické stránce. Je psána v anglickém jazyce. Výstupy byly publikovány na studentské konferenci Excel@FIT 2025 a jsou aplikovatelné ve výzkumném projektu. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Cílem práce bylo navrhnout a implementovat škálovatelný a uživatelsky přizpůsobitelný dashboard pro sledování zařízení v prostředí internetu věcí. Student řešení integroval do nástroje RIoT [1]. Pro tyto účely prostudoval problematiku internetu věcí, vizualizace velkých dat a KPI. Řešení implementoval v jazyce TypeScript, s využitím knihoven React a Nivo. Zadání hodnotím jako průměrně obtížné.

[1] BUREŠ, Michal. Systém pro zpracování dat z chytrých zařízení. Brno, 2024. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. Vedoucí práce Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Prezentační úroveň technické zprávy

Struktura technické zprávy je kvalitní. Teoretická část je informačně hodnotná. Kapitola Analýza nepopisuje, jak byly zjištěny požadavky uživatelů. Uvítal bych rovněž lepší vysvětlení principu výběru a projekce dat na vizualizační komponenty.

85
Formální úprava technické zprávy

Práce je psána v anglickém jazyce. Jazyková a typografická úprava je na vysoké úrovni. Student přiznává, že pro tyto účely využil generativní umělou inteligenci, což nicméně považuji za přijatelné. Vytkl bych občasné použití slov „my“ a „naše“.

95
Realizační výstup

Výstupem je nový znovupoužitelný a uživatelsky konfigurovatelný dashboard pro vizualizaci dat týkajících se zařízení, jejich parametrů a klíčových indikátorů výkonu (KPI) spolu se sadou grafických komponent. Řešení hodnotím kladně. Oceňuji jeho škálovatelnost a zohlednění vizualizačních principů.

95
Využitelnost výsledků

Výstupy rozšiřují existující výzkumný projekt RIoT/Pocketix.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Práce s literaturou

Student provedl nadprůměrnou rešerši dostupných odborných zdrojů týkajících se IoT a vizualizace dat, které vhodně aplikuje v praktické části.

95
Topics for thesis defence:
  1. Bylo by možné realizovat grafické komponenty jako plně generické (výběr datového zdroje a definice projekce dat) podobně, jako je tomu v nástroji Grafana?
Points proposed by reviewer: 92

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová