Návrh a realizace monitorovacího systému stability stavebních konstrukcí na platformě technologií IoT

Tomáš Dadok

Master's thesis

Design and Implementation of the Structural Stability Monitoring System on the IoT Platform

Abstract:

V rámci ekonomických úspor se stále častěji šetří na materiálech stavebních konstrukcí, díky čemuž může docházet ke zhoršení její stability. Z tohoto důvodu je vhodné monitorovat její stav pomocí měřicího systému. U měřicího systému je vhodné využít k odesílání naměřených dat IoT technologii, díky které dokáže zařízení bezobslužně pracovat na baterii po dobu několika let. Cílem této práce je návrh a realizace zařízení pro monitorování stability stavebních konstrukcí s využitím IoT technologií. Navržený měřící systém umožňuje komunikaci pomocí čtyř IoT technologií, mezi které patří Sigfox, LoRA, NB-IoT a IQRF. Pro změnu komunikační technologie zařízení, je nutné zaměnit pouze IoT komunikační modul. Ostatní části měřicího systému zůstávají beze změny. Součástí této práce je i ukládání naměřených dat do MySQL databáze, jejich zpracování a vizualizace naměřených dat, ve vizualizačním prostředí Grafana. Protože u bateriového provozu zařízení je kladen důraz na jeho spotřebu, je provedena energetická analýza každé IoT technologie a provedeno jejich přehledné srovnání v tabulce.

Abstract:

As a part of economic savings, it is increasingly being saved on construction materials, which can lead to a worst building stability. For this reason, it is advised to monitor building condition with a measuring system. It is a good choice to use IoT technologies for measuring and sending data because batteries in these devices can last for several years. The aim of this thesis is the design and implement equipment for monitoring the stability of building structures using IoT technology. The proposed measuring system enables communication using four IoT technologies, including Sigfox, LoRA, NB-IoT and IQRF. To change the communication technology, user have to change only the IoT communication module. The other parts of the measuring system are unchanged. Part of this thesis is also about collecting measured data and storing it in MySQL database, their processing and visualization of measured data in the Grafana environmen. Battery consumption is very important in these devices so the energetic consumption analysis for each IoT technology is performed and they are compared in a table.

Keywords

Měřicí systém, IoT technologie, Sigfox, LoRa, NB-IoT, IQRF, senzor, akcelerometr, teploměr, Mikrokontrolér, Databáze, MySQL, Grafana, UART, I2C, Přenos dat, Zpracování dat, Vizualizace, Energetická analýza

Keywords

Measuring systém, IoT technologies, Sigfox, LoRa, NB-IoT, IQRF, Sensor, Accelerometer, Thermometer, Microcontroller, Database, MySQL, Grafana, UART, I2C, Data transfer, Data processing, Visualization, Eneregetic consumption analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2020
• Supervisor: Radovan Hájovský
• Reader: Libor Michalek

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Řídicí a informační systémy