Master's Thesis

Intelligent system for beekeeping

Final Thesis 19.17 MB Appendix 8.3 MB

Author of thesis: Ing. Jan Hrubý

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Martin Kiac

Reviewer: Ing. Radim Číž, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the design and implementation of an intelligent bee keeping system that allows the beekeeper to easily monitor and track hive and colony health. The system is based on the ESP32 platform, with individual modules providing data collection from various sensors such as scales, temperature sensors, microphone and gyroscope, preparing the gyroscope for future implementation of protection functions. Data from the sensors is transmitted via wireless communication to the central ESP32 module, which serves as a data bus and allows data to be stored on a microSD card.
The central bus also provides communication with the mobile application developed in the Android Studio environment. This application allows easy management of the sites and the hives themselves and provides access to the measured data. The whole system is designed to be scalable and adaptable to the needs of the beekeeper and the scale of his site.

Keywords:

Android application, Beekeeping, Bluetooth LE, ESP32, ESP-NOW, Intelligent system for beekeeping, IoT, Hive monitoring, WiFi

Date of defence

09.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky: Je nutné použít tříosý gyroskop a akcelerometr pro detekci manipulace s úlem, jak se píše v kap. 2.3.4 na str. 25? Není možné k tomuto účelu využít implementované tenzometry nebo jen jednoduchý spínač? Jaké má použití tříosého gyroskopu a akcelerometru výhody?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Communications and Informatics (MPC-TIT)

Composition of Committee

prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc. (předseda)
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Leoš Boháč, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Záviška, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Dvořák, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Kiac

Úlohou študenta bolo navrhnúť a následne realizovať riešenie inteligentného systému chovu včiel. Samotná práca je prehľadne členená a vhodným spôsobom rozoberá danú problematiku. Študent bol počas celého procesu riešenia záverečnej práce aktívny a k samotnému riešeniu pristupoval zodpovedne, čo sa pozitívne odrazilo na výslednej úrovni práce.

Zadanie práce bolo splnené, študent preukázal svoje odborné znalosti a schopnosti. Výsledkom práce je plne funkčné riešenie inteligentného systému chovu včiel. Navrhnuté riešenie využíva vhodné metódy, je prepracované a kvalitne zdokumentované. Oceňujem najmä schopnosť prepojiť teoretické poznatky s praktickým návrhom a implementáciou, ako aj samostatný prístup pri riešení technických detailov. Avšak ako mínus by som videl, že navrhnuté riešenie nebolo otestované priamo v prevádzke, respektíve osadené v úli, čo by mohlo priniesť cennú spätnú väzbu o jeho reálnej použiteľnosti v podmienkach chovu. Napriek tomu možno konštatovať, že študent vytvoril komplexný a perspektívny základ pre praktické nasadenie systému.

V závere je možné konštatovať, že množstvo a kvalita odvedenej práce študenta zodpovedá výbornému hodnoteniu. Prácu preto hodnotím 94 bodmi, A. Points proposed by supervisor: 94

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Radim Číž, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá návrhem hardwaru, komunikace a ovládací aplikace systému pro chov včel, který umožňuje informovat včelaře o naměřených hodnotách určitých veličin v jednotlivých úlech a ukládat k nim vlastní informace, to vše prostřednictvím mobilní aplikace. Řešení, představené v posuzované práci, dosahuje velmi dobré technické úrovně a student jím prokázal nabyté znalosti a inženýrské schopnosti. Bohužel, z předložené zprávy není zřejmé, jestli byl systém, jako celek, otestován i v reálném provozu s opravdovými úly a všemi připojenými senzory, případně s jakými výsledky. Není tedy možné dojít k jednoznačnému závěru, že navržený a sestavený systém je opravdu plně funkční, ačkoliv se takto, podle uvedeného popisu, jeví. Prezentační úroveň předložené zprávy snižují zejména chybné, či značně neobratné formulace, které místy dokonce znemožňují čtenáři pochopit smysl některých vět. Například poslední dvě věty v prvním odstavci na straně 39 zní: "Jelikož je zpráva posílána broadcastem, tak ESP32 nedostane zprávu o přijetí a tak není možné ani zjistit, zda bylo odeslání úspěšně posláno. Protože kód pro úlovou jednotku neobsahuje funkci, která se spustí při přijetí zprávy, tak zprávy posílané jinými úlovými jednotkami ignorují." Text rovněž obsahuje nadbytečné kapitoly 1.1, 1.2 a 1.3, popisující stručnou historii včelařství a typy včelích úlů, což se striktně technicky zaměřeným zadáním práce nesouvisí. Naopak, v kap. 2.3 jsou sice popsány použité senzory a jejich parametry, ale nejsou zde uvedena žádná kritéria či analýzy, na jejichž základě byl proveden výběr těchto senzorů. Rovněž přiložené zdrojové kódy mohly obsahovat podrobnější komentáře, aby se v nich mohl orientovat i jiný vývojář než pouze autor.
Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem hodnotím práci 87 body, což odpovídá známce B. Topics for thesis defence:
  1. Je nutné použít tříosý gyroskop a akcelerometr pro detekci manipulace s úlem, jak se píše v kap. 2.3.4 na str. 25? Není možné k tomuto účelu využít implementované tenzometry nebo jen jednoduchý spínač? Jaké má použití tříosého gyroskopu a akcelerometru výhody?
Points proposed by reviewer: 87

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová