Návrh a implementace arduino modulu jako prvku systému smart home

Bc. Miloš Gábrle

Master's thesis

Design and Implementation of Arduiono Module as a Component of Smart Home Sytem

Abstract:

Cílem této diplomové práce je analyzovat existující řešení chytré domácnosti, společně s vědeckými přístupy, které mohou přispět k vývoji nového řešení chytré domácnosti. Analýza ukázala, že žádné ze zkoumaných řešení nenabízí rozhraní, které je dostatečně jednoduché pro implementaci po domácku vytvořených chytrých zařízení a všechna tato řešení vyžadují, aby si uživatel zakoupil vlastní server, který by jeho zařízení ovládal. Chytrá zařízení mohou být vcelku jednoduše implementována, s trochou znalostí v oblastech programování a elektroniky, pomocí mikrokontrolerů. Byly zvoleny následující požadavky pro vytvoření nového systému: chytrá zařízení musejí být jednoduchá na implementaci a snížení nákladů koncového uživatele. S pomocí pečlivě vybraných metod a technologií byla navržena třívrstvá architektura (databáze, server a chytrá zařízení), která je schopná splnit uvedené požadavky. Přidání rozhraní pro komunikaci s aplikacemi třetí strany, popřípadě mobilní aplikací, přineslo určité problémy. Například opakování stejného kódu, možný vznik chyb při upravování kódu na více místech atd. Byla představena nová servisní vrstva, která eliminovala vzniklé problémy.Testování aplikace ukázalo, že server s procesorem Core i7 a 16Gb RAM dokáže zvládnout téměř 80 domácností s 8 chytrými zařízeními. Zároveň bylo zjištěno, že pokud server přestane pracovat, nebo je domácnost odpojena od internetu, chytrá zařízení nemohou pracovat automaticky, ale musí být ovládána manuálně. Možné řešení tohoto problému je nastíněno v závěru práce.

Abstract:

The goal of this thesis is to analyze existing smart home system solutions, together with scientific approaches that can contribute to developing such a system. This analysis has shown that none of the researched solutions offers easy to use interface for homemade smart devices and all of them require user to purchase his own server to control them. These devices can be easily made with little knowledge in programming and electronics, using microcontrollers. There were decided following requirements for a new system: easy to implement homemade smart devices and lowering costs for user. Three layered architecture (database, server and smart devices) that can meet those requirements has been designed and implemented using carefully selected methods and technologies. Adding an interface that can communicate with third party applications arose some issues. Like repetition of the code, possible issues while editing the code on multiple places, etc. New service layer has been introduced to eliminate those issues.Testing the application showed, that one server with Core i7 processor and 16Gb RAM can handle less than 80 households with 8 smart devices per household. Also, if server stops working, or household is disconnected from the internet, the entire household can’t operate automatically and must be controlled manually. Possible solution was presented at the end of thesis.

Keywords

chytrá domácnost, řízení domácnosti, automatizace

Keywords

smart home

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 8. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 9. 9. 2020
• Supervisor: prof. Ing. Ondřej Krejcar, Ph.D.
• Reader: Ondřej Grycz

University of Hradec Králové

Faculty of Informatics and Management

Master programme / field:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika