bakalářská práce

Návrh softwarového řešení pro správu a monitorování PLC sítí s využitím nástroje Open PLC Toolkit

Text práce 12.83 MB Příloha 33.39 kB

Autor práce: Matěj Nykl

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Martin Rusz, Ph.D.

Oponent: Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Abstrakt:

Práce pojednává o širokopásmových Power Line Communication systémech využívajících standardy HomePlug AV, HomePlug AV2 a HomePlug Green PHY. Cílem práce je návrh a realizace nástroje pro správu, monitorování a analýzu PLC sítí za pomocí otevřeného softwaru Qualcomm Atheros Open Powerline Toolkit. První část práce obsahuje seznámení s principy komunikace pomocí elektrické sítě a standardy HomePlug. Praktická část se zaměřuje na návrh a implementaci aplikace OpenPLC Manager v jazyce Python, jejíž základní funkčnost byla ověřena na testovací sestavě s dvojicí modemů WisLink LX200V30 připojených k platformě Raspberry Pi. Aplikace byla dále rozšířena o podporu HomePlug Green PHY, sledování SLAC komunikace, živé zachytávání rámců pomocí nástroje Tshark a analýzu záznamů ve formátu pcap. Rozšířená část byla ověřena na modulech White Beet v rolích PEV a EVSE.

Klíčová slova:

HomePlug AV, HomePlug AV2, HomePlug Green PHY, Open-PLC-Utils, OpenPLC Manager, pcap, PLC, Python, SLAC, Tkinter, TShark

Termín obhajoby

16.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky členů komise a oponenta: SLAC definovaný normou ISO 15118 má konkrétní timeouty pro každou dílčí zprávu v komunikační sekvenci, jak byste implementoval detekci či označení časové odchýlení od normované hodnoty timeoutu? Proč byla zvolena knihovna Tkinter namísto modernějších frameworků (např. PyQt/PySide) a jaké jsou nevýhody tohoto řešení? Jakým způsobem by bylo možné rozšířit aplikaci o automatizované dlouhodobé měření a export statistických výsledků? Lze vidět v rámci probíhajícího měření vykreslování do grafu, nebo je graf zobrazen až po ukončení měření? Jaká je reálná využitelnost navrženého nástroje v oblasti diagnostiky ISO 15118 komunikace oproti profesionálním komerčním řešením? Kdo je konečným užívatelem systému? Jaké možnosti má uživatel v momentě, když zistí rušení?

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Telekomunikační a informační systémy (BPC-TLI)

Složení komise

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)

Posudek vedoucího
Ing. Martin Rusz, Ph.D.

Zadání bakalářské práce studenta Matěje Nykla na téma „Návrh softwarového řešení pro správu a monitorování PLC sítí s využitím nástroje Open PLC Toolkit“ považuji za splněné v celém rozsahu s využitelnými výsledky pro výuku, testování a navazující vývoj.

Velmi kladně hodnotím především přístup studenta k práci během celého semestru. Student pravidelně konzultoval, na domluvené schůzky přicházel připravený a s vlastními nápady na rozšíření. Veškerou práci realizoval sám a zapracoval všechny mé připomínky.

Teoretická část práce je zpracována velmi dobře. Student vhodně vystihl důležité části řešené problematiky, které mají přímou návaznost na následný vývoj nástroje pro správu PLC modemů. V rámci praktické části je následně navržen a otestován nástroj pro testování, monitoring a konfiguraci PLC modemů založených na čipsetech Qualcomm, který značně zjednodušuje a rozšiřuje možnosti testování těchto PLC modemů.

Po formální stránce je práce na dobré úrovni. Drobnou výtku mám k formátování celé práce, která místy působí prázdně, což je zapříčiněno velkými mezerami mezi jednotlivými odstavci, volbou velikostí obrázků a podobně. Výsledky práce a jejich reálná využitelnost však značně převyšuje drobné formátovací nedostatky.

Z výše popsaných důvodů doporučuji práci k obhajobě a hodnotím A/90 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 90

Známka navržená vedoucím: A

Práce se zabývá návrhem a implementací aplikace OpenPLC Manager pro správu a monitorování PLC sítí na bázi standardů HomePlug AV, AV2 a HomePlug Green PHY. Z hlediska rozsahu, praktické implementace i experimentální části se jedná o nadprůměrně zpracovanou BP. Student prokázal schopnost orientace v oblasti PLC komunikace, Open-PLC-Utils, protokolu SLAC i integrace externích nástrojů. Praktická část práce je funkční a zjevně vyžadovala značné množství samostatné práce.

Přes velmi dobrou technickou úroveň však práce obsahuje formální, stylistické, typografické i odborných nedostatky, které snižují její výslednou kvalitu. V některých pasážích chybí hlubší analytický přístup, kritické vyhodnocení výsledků a přesnější technická argumentace. SLAC není vůbec součástí teoretické části a nevysvětluje čtenáři slouvilost použití.

Rozsah práce je přiměřený a struktura logická. Kapitoly na sebe navazují konzistentně a praktická část je dobře čitelná. Velmi pozitivně hodnotím množství obrázků, blokových schémat a screenshotů aplikace. V práci prakticky chybí diskuse limitací navrženého řešení či srovnání aktuálně dostupných řešení. Laboratorní měření neuvádí typ samotného kabelu, je zde pouze informace o průměru vodiče, nikoliv informace zda li se jedná o například o laněný nebo s plným drátem. 

Předložená bakalářská práce představuje technicky kvalitní a prakticky využitelné řešení s nadstandardním rozsahem implementace. Student prokázal velmi dobrou schopnost samostatné práce a orientaci v problematice PLC komunikace. Přes uvedené výhrady je práce po odborné stránce přínosná a splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci.
Celkově hodnotím 87 bodů – B. Otázky k obhajobě:
  1. 1. SLAC definovaný normou ISO 15118 má konkrétní timeouty pro každou dílčí zprávu v komunikační sekvenci, jak byste implementoval detekci či označení časové odchýlení od normované hodnoty timeoutu?
  2. 2. Proč byla zvolena knihovna Tkinter namísto modernějších frameworků (např. PyQt/PySide) a jaké jsou nevýhody tohoto řešení?
  3. 3. Jakým způsobem by bylo možné rozšířit aplikaci o automatizované dlouhodobé měření a export statistických výsledků? Lze vidět v rámci probíhajícího měření vykreslování do grafu, nebo je graf zobrazen až po ukončení měření?
  4. 4. Jaká je reálná využitelnost navrženého nástroje v oblasti diagnostiky ISO 15118 komunikace oproti profesionálním komerčním řešením?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 87

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová