Master's Thesis

Interactive Beacon for Geocaching Based on Bluetooth Technology

Final Thesis 2.26 MB

Author of thesis: Ing. Martin Zmitko

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Václav Šimek

Reviewer: prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D.

Abstract:

This thesis presents the design and implementation of a wireless beacon for geocaching, utilizing Bluetooth Low Energy (BLE) technology. The goal is to create a device that enhances the geocaching experience with an interactive element in the form of a highly configurable dialogue with its users. The proposed system guides players via a mobile application through riddles, tasks, or by gathering information from the surrounding environment, thus extending the possibilities of traditional geocache hunting and increasing its appeal. It also introduces a novel approach to the use of BLE in interactive outdoor games and may serve as a foundation for the future development of similar technologies beyond the scope of geocaching.

Keywords:

geocaching, Bluetooth Low Energy, embedded systems, beacon, localization, interaction, mobile application, NXP

Date of defence

25.06.2025

Result of the defence

Not defended (thesis was not successfully defended)

znamkaFznamka

Grading

F

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Komise ohodnotila práci stupněm 4F, protože shledala v diplomové práci zásadní nedostatky, konkrétně nefunkční HW část práce, což neumožnilo v plném rozsahu splnit body zadání. Komise shledala nedostatky práce natolik závažné, že se práci rozhodla hodnotit jako nevyhovující.

Topics for thesis defence

  1. Bylo by možné problém s anténou odstranit dodatečným připojením externí antény? Pokud ano, jaké úpravy hardwaru nebo firmwaru by si to vyžádalo?
  2. Proč jste nepoužil již hotový BLE modul? 
  3. Kdy jste přišel na to, že BLE modul nefunguje?
  4. Kde jete vyráběl desku plošných spojů?
  5. Co přesně dělá vámi vytvořený obvod?
  6. Jak jste měřil sportřebu vašeho zařízení? 
  7. Co bylo při řešení práce nejvíce pracné?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Intelligent Devices (NIDE)

Composition of Committee

doc. Ing. František Zbořil, CSc. (předseda)
RNDr. Marek Rychlý, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Goldmann, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Václav Šimek

Student při zpracování tohoto projektu demonstroval solidní schopnost postupovat samostatně a taktéž dokázal zvolit náhradní řešení při zjištění potíží s bezdrátovou komunikační částí jím navrženého přípravku pro interaktivní navigační bod do hry geocaching. Nicméně lepší průběžná aktivita při řešení projektu mohla například umožnit provedení revize navrženého hardware a jeho plné zprovoznění. Ve výsledku se pak jedná o poměrně solidní projekt, přičemž celkový dojem do značné míry kazí zmiňované nedostatky. I tak se ale domnívám, že z pozice vedoucího mohu navrhnout souhrnné hodnocení stupněm C - dobře, 75 bodů.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Volnočasová aktivita zvaná geocaching je v současnosti bezesporu velmi populární záležitostí. Nepochybně tedy dává smysl ji dále rozvíjet např. začleněním interaktivních prvků na bázi moderních technologií, což si ostatně klade za cíl i tato diplomová práce. Zde je pozornost věnována návrhu a realizaci interaktivního navigačního bodu pro podporu této hry, což zahrnuje realizaci nezbytného hardware a implementaci potřebných softwarových částí.

Za náročnější aspekt této práce osobně považuji obvodovou vytvoření potřebného hardware a to zejména v části pro bezdrátovou komunikaci. Jedná se totiž o záležitosti, které se na FIT VUT v Brně běžně nevyučují. Z důvodů nespolehlivé Bluetooth komunikace u výsledného přípravku (pravděpodobně nesprávná impedance antény) bylo zvoleno náhradní řešení spočívající ve využití vývojové desky, což je také odlišnost oproti požadavkům zadání, které byly jinak splněny.

Aktivita při dokončování

Realizační výstup byl dokončován na poslední chvíli, nicméně se podařilo stihnout požadovaný termín. O technické zprávě lze prohlásit to stejné, přičemž finální verzi jsem před odevzdáním neměl příležitost zrevidovat.

Publikační činnost, ocenění

V souvislosti s řešením této diplomové práce mi není známa další publikační činnost a nebo zisk souvisejících ocenění.

Práce s literaturou

Studentovi byly v počátečním období řešení projektu uděleny základní instrukce ohledně využití informačních pramenů, jejichž převážnou část si následně dohledal samostatně. Využití v technické zprávě uváděné literatury pak považuji za adekvátní.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Vzájemná komunikace probíhala pouze na občasné bázi, přičemž intenzivnější byla zejména v období před semestrálním projektem a konečným odevzdáním diplomové práce. Do těchto časových úseků se též z větší části koncentrovala aktivita studenta a proběhnuvší konzultace, na které byl vesměs připraven. Průběžná aktivita tedy z mého pohledu nejevila známky systematického přístupu.

Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Předložená práce se zabývá vývojem BLE majáku pro zatraktivnění geocachingu. Zadání má standardní úroveň náročnosti, avšak samotné řešení je pojato poněkud minimalisticky. Obsahuje chybu v návrhu antény a celkově je technická zpráva poměrně stručná, pohybující se na spodní hranici očekávaného rozsahu.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání téměř splněno s drobnými výhradami

Zadání bylo formálně splněno, avšak výsledný produkt není funkční z důvodu chybného návrhu antény.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: splňuje pouze minimální požadavky

Rozsah technické zprávy splňuje pouze minimální požadavky. Částečně je to způsobeno nefunkční realizací, která zkomplikovala testování, a částečně také poměrně jednoduchou implementací softwarové části, jež musela splňovat specifické podmínky. I přesto se domnívám, že výsledná aplikace mohla být bohatší – například by bylo vhodné doplnit možnost uchovávání záznamů o uživatelích, kteří keš úspěšně nalezli.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva obsahuje všechny podstatné informace, přesto je celkově informačně poměrně chudá. Například kapitola 5.1 mohla být zpracována podrobněji a doplněna o více technických detailů.

75
Formální úprava technické zprávy

Formální i jazyková stránka práce je na dobré úrovni.

75
Práce s literaturou

Seznam literatury obsahuje poměrně malé množství zdrojů, vzhledem k povaze zadání to však nepředstavuje problém. Autor správně odděluje vlastní text od převzatých pasáží.

70
Realizační výstup

Realizace není zcela dotažená, především kvůli nefunkční BLE anténě. I přesto se podařilo projekt oživit na vývojovém kitu a jeho funkčnost mi byla předvedena. Jak již bylo uvedeno výše, jedná se spíše o jednodušší aplikaci.

V přiložených zdrojových kódech je obtížné se podrobněji orientovat. Bylo by vhodné doplnit podrobnější dokumentaci, například ve formě souboru README nebo automaticky generované dokumentace pomocí nástroje jako Doxygen.

70
Využitelnost výsledků
Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Cílem práce bylo navrhnout geocachingový maják. Tento maják má za úkol prostřednictvím rozhraní BLE periodicky vysílat informaci o své přítomnosti a následně zapojit uživatele do hry s cílem nalezení příslušné keše.

Zadání považuji za standardně náročné. Hardwarová část je mírně složitější, zatímco softwarová část je naopak poměrně jednoduchá.

Topics for thesis defence:
  1. Bylo by možné problém s anténou odstranit dodatečným připojením externí antény? Pokud ano, jaké úpravy hardwaru nebo firmwaru by si to vyžádalo?
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová