bakalářská práce

Bezdrátový datalogger

Text práce 20.16 MB Příloha 3.36 MB

Autor práce: Bc. Tomáš Linek

Ak. rok: 2023/2024

Vedoucí: Ing. Jan Kunz, Ph.D.

Oponent: Ing. František Burian, Ph.D.

Abstrakt:

Bakalářská práce se věnuje návrhu a realizaci bezdrátového  dataloggeru. Je zde podrobně popsána problematika bezdrátového přenosu pomocí technologie LoRa, která byla při realizaci využita. Dále je popsán návrh celého zařízení skládajícího se z centrální loggovací jednotky a senzorických jednotek. V práci je také popsáno hardwarové a softwarové vybavení bezdrátového dataloggeru, včetně obslužné desktopové aplikace. Výsledkem práce je sestrojení funkčního dataloggeru umožňujícího logování teploty a vlhkosti z bezdrátových senzorických modulů a proměření jeho parametrů.

Klíčová slova:

LoRa, sběr dat, datalogger, monitorování, bezdrátová komunikace, senzor, STM32, SD karta, vývojová deska, LabVIEW

Termín obhajoby

12.06.2024

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy oponenta i další dotazy komise. Student porovnal svoje řešení vůči komerčně nabízenému snímači, jaká je cena jím vyvinutého systému, jakým způsobem je možné řešit časovou synchronizaci po výpadku napájení a jak byl určován stupeň nabití akumulátorů.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Automatizační a měřicí technika (BPC-AMT)

Složení komise

prof. Ing. Roman Prokop, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. František Burian, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Čala, Ph.D. (člen)
Ing. Radek Štohl, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Veselý, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Gábrlík, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jan Kunz, Ph.D.

Hlavním cílem bylo vytvoření bezdrátového dataloggeru založeném na komunikaci LoRa. Student pracoval samostatně, aktivně a iniciativně, na pravidelné konzultace byl vždy připraven. Student dokonce provedl docela velkou část práce nad rámec zadání, například LabVIEW aplikaci, nebo bateriové napájení modulů.

Práci si systematicky rozvrhl, a tak měl dostatek času vše zrealizovat a důkladně proměřit, což se pozitivně projevilo i na kvalitě práce. Hodnotím A/99 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 99

Známka navržená vedoucím: A

Práce studenta Tomáše Linka o rozsahu 54 stran textu obsahuje 16 stran rešerše a 38 stran studentova řešení a praktické realizace. Práce svým rozsahem odpovídá průměrné zátěži kladené na studenta UAMT. Student používá a cituje dostupnou literaturu, která správně citována. Práci mohu označit jako původní. Práce má velmi dobrou formální úroveň, bez překlepů a gramatických chyb. Místo pojmu "datalogger" který se v práci velmi často objevuje bych použil české synonymum "záznamník dat", avšak vyhledem k tomu, že toto slovo je použito i v názvu práce, nepovažuji to za výrazné pochybení.

Práce je členěna logicky. Student nejprve popisuje dostupné koncepce bezdrátových záznamníků dat, aby definoval parametry zařízení, které je potřeba vytvořit. Velmi důsledně se zaobírá bezdrátovými komunikacemi a jejich vlastnostmi, takže jím navržené zapojení opravdu má zjištěné vlastnosti, což ověřil na konci práce.

Student při ověřování doby zpoždění a následné statistické analýzy nejistot pro distribuci času nezohlednil fakt doby šíření signálu prostředím (stanice můžou být až kilometry daleko), avšak tento vliv je ještě o jeden řád nižší, než jím změřené nejistoty, takže výslednou přesnost neovlivnil.

Student realizoval dvě elektroniky s mikrokontrolerem, navrhl a realizoval dva firmwary, navrhl a realizoval komunikační protokol. Dále navrhl a realizoval dvě plastové krabičky pro 3D tisk. Na konci práce prakticky provedl měření bezdrátové části signálu, které se shodovalo s teorií popsanou v úvodu práce a současně otestoval dlouhodobou stabilitu kódu, distribuci času a spotřebu jednotek během 7denního experimentu.

Student splnil zadání ve všech bodech.

Z pečlivě zpracované práce usuzuji, že student získal znalosti v oblastech bezdrátových komunikací, programování, komunikačních protokolů a zpracování měření. Práce svědčí o bakalářských schopnostech studenta. Práci doporučuji k obhajobě. Otázky k obhajobě:
  1. Jaký vliv na distribuci časové synchronizace bude mít doba letu signálu mezi základnou a měřicím bodem ? Vyčíslete pro min. dosah a pro max. dosah.
  2. Pokud zohledníme dobu letu signálu do nejistoty měření času synchronizace, bude se jednat o nejistotu typu A nebo B ?
  3. V práci uvádíte, že synchronizace času je prováděna jednou za hodinu. Co se stane, když bude měněna baterie v jedné ze vzdálených jednotek (údržba). Dojde k výpadku času u tohoto senzoru ? Jde to nějak řešit ?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 96

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová