Bachelor's Thesis

Real-Time Data Monitoring and Visualization

Final Thesis 5.89 MB

Author of thesis: Miriam Gurská

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Turčínek, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Jakub Fišák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the design and implementation of a real-time indoor environmental quality monitoring system. The objective is to develop a modular tool for data acquisition, processing, and visualization that replaces inaccurate manual estimates. Built on a central Raspberry Pi 5 unit and a wireless Wio Terminal node, the system utilizes the Node-RED platform for routing and data flow processing. Measured values of temperature, relative humidity, and air quality are stored in an InfluxDB time-series database and visualized using Grafana. A key contribution of this thesis is the integration of the Telegram communication interface, which provides push notifications for threshold violations and enables remote parameter configuration. The proposed solution provides the user with a tool for proactive indoor environmental management with the potential for full-scale deployment in smart homes.

Keywords:

Internet of Things, IoT, smart home, Raspberry Pi 5, Wio Terminal, Node-RED, MQTT, InfluxDB, Grafana, Mosquitto, FastAPI, Telegram Bot API

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka seznámila komisi s výsledky své bakalářské práce a odpověděla na otázky oponenta. Následovala diskuze k závěrečné práci a otázky komise: Propojení terminálu s Raspberry Pi 5. Limit zapojení sítě. Jaká je frekvence sběru dat. Nebylo by možné použití slabšího Raspberry Pi. Jakým způsobem se sleduje kvalita ovzduší. Zařazení měření oxidu uhličitého. Studentka odpověděla na všechny dodatečné otázky ke spokojenosti komise.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Automation and Computer Science

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Applied Computer Science and Control (AIŘ)

Composition of Committee

doc. Ing. Lukáš Novotný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Miloš Hammer, CSc. (místopředseda)
Ing. Radek Poliščuk, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Turčínek, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Hadraba, Ph.D. (člen)
Ing. Filip Kšica, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Švarc, CSc. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Ančík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Turčínek, Ph.D.

Autorka přistupovala k řešení zvoleného tématu velmi aktivně a iniciativně. V rámci své práce úspěšně navrhla a realizovala funkční zařízení, a to jak po stránce hardwarové, tak softwarové. Nad rámec běžných povinností investovala do projektu vlastní finanční prostředky a samostatně navrhla i vytiskla ochranné pouzdro (case) pro komponenty, včetně integrace dotykového monitoru a vestavěných senzorů. Výsledné zařízení umožňuje vzdálené sledování naměřených hodnot. Při realizaci se autorka musela obeznámit s novými technologiemi, zejména v oblasti ukládání a prezentace dat, což úspěšně zvládla. Předloženou práci hodnotím jako velmi zdařilou.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Jakub Fišák, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá setrojením zařízení pro zpracování dat z různých (zejména) fyzikálních měřidel pro určení kvality prostředí v domácnosti. V práci je popsána teorie, jednotlivé hardwarové komponenty i softwarové řešení problematiky. Software je open source a je možné jej stáhnout z git repozitáře, který má přehlednou dokumentaci. Studentka si sestavila vlastní nástroj z Raspberry Pi, ke kterému připojila několik měřicích senzorů. Mimo hardwaru ve své práci popisuje i software včetně rozhraní, jejichž otestování popisuje v poslední kapitole. Práce je napsána přehledně a srozumitelně a je téměř bez gramatických chyb zaznamenal jsem jen např. překlep na str. 38: "Pri návrhu ktyru...".

Grafická úprava je na vysoké úrovni, jednotlivá schémata jsou zpracována
přehledně, jen u obrázků s rozhraním aplikace mi přijde nebezpečné dávat světlý text na bílé pozadí, neboť některé barvy a položky zde nemusí být v tisku/na plátně tak výrazné. Za méně obvyklé považuji označovat rovnice písmeny, ale vzhledem k tomu, že se v této práci vyskytovaly jen čtyři rovnice, to není zas tak závažný problém.

V práci je také praktická ukázka naměřené teploty, za přínosné by bylo doplnit další možné měřené veličiny. Sestrojený systém má velký potenciál nejen pro monitorování kvality domácího prostředí, ale také by se dal využít například pro zefektivnění vytápění, větrání, apod. Všechny cíle stanovené v zadání byly splněny a studentka prokázala schopnost samostatně navrhnout a realizovat funkční hardwarové i softwarové řešení.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Kolik maximálně detektorů by bylo možné připojit?
  2. Bylo by možné zařízení propojit i s nějakým ovládáním např. vytápění?
  3. Je možné naměřená data získat ze zařízení jako textové soubory pro vlastní zpracování?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová