Master's Thesis

Interactive Beacon for Geocaching Based on Bluetooth Technology

Final Thesis 4.48 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

26.08.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

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, např. ohledně strategie pro šetření energie či reálného nasazení vytvořeného zařízení. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm ...

Topics for thesis defence

  1. Jaký vliv měl použitý přijímač (telefon) na výsledky měření vzdálenosti?
  2. Máte odhad, o kolik se zkrátí životnost baterie v zimních měsících?
  3. Obdržel jste od uživatelů nějaké podněty ke zlepšení uživatelské přívětivosti?
  4. Jak odhadujete finanční náročnost výroby jednoho majáku z aktuálně použitých součástek?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Intelligent Devices (NIDE)

Composition of Committee

doc. Ing. Richard Růžička, Ph.D., MBA (předseda)
doc. Ing. František Zbořil, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Kamil Malinka, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Václav Šimek

Student při zpracování tohoto projektu prokázal schopnost postupovat samostatně. Taktéž dokázal navrhnout vhodné řešení pří úpravě obvodového zapojení první verze prototypu navigačního zařízení, což vedlo k odstranění problémů se stabilitou bezdrátové komunikace. 


Nicméně lepší průběžná aktivita studenta při řešení projektu mohla vést k včasnějšímu dokončení, což by v konečném důsledku umožnilo provedení revize technické zprávy, která do určité míry kazí celkový dojem z jinak solidně zpracovaného projektu.


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 představuje v současné době bezesporu velmi populární záležitost. 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.

Pozornost je zde věnována návrhu interaktivního navigačního bodu pro podporu zmiňované hry, což zahrnuje realizaci vestavěného zařízení na obvodové úrovni a implementaci souvisejících softwarových komponent pro mobilní zařízení.

Za náročnější aspekt této práce považuji návrh a realizaci potřebného hardware a to zejména v části pro bezdrátovou komunikaci. Jedná se totiž o záležitosti, které se na FIT VUT v Brně běžně nevyučují. Finální verze zařízení je plně funkční a taktéž ostatní požadavky plynoucí ze zadání bych označil za splněné.

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

Přestože je technická zpráva poněkud strohá a zasloužila by si vylepšení, student vynaložil značné úsilí při implementaci hardwarové i softwarové části geocachingového navigačního majáku, čímž vzniklo plně použitelné řešení. Práce obsahuje také poměrně dobře zpracované funkční i uživatelské testování a může sloužit jako základ pro další vývoj.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu a bez výhrad.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Rozsah technické zprávy je poněkud nižší, avšak obsahuje všechny důležité informace. Domnívám se však, že zpráva mohla být obsáhlejší, zejména v části popisující implementaci a oživení hardwaru.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva obsahuje všechny podstatné informace, avšak je celkově informačně poměrně stručná. Postrádám například sekci hodnotící finanční náročnost výroby prototypu a ukázku vývojového kitu, na kterém probíhal vývoj před dokončením finálního prototypu. Dále bych ocenil podrobnější zhodnocení uživatelského testování uvedeného v tabulce 7.1 – konkrétně je uvedeno, že průměrná doba řešení problému činí 10 minut, chybí však informace o tom, jak se tato doba změnila, pokud uživatel aplikaci již znal nebo zkoušel jiný scénář.

78
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.

75
Realizační výstup

Výsledkem diplomové práce je plně funkční navigační bod, který splňuje veškeré požadavky na něj kladené. V rámci práce vznikly dva prototypy, přičemž první trpěl chybou v návrhu rádiové části, kterou druhá verze odstranila. Množství práce odvedené na hardwarové části lze proto považovat za nadstandardní.

Softwarová aplikace je sice poměrně jednoduchá z hlediska funkcionality, avšak graficky dobře zpracovaná a splňuje stanovené požadavky.

V přiložených zdrojových kódech je obtížné se detailněji orientovat. Bylo by vhodné doplnit podrobnější dokumentaci, například ve formě souboru README obsahujícího seznam modifikovaných souborů a jejich účelu, případně automaticky generované dokumentace pomocí nástroje, jako je Doxygen.

90
Využitelnost výsledků

Výsledkem je plně funkční navigační bod, který lze použít pro zatraktivnění Geocachingu. 

Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Cílem práce bylo navrhnout geocachingový maják, který prostřednictvím rozhraní BLE periodicky vysílá informaci o své přítomnosti a zapojuje uživatele do hry s cílem nalezení příslušné keše.
Zadání považuji za mírně náročnější. V rámci hardwarové části vznikly dva prototypy, a to z důvodu složitého návrhu rádiové části. Množství práce odvedené v této části považuji za nadstandardní. Naopak softwarová část byla poměrně jednoduchá a přímočará.

Topics for thesis defence:
  1. Jaký vliv měl použitý přijímač (telefon) na výsledky měření vzdálenosti?
  2. Máte odhad, o kolik se zkrátí životnost baterie v zimních měsících?
  3. Obdržel jste od uživatelů nějaké podněty ke zlepšení uživatelské přívětivosti?
  4. Jak odhadujete finanční náročnost výroby jednoho majáku z aktuálně použitých součástek?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová