bakalářská práce

Responzivní vizualizace IoT dat pomocí obrazovek typu dashboard

Text práce 5.58 MB

Autor práce: Bc. Marko Olešák

Ak. rok: 2024/2025

Vedoucí: Ing. Petr John

Oponent: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Abstrakt:

Táto práca sa zaoberá výzvami monitorovania a riadenia inteligentných zariadení v čoraz komplexnejších prostrediach internetu vecí (IoT). Hlavným cieľom práce je navrhnúť a implementovať responzívne, škálovateľné a intuitívne riešenie prehľadovej obrazovky typu dashboard, primárne zamerané na oblasť inteligentných domácností, ktoré dokáže uspokojiť rôznorodé potreby začiatočníkov aj pokročilých používateľov. Vyvinutý dashboard je implementovaný od základu a je prepojený s existujúcim systémom Real-Time IoT (RIoT), ktorý zabezpečuje backendové operácie. Dashboardové vyhotovenie prináša používateľsky prispôsobiteľné prostredie spolu s detailnými pohľadmi pre jednotlivé zariadenia a skupiny zariadení, čím zvyšuje úroveň granularity a flexibilitu monitorovania systému. Dôraz bol kladený na užívateľskú prispôsobiteľnosť, vďaka čomu si používatelia môžu prispôsobiť rozloženie a obsah dashboardu podľa svojich preferencií a potrieb. Okrem toho, dashboard využíva kľúčové ukazovatele výkonnosti (KPIs) a efektívne vizualizácie pre jasné zobrazenie údajov v reálnom čase a historických dát, s podporou aktualizácií v reálnom čase a plánovaného opätovného načítania dát.

Klíčová slova:

internet vecí, dashboard, prehľadové obrazovky, inteligentná domácnosť

Termín obhajoby

17.06.2025

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. Bylo by možné realizovat grafické komponenty jako plně generické (výběr datového zdroje a definice projekce dat) podobně, jako je tomu v nástroji Grafana?
  2. Jak se vaše práce odlišuje od aplikace Home Assistant, a jí podobných?

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Informační technologie (BIT)

Složení komise

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (předseda)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Michal Španěl, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Petr John

Student pracoval samostatně, důkladně a pečlivě. Výsledkem je velmi dobře provedené řešení, které poskytuje nejen vizualizace na míru, ale také umožňuje koncovým uživatelům definovat obsah podle vlastních potřeb. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení
Informace k zadání

Cílem této bakalářské práce bylo navrhnout a implementovat responzivní vizualizační systém pro zařízení internetu věcí (IoT) se zaměřením na prostředí chytrých domácností a flask nadšenecké instalace. Za tímto účelem student nejprve prozkoumal oblast IoT a související koncepty, jako jsou chytrá města (Smart Cities), digitální dvojčata (Digital Twins) a komunikační technologie. Následovalo studium teorie vizualizace, včetně existujících typů vizualizací (například grafů) a jejich vlastností. Poté student analyzoval stávající rozhraní prostředí RIoT (GraphQL) a zkoumal vizualizace a přístupy používané v současných systémech. Ačkoli prostředí RIoT obsahovalo frontend, zcela postrádalo obrazovky typu dashboard i podrobné pohledy na skupiny a zařízení. Tyto funkce bylo třeba navrhnout od základu. V rámci řešení student vyvinul nejen obrazovky typu dashboard pro tyto podrobné pohledy, ale také vytvořil přístup, který umožňuje uživatelům definovat vlastní obsah prostřednictvím jednoduchých formulářů a interakcí vhodných pro mobilní zařízení s využitím nástrojů TypeScript, React.js, Nivo.js a shadcn/ui. Zadání hodnotím jako nadprůměrně obtížné, přičemž student úspěšně splnil všechny jeho požadavky.

Práce s literaturou

Student prostudoval doporučenou literaturu a sám aktivně vyhledával další relavatní zdroje.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student komunikoval po celý akademický rok. Konzultace s vedoucím práce probíhaly online přibližně jednou za dva týdny. Student také často komunikoval prostřednictvím zpráv s novým vývojem. Student řádně plnil zadané úkoly a práce postupovala příkladným tempem.

Aktivita při dokončování

Student dokončil praktickou část bakalářské práce včas, což umožnilo provést integraci do existujícího projektu a demonstrovat výsledky na studentské konferenci Excel@FIT.

Publikační činnost, ocenění

Student prezentoval své výstupy na konferenci Excel@FIT. Z publikačního hlediska budou využity jako součást demonstrací výsledků mého výzkumu.

Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 98

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Bakalářská práce je kvalitní jak po teoretické, tak po praktické stránce. Je psána v anglickém jazyce. Výstupy byly publikovány na studentské konferenci Excel@FIT 2025 a jsou aplikovatelné ve výzkumném projektu. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení Body
Náročnost zadání

Stupeň hodnocení: průměrně obtížné zadání

Cílem práce bylo navrhnout a implementovat škálovatelný a uživatelsky přizpůsobitelný dashboard pro sledování zařízení v prostředí internetu věcí. Student řešení integroval do nástroje RIoT [1]. Pro tyto účely prostudoval problematiku internetu věcí, vizualizace velkých dat a KPI. Řešení implementoval v jazyce TypeScript, s využitím knihoven React a Nivo. Zadání hodnotím jako průměrně obtížné.

[1] BUREŠ, Michal. Systém pro zpracování dat z chytrých zařízení. Brno, 2024. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. Vedoucí práce Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Prezentační úroveň technické zprávy

Struktura technické zprávy je kvalitní. Teoretická část je informačně hodnotná. Kapitola Analýza nepopisuje, jak byly zjištěny požadavky uživatelů. Uvítal bych rovněž lepší vysvětlení principu výběru a projekce dat na vizualizační komponenty.

85
Formální úprava technické zprávy

Práce je psána v anglickém jazyce. Jazyková a typografická úprava je na vysoké úrovni. Student přiznává, že pro tyto účely využil generativní umělou inteligenci, což nicméně považuji za přijatelné. Vytkl bych občasné použití slov „my“ a „naše“.

95
Realizační výstup

Výstupem je nový znovupoužitelný a uživatelsky konfigurovatelný dashboard pro vizualizaci dat týkajících se zařízení, jejich parametrů a klíčových indikátorů výkonu (KPI) spolu se sadou grafických komponent. Řešení hodnotím kladně. Oceňuji jeho škálovatelnost a zohlednění vizualizačních principů.

95
Využitelnost výsledků

Výstupy rozšiřují existující výzkumný projekt RIoT/Pocketix.

Rozsah splnění požadavků zadání

Stupeň hodnocení: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí

Práce s literaturou

Student provedl nadprůměrnou rešerši dostupných odborných zdrojů týkajících se IoT a vizualizace dat, které vhodně aplikuje v praktické části.

95
Otázky k obhajobě:
  1. Bylo by možné realizovat grafické komponenty jako plně generické (výběr datového zdroje a definice projekce dat) podobně, jako je tomu v nástroji Grafana?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 92

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová