Bachelor's Thesis

Modular Warehouse System with Integration of Identification and Sensor Devices

Final Thesis 3.25 MB

Author of thesis: Tomáš Řezníček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Václav Šimek

Reviewer: Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the design and implementation of a modular warehouse system that combines the advantages of automatic identification using Data Matrix codes with sensors that monitor the physical condition of items. The system includes both custom hardware and software solutions.
The hardware implementation consists of two devices. The first is a mobile terminal built on the ESP32-S3 platform, which controls a camera with machine vision capabilities for more efficient decoding of Data Matrix codes. This allows the operator to quickly and efficiently handle individual items. The second device consists of autonomous weighing modules with an ESP32-C3 microcontroller and strain gauge sensors, which are integrated into the shelf structures to monitor weight changes in real time.
Network communication is implemented via a hybrid architecture, where the terminal uses synchronous HTTP requests, while the weighing modules communicate asynchronously using the MQTT protocol. A server with a local database and a modern web interface for managing and visualizing the acquired data is implemented over the entire system.
The results confirmed the functionality of the developed prototypes, the sufficient accuracy of the weighing modules, and the reliability of identification via the terminal. The proposed solution successfully met the set objectives and represents a scalable and cost-effective system for real-time warehouse monitoring.

Keywords:

Modular warehouse system, warehouse logistics, mobile terminal, embedded system, hardware, Data Matrix, QR code, code scanning, image decoding, ESP32-S3, ESP32-C3, microcontroller, Weight module, OV2640, OLED display, Li-Po battery, linear regulator

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

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 C.

Topics for thesis defence

  1. Na začátku podkap. 5.2 uvádíte "se jeví jako nejvhodnější platforma ESP32", nicméně toto tvrzení ničím nedokládáte. Které další platformy jste zvažoval?
  2. Které z 3D modelů komponent jste vytvořil sám, a které jste převzal, popř. upravil?
  3. Objasněte spojení "spolehlivost celého řetězce" na str. 39, "spolehlivou evidenci" na str. 40 a "spolehlivé čtení", "spolehlivost dekódování" na str. 41.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta informačních technologií

Department

Department of Computer Systems

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Marta Jaroš, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Polčák, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Václav Šimek

Při celkovém pohledu je třeba říci, že požadavky zadání byly splněny a podařilo se vytvořit systém, který je zejména dle materiálů v elektronické příloze technické zprávy plně funkční. Bohužel ne zcela systematický přístup studenta v období obou dvou semestrů a taktéž dokončování celého projektu doslova na poslední chvíli poněkud kazí celkový dojem. I přes tyto skutečnosti navrhuji z pozice vedoucího práce hodnocení stupněm C - dobře, 70 bodů.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Jedná se o prakticky zaměřenou bakalářskou práci z oblasti vestavěných systémů, která se zabývá návrhem a realizací automatizace skladového hospodářství. Jedná se o zadání vytvořené na základě podnětu studenta. Především je nutno provést realizaci potřebných hardwarových prvků na obvodové úrovni, což samo o sobě zvyšuje celkovou náročnost projektu. Kromě toho je požadována implementace obslužného firmware a uživatelského rozhraní na bázi webové aplikace. Domnívám se, že požadavky stanovené zadáním byly v úplnosti splněny.
Práce s literaturou

Studentovi byly v počátečním období doporučeny některé informační zdroje. Zbývající si velmi iniciativně zajistil sám. Přehled literatury uváděný v technické zprávě je poměrně bohatý, nicméně se jedná o položky relevantní pro zpracování tohoto projektu.
Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

V počátečním období řešení projektu, tj. na začátku zimního semestru proběhly maximálně dvě konzultace a následně se student odmlčel. Jeho aktivita se opět zvýšila až těsně před obhajobou semestrálního projektu. V průběhu letního semestru byla situace velmi obdobná, kdy nebylo vůbec jasné, zda se projekt podaří zdárně dokončit. Nicméně takřka v cílové rovince se student dokázal vybičovat k maximálnímu výkonu a přes všechny peripetie projekt zdárně dokončil. Nakonec je snad možno i říci, že prokázal notnou dávku schopnosti pracovat samostatně.
Aktivita při dokončování

V konečné fázi projektu byly se mnou konzultovány zejména technické aspekty realizace jednotlivých hardwarových prvků před jejich zadáním do výroby. Technickou zprávu a vlastně samotný projekt jako takový jsem dostal k posouzení až těsně před termínem odevzdání, kdy už nebylo možno zapracovat některé připomínky vedoucího. Zejména popis implementace softwarové stránky projektu prezentovaný v technické zprávě působí dojmem, že tyto záležitosti byly takříkajíc šity horkou jehlou.
Publikační činnost, ocenění

V souvislosti s řešením této bakalářské práce mi není znám zisk jakýchkoliv ocenění či související publikační činnost.
Points proposed by supervisor: 70

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

Vzhledem k tomu, že



  • zadání považuji za náročnější,

  • realizační výstup hodnotím jako průměrně kvalitní a funkční dle požadavků zadání, a, až na zmíněnou nejasnost, jako průměrně kvalitně zhodnocený a zdokumentovaný,


výsledek práce studenta (tj., realizační výstup a technickou zprávu) souhrnně považuji za průměrně kvalitní a navrhuji jej ohodnotit stupněm C.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

  • Zadání považuji za obtížnější, zejména kvůli požadavkům na realizaci fyzických zařízení na bázi desek plošných spojů (bod 5 zadání) a na komplexní testování celého řešení v reálných podmínkách (bod 7 zadání) - tyto požadavky mohly být splněny jen díky uváženému rozvržení realizačních činností v čase.
  • Další požadavky zadání považuji za průměrně náročné, tj. zvládnutelné pomocí vědomostí a zkušeností získaných během dosavadního studia na FIT VUT.
Prezentační úroveň technické zprávy
  • Technická zpráva (TZ) je poměrně vhodně strukturovaná (byť 9 kapitol bez příloh mi připadá příliš - např. kap. 2, 3 resp. kap. 4, 5 by bylo šlo sloučit),  její části na sebe vhodně navazují a přispívají k její velmi dobré čitelnosti i k velmi dobré představě o prostředcích, způsobu a výsledku řešení.
  • Až na poměrně nízký počet ilustrací (vhodných např. v částech 2.3, 3.2, 3.3, 3.5, 4.2.3, 4.3, 4.4, 5.3 - 5.5, 6.1.1, 6.1.4, 6.2, 7.1 - 7.5), na prakticky chybějící vazbu textu kap. 7 na konkrétní zdrojové soubory, a na, výše zmíněnou, nejasnost ohledně splnění bodu 7 zadání nemám k prezentační úrovni TZ vážnější výhrady a hodnotím ji jako podprůměrně kvalitní.
 65
Formální úprava technické zprávy

Úroveň typografické a jazykové stránky technické zprávy hodnotím jako velmi dobrou - případné nedostatky v ní nejsou závažné a vyskytují se spíše ojediněle.

 89
Realizační výstup
  • Zadáním požadovaný realizační výstup (RV) má dvě části - hardwarovou a softwarovou.
  • Realizace obou částí je, poměrně uspokojivě, zdokumentovaná v kapitolách 5 až 7 technické zprávy (TZ) a zhodnocena v kapitole 8 TZ, funkčnost RV je doložena k TZ přiloženými, avšak blíže nekomentovanými, videonahrávkami. Podpůrné informace pro instalaci, spuštění atd. jsou k TZ elektronicky přiloženy, kvalita zdrojových souborů však mohla být větší - soubory např. prakticky neobsahují anotace pro automatizované generování dokumentace, některé nejsou příliš komentované.
  • Souhrnně je RV prakticky využitelný a, až na nejasnost ohledně splnění bodu 7 zadání, splňuje požadavky zadání.
 70
Využitelnost výsledků

Realizační výstup má potenciál být přínosem pro stávající praxi, nicméně tento přínos není blíže odhadnutelný bez předchozího, kvalitně provedeného komplexního testování v reálných podmínkách.
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno s drobnými výhradami

Až na nejasnost ohledně splnění požadavku komplexního testování v reálných podmínkách (viz bod 7 zadání) považuji zadání jako celek za splněné. Nejasnost plyne zejména z absence souvisejících informací v technické zprávě, očekávaných zejména v kap. 8. - tato kapitola sice určité testování, spíše však v laboratorních podmínkách, dokumentuje a označuje ho za komplexní, je ale slabě diskutabilní, zda toto testování je komplexní, avšak silně diskutabilní, zda se jedná o testování v reálných podmínkách.
Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Rozsah technické zprávy (TZ) považuji za obvyklý, jelikož TZ, až na nejasnost ohledně splnění bodu 7 zadání, obsahuje veškeré podstatné informace k řešené problematice i k realizačnímu výstupu (RV).
Práce s literaturou

V seznamu citací postrádám citace dosavadních přístupů k řešení stejné či zadání blízké problematiky, avšak jinak jsou informační zdroje použité v technické zprávě, vzhledem k tématu a zadání práce, vhodně zvoleny a technická zpráva na ně odkazuje způsobem umožňujícím řádné odlišení prvků vlastních od převzatých.

 75
Topics for thesis defence:
  1. Na začátku podkap. 5.2 uvádíte "se jeví jako nejvhodnější platforma ESP32", nicméně toto tvrzení ničím nedokládáte. Které další platformy jste zvažoval?
  2. Které z 3D modelů komponent jste vytvořil sám, a které jste převzal, popř. upravil?
  3. Objasněte spojení "spolehlivost celého řetězce" na str. 39, "spolehlivou evidenci" na str. 40 a "spolehlivé čtení", "spolehlivost dekódování" na str. 41.
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová