Bachelor's Thesis

Smart home elements with ESP32 using the Matter standard

Final Thesis 15.01 MB Appendix 1.39 MB

Author of thesis: Bc. Vít Němeček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Reviewer: Ing. Ondřej Krajsa, Ph.D.

Abstract:

This batchelor thesis is dealing with current smart home technologies and solving the problem of incompatible systems. Main goal is to design smart home device, that can be easily connected to existing ecosystem using Matter protocol. Device will be based on ESP32 microcontroller which has low power consumption and integrated Wi-Fi chip. The thesis describes current trends in smart homes and the complete hardware design of the device, development of the necessary software, and commissioning of the device.

Keywords:

Smart home, ESP32, Matter, Internet of Things

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Obhajoba závěrečné práce: Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky oponenta a komise: Jaké úpravy by bylo nutné provést, aby bylo reléové zařízení bezpečně použitelné pro spínání síťového napětí 230 V AC v domácí instalaci? Jak byste optimalizoval návrh desky plošného spoje, pokud by cílem nebyl demonstrační prototyp, ale menší sériově vyráběné zařízení? Pro jaký use-case bylo zařízení navrženo?

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
doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Bakalářská práce je po formální i odborné stránce v pořádku. Práce svým rozsahem i odbornou a jazykovou úrovní splňuje požadavky na bakalářskou práci.
Student se seznámil s principy fungování chytré domácnosti. V rámci praktické části navrhl a zkonstruoval tři zařízení chytré domácnosti pracující s podporou standardu Matter. Jednotlivé prvky chytré domácnosti využívají mikrokontroléry ESP32 s frameworkem SDK for Matter od firmy Espressif. Jedná se o čidlo teploty a vlhkosti, žárovku a vypínač. Vzhledem k nedostupnosti hlasového asistenta Google Nest jsme se dohodli na předvedení Matter zařízení v ekosystému Amazon Alexa namísto původního Google Home.
Rozložení prací bylo ideální, student vždy předváděl průběžné výsledky práce s předstihem. Zadání bylo splněno a všechna tři zařízení byla úspěšně předvedena včetně prvotního párování.
Student pracoval samostatně a iniciativně, o výsledcích pravidelně informoval. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Ondřej Krajsa, Ph.D.

Bakalářská práce je po odborné stránce na velmi dobré úrovni a svým rozsahem odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Student se seznámil s principy chytré domácnosti, standardem Matter a vývojovým prostředím ESP-IDF / ESP Matter SDK. V praktické části navrhl a realizoval tři funkční prvky chytré domácnosti založené na ESP32, konkrétně čidlo teploty a vlhkosti, ovládanou žárovku a vypínač. Kladně hodnotím zejména praktickou realizaci, vytvoření vlastního hardwaru, firmware a ověření funkce zařízení v ekosystému chytré domácnosti.
Po technické stránce je softwarová část zpracována přesvědčivěji než část hardwarová. Návrh elektroniky je funkční, ale místy působí spíše jako demonstrační prototyp než jako optimalizované zařízení. Deska plošného spoje je zbytečně rozměrná a u reléové části by bylo vhodné podrobněji diskutovat bezpečnostní aspekty, proudové dimenzování a případné použití v reálné domácí instalaci. Student také nerealizoval testování v Google Home ekosystému, ale zvolil Amazon Alexa - v textu je toto zmíněno a student změnu zdůvodnil.
Formální a jazyková úroveň práce je celkově dobrá. Text je přehledně členěn a logicky popisuje teoretický základ, návrh hardwaru i vývoj aplikací. V práci se však vyskytují drobné jazykové a typografické nedostatky a některé části by si zasloužily hlubší technické zdůvodnění, zejména volba jednotlivých komponent, návrh PCB a vyhodnocení výsledků testování. Celkově se jedná o kvalitní, prakticky zaměřenou bakalářskou práci, která splňuje zadání a prokazuje schopnost studenta samostatně navrhnout a realizovat funkční zařízení. Topics for thesis defence:
  1. Jaké úpravy by bylo nutné provést, aby bylo reléové zařízení bezpečně použitelné pro spínání síťového napětí 230 V AC v domácí instalaci?
  2. Jak byste optimalizoval návrh desky plošného spoje, pokud by cílem nebyl demonstrační prototyp, ale menší sériově vyráběné zařízení?
Points proposed by reviewer: 87

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová