Bachelor's Thesis

Design of a software solution for managing and monitoring PLC networks using the Open PLC Toolkit

Final Thesis 12.83 MB Appendix 33.39 kB

Author of thesis: Matěj Nykl

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Rusz, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Abstract:

The thesis deals with broadband Power Line Communication systems using the HomePlug AV, HomePlug AV2 and HomePlug Green PHY standards. The aim of the thesis is to design and implement a tool for the management, monitoring and analysis of PLC networks using the open-source Qualcomm Atheros Open Powerline Toolkit. The first part of the thesis introduces the principles of communication over power lines and the HomePlug standards. The practical part focuses on the design and implementation of the OpenPLC Manager application in Python, whose basic functionality was verified on a test setup with a pair of WisLink LX200V30 modems connected to a Raspberry Pi platform. The application was further extended with support for HomePlug Green PHY, monitoring of SLAC communication, live frame capture using the Tshark tool and analysis of records in the pcap format. The extended part was verified on White Beet modules in the roles of PEV and EVSE.

Keywords:

HomePlug AV, HomePlug AV2, HomePlug Green PHY, Open-PLC-Utils, OpenPLC Manager, pcap, PLC, Python, SLAC, Tkinter, TShark

Date of defence

16.06.2026

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 bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky členů komise a oponenta: SLAC definovaný normou ISO 15118 má konkrétní timeouty pro každou dílčí zprávu v komunikační sekvenci, jak byste implementoval detekci či označení časové odchýlení od normované hodnoty timeoutu? Proč byla zvolena knihovna Tkinter namísto modernějších frameworků (např. PyQt/PySide) a jaké jsou nevýhody tohoto řešení? Jakým způsobem by bylo možné rozšířit aplikaci o automatizované dlouhodobé měření a export statistických výsledků? Lze vidět v rámci probíhajícího měření vykreslování do grafu, nebo je graf zobrazen až po ukončení měření? Jaká je reálná využitelnost navrženého nástroje v oblasti diagnostiky ISO 15118 komunikace oproti profesionálním komerčním řešením? Kdo je konečným užívatelem systému? Jaké možnosti má uživatel v momentě, když zistí rušení?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Telecommunication and Information Systems (BPC-TLI)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Tomáš Horváth, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Radek Hartman, MBA (člen)
Ing. Jiří Přinosil, Ph.D. (člen)
Jakub Lešinský (člen)
Ing. Miroslav Balík, Ph.D. (člen)
Ing. Šimon Skvaril (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Rusz, Ph.D.

Zadání bakalářské práce studenta Matěje Nykla na téma „Návrh softwarového řešení pro správu a monitorování PLC sítí s využitím nástroje Open PLC Toolkit“ považuji za splněné v celém rozsahu s využitelnými výsledky pro výuku, testování a navazující vývoj.

Velmi kladně hodnotím především přístup studenta k práci během celého semestru. Student pravidelně konzultoval, na domluvené schůzky přicházel připravený a s vlastními nápady na rozšíření. Veškerou práci realizoval sám a zapracoval všechny mé připomínky.

Teoretická část práce je zpracována velmi dobře. Student vhodně vystihl důležité části řešené problematiky, které mají přímou návaznost na následný vývoj nástroje pro správu PLC modemů. V rámci praktické části je následně navržen a otestován nástroj pro testování, monitoring a konfiguraci PLC modemů založených na čipsetech Qualcomm, který značně zjednodušuje a rozšiřuje možnosti testování těchto PLC modemů.

Po formální stránce je práce na dobré úrovni. Drobnou výtku mám k formátování celé práce, která místy působí prázdně, což je zapříčiněno velkými mezerami mezi jednotlivými odstavci, volbou velikostí obrázků a podobně. Výsledky práce a jejich reálná využitelnost však značně převyšuje drobné formátovací nedostatky.

Z výše popsaných důvodů doporučuji práci k obhajobě a hodnotím A/90 bodů. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Práce se zabývá návrhem a implementací aplikace OpenPLC Manager pro správu a monitorování PLC sítí na bázi standardů HomePlug AV, AV2 a HomePlug Green PHY. Z hlediska rozsahu, praktické implementace i experimentální části se jedná o nadprůměrně zpracovanou BP. Student prokázal schopnost orientace v oblasti PLC komunikace, Open-PLC-Utils, protokolu SLAC i integrace externích nástrojů. Praktická část práce je funkční a zjevně vyžadovala značné množství samostatné práce.

Přes velmi dobrou technickou úroveň však práce obsahuje formální, stylistické, typografické i odborných nedostatky, které snižují její výslednou kvalitu. V některých pasážích chybí hlubší analytický přístup, kritické vyhodnocení výsledků a přesnější technická argumentace. SLAC není vůbec součástí teoretické části a nevysvětluje čtenáři slouvilost použití.

Rozsah práce je přiměřený a struktura logická. Kapitoly na sebe navazují konzistentně a praktická část je dobře čitelná. Velmi pozitivně hodnotím množství obrázků, blokových schémat a screenshotů aplikace. V práci prakticky chybí diskuse limitací navrženého řešení či srovnání aktuálně dostupných řešení. Laboratorní měření neuvádí typ samotného kabelu, je zde pouze informace o průměru vodiče, nikoliv informace zda li se jedná o například o laněný nebo s plným drátem. 

Předložená bakalářská práce představuje technicky kvalitní a prakticky využitelné řešení s nadstandardním rozsahem implementace. Student prokázal velmi dobrou schopnost samostatné práce a orientaci v problematice PLC komunikace. Přes uvedené výhrady je práce po odborné stránce přínosná a splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci.
Celkově hodnotím 87 bodů – B. Topics for thesis defence:
  1. 1. SLAC definovaný normou ISO 15118 má konkrétní timeouty pro každou dílčí zprávu v komunikační sekvenci, jak byste implementoval detekci či označení časové odchýlení od normované hodnoty timeoutu?
  2. 2. Proč byla zvolena knihovna Tkinter namísto modernějších frameworků (např. PyQt/PySide) a jaké jsou nevýhody tohoto řešení?
  3. 3. Jakým způsobem by bylo možné rozšířit aplikaci o automatizované dlouhodobé měření a export statistických výsledků? Lze vidět v rámci probíhajícího měření vykreslování do grafu, nebo je graf zobrazen až po ukončení měření?
  4. 4. Jaká je reálná využitelnost navrženého nástroje v oblasti diagnostiky ISO 15118 komunikace oproti profesionálním komerčním řešením?
Points proposed by reviewer: 87

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová