bakalářská práce

Systém pro správu LoRa zařízení

Text práce 3.3 MB

Autor práce: Ing. Filip Štolfa

Ak. rok: 2022/2023

Vedoucí: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Radek Burget, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této práce je zjednodušit správu IoT zařízení v ekosystému LoRaWAN a umožnit bezproblémově přecházet mezi dvěma centrálními servery sítě LoRaWAN. V této práci jsou popsány dva servery sítě LoRaWAN – ChirpStack a TheThingsStack. Na základě požadavků uživatelů systému pro správu chytrých měst je navržena a implementována aplikace, která umí s těmito servery komunikovat a nabízí uživatelům jedno rozhraní, pro správu zařízení na těchto serverech. Data zařízení jsou nejprve uložena v databázi aplikace a poté jsou synchronizována s vybraným serverem LoRaWAN sítě pomocí poskytnutého aplikačního rozhraní. Výsledné řešení je implementováno jako webová aplikace pomocí aplikačního rámce Angular. Serverová část je implementována pomocí aplikačního rámce Express.js a platformy AWS Lambda.

Klíčová slova:

LoRaWAN, IoT, Angular, LoRaWAN Network Server, The Things Stack, ChirpStack

Termín obhajoby

12.06.2023

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

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 A.

Otázky k obhajobě

  1. Jakým způsobem je v architektuře aplikace realizována možnost přidání dalších poskytovatelů LoRaWAN služeb, o které se zmiňujete v úvodu?
  2. Existuje nějaké open-source řešení, se kterým jste Vaše řešení porovnával?

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Informační technologie (BIT)

Složení komise

doc. Dr. Ing. Dušan Kolář (předseda)
doc. Dr. Ing. Otto Fučík (člen)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Student ke své práci přistupoval svědomitě, dokázal pracovat samostatně a vytvořil použitelné řešení, díky kterému výrazně zefektivnil správu LoRa zařízení v systému firmy Logimic. Výsledky byly publikovány. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení
Informace k zadání

Zadání vzniklo ve spolupráci s firmou Logimic. Cílem bylo implementovat modul pro registraci a správu zařízení využívajících radiokomunikační technologii LoRa do platformy firmy Logimic napojené na vybrané LoRa Network servery (LNS). Student prozkoumal problematiku LoRa zařízení, dostupné LNS (ChirpStack a TheThingsStack) a platformu firmy Logimic (založenou na technologiích Typescript/Express, PostgreSQL/AWS a TypeScript/Angular). Výstupem je rozšíření (1) na straně serveru zajišťující synchronizaci mezi platformou firmy Logimic a LNS a (2) na klientské straně umožňující registraci zařízení pomocí skenování QR kódů nebo přes formulář a jejich následnou správu. Zadání hodnotím jako složité. Bylo splněno ve všech jeho bodech.

Práce s literaturou

Student prostudoval doporučenou literaturu a aktivně si vyhledával další zdroje týkající se zejména oblasti IoT, LoRa a dalších použitých technologií.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student komunikoval během celého akademického roku. Konzultace probíhaly online s vedoucím práce a Ing. Michalem Valným Ph.D. z firmy Logimic. Integrace řešení na serverové straně s Ing. Petrem Johnem. Student řádně plnil zadané úkoly a práce postupovala velmi dobrým tempem.

Aktivita při dokončování

Práce byla dokončena v předstihu, a mohla tak být řádně konzultována s vedoucím práce a vývojáři firmy Logimic. První verze řešení byla prezentována zákazníkovi již v rámci prvního semestru.

Publikační činnost, ocenění

Práce byla integrována do platformy firmy Logimic.

Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 95

Známka navržená vedoucím: A

Pan Štolfa vytvořil poměrně rozsáhlou a plně funkční aplikaci, která připravena pro reálné nasazení. Vše zdokumentoval v technické zprávě, ke které mám jen velmi drobné připomínky. Navrhuji proto hodnocení stupněm A.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení Body
Náročnost zadání

Stupeň hodnocení: průměrně obtížné zadání

Rozsah splnění požadavků zadání

Stupeň hodnocení: zadání splněno

Zadání považuji za splněné bez výhrad.

Rozsah technické zprávy

Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí

Rozsah technické zprávy je v rozmezí obvyklém pro bakalářskou práci.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva obsahuje velmi pěkně zpracovaný úvod do problematiky internetu věcí a sítí LoRaWAN. Související kapitoly jsou srozumitelné a přiměřeně podrobné. Část věnovaná vlastnímu řešení je poněkud stručnější: Jak analýza požadavků, tak návrh řešení jsou pojaty z hlediska uživatele a technické aspekty poněkud zanikají. Návrh se  soustředí na uživatelské rozhraní a stručně zmiňuje databázovou vrstvu a některé aspekty komunikace se servery, celková architektura řešení je však spíše naznačena. Důležité detaily jsou však doplněny v kapitole Implementace a celkově proto považuji řešení za velmi dobře zdokumentované.

80
Formální úprava technické zprávy

Po jazykové i typografické stránce je práce velmi pečlivě zpracována a mám jen velmi drobné připomínky. Často se objevují dlouhé textové pasáže, které by zejména v popisu implementace bylo lepší více strukturovat - využít seznamů, tabulek, vývojové diagramy apod. Výjimečně lze narazit na přetékající řádky v sazbě textu.

86
Práce s literaturou

Seznam použité literatury je na bakalářskou práci nadprůměrně rozsáhlý, což odpovídá již zmíněné kvalitě zpracování teoretických částí práce. Jednotlivé zdroje jsou v práci řádně citovány.

92
Realizační výstup

Implementovaná aplikace je poměrně rozsáhlá a plně funkční. Student výborně zvládl integraci svého řešení s externími poskytovateli LoRa serverů i s infrastrukturou zadavatele. Oceňuji také rozšiřitelný návrh aplikace a řešení různých scénářů synchronizace dat o zařízeních.

96
Využitelnost výsledků

Předpokládám, že vytvořená aplikace bude reálně využita zadavatelem.

Otázky k obhajobě:
  1. Jakým způsobem je v architektuře aplikace realizována možnost přidání dalších poskytovatelů LoRaWAN služeb, o které se zmiňujete v úvodu?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 92

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová