Master's Thesis

Software for students' IoT applications

Final Thesis 15.15 MB Appendix 40.94 kB

Author of thesis: Bc. Vlastimil Štopl

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Králík

Reviewer: Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.

Abstract:

This master's thesis deals with the design and implementation of an open software platform for the Internet of Things (IoT), intended primarily for educational purposes at the Department of Biomedical Engineering. The proposed architecture utilizes a Raspberry Pi minicomputer as a central server. The backend is implemented in Python using the Flask framework, communication with sensors is handled via the MQTT protocol, and data are stored in the InfluxDB time-series database. To ensure modularity and easy replicability, the entire system is containerized using Docker technology. The result of the thesis is a stable system with a universal data parser and a web-based user interface that enables device management, advanced real-time data visualization, and data export for further analysis. The thesis also includes verification of the platform's stability and security during real-world testing using the SCD41 sensor.

Keywords:

IoT, Raspberry Pi, Python, Flask, MQTT, InfluxDB, Docker, data visualization, ESP32, universal parser

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. Prof. Černý položil otázku v čem byla práce programována a jak moc byla použita AI. Ing. Sekora položil otázku zda lze realizaci práce převést na server. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Bioengineering (MPC-BIO)

Composition of Committee

prof. Ing. Martin Černý, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Sekora, MBA (člen)
MUDr.Ing. Richard Ředina (člen)
doc. Ing. Radovan Jiřík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Králík

Student se ve své diplomové práci zabývá návrhem a realizací softwarového řešení pro studentské IoT aplikace. Cílem práce bylo vytvořit platformu umožňující sběr, ukládání a vizualizaci dat z IoT zařízení s důrazem na jednoduchost použití ve výukovém prostředí.

Student během řešení práce pracoval převážně samostatně, pravidelně konzultoval postup řešení a přicházel s vlastními návrhy a nápady. Oceňuji zejména jeho aktivní přístup a schopnost samostatně řešit technické problémy vznikající v průběhu vývoje.
Výsledkem je funkční a přehledné řešení, které je z pohledu uživatele jednoduché na ovládání a splňuje stanovené cíle práce.

Text práce je zpracován přehledně a její rozsah považuji za odpovídající. Použitá literatura je tvořena převážně internetovými zdroji a technickou dokumentací, což vzhledem k charakteru řešené problematiky nepovažuji za zásadní nedostatek.


Určitou výtku mám k ukázkovému zdrojovému kódu v příloze práce. Při ověřování funkčnosti na platformě Arduino Uno R4 WiFi se senzorem DHT22 nebylo možné kód použít bez významnějších úprav, což snižuje snadnost jeho využití.

Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji klasifikačním stupněm A, 91 bodů. Points proposed by supervisor: 91

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.

Student se ve své práci zabýval řešením pro studentské IoT aplikace. V teoretické části práce se student věnuje porovnání různých IoT platforem. Zde bych ocenil srovnání více platforem než jen těch, které byly jmenovitě uvedeny v zadání. Rovněž bych u tohoto porovnání uvítal podrobnější srovnání více do hloubky, včetně porovnání v přehledové tabulce. Tabulka 1.1 je příliš stručná a shrnuje jen základní informace, zcela mi chybí porovnání dalších parametrů platforem. Tuto část práce hodnotím jako slabší.
Samotný návrh platformy a realizace je naopak velice dobře popsána a jde opravdu v popisu do hloubky. Velice cením opravdu komplexní pohled na problematiku, včetně zabezpečení jako je ochrana identit, ochrana proti brute-force útokům, ale i ochrana proti zahlcení a další.
Po formální stránce je práce na dobré úrovni, jen členění do podkapitol třetí úrovně někdy nedává smysl, jako například podkapitola 2.3.1.; 3.2.1, 3.7.1; 4.7.1.
I přes vyjmenované nedostatky je práce na vysoké úrovni a zadání práce považuji za zcela splněné. Navrhuji hodnocení 88/B. Topics for thesis defence:
  1. Jaké jsou limitace navrženého systému (počet uživatelů, senzorů, uložených dat atd.) ?
Points proposed by reviewer: 88

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová