Návrh a realizace IOT zařízení
Loading...
Date
2025-06-10
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací komplexního IoT systému pro solární ohřev vody s využitím moderních technologií a otevřených řešení. Cílem bylo vytvořit zařízení postavené na mikrokontroléru ESP32-S3, který efektivně řídí výkonový střídač využívající algoritmus sledování bodu maximálního výkonu (MPPT), a integrovat ho s cloudovou infrastrukturou založenou na ASP.NET Core a mobilní aplikací pro Android umožňující lokální i vzdálené ovládání. Součástí práce jsou teoretické základy týkající se IoT, principy MPPT algoritmů a bezpečnostní aspekty komunikace, následované podrobným popisem metodiky návrhu a implementace firmwaru. Cloudová část využívá databáze PostgreSQL a TimescaleDB v prostředí Docker Compose, mobilní aplikace je vyvinuta v Kotlinu s frameworkem Jetpack Compose. Výsledkem je úspěšná realizace funkčního systému splňujícího všechny stanovené cíle, s možností dalšího rozvoje o aplikaci pro iOS, webové administrační rozhraní a pokročilé analytické nástroje pro prediktivní řízení.
This diploma thesis deals with the design and implementation of a comprehensive IoT system for solar water heating using modern technologies and open-source solutions. The objective was to develop a device based on the ESP32-S3 microcontroller that efficiently controls a power inverter utilizing a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm, and to integrate it with a cloud infrastructure based on ASP.NET Core and an Android mobile application enabling both local and remote control. The thesis includes theoretical foundations related to IoT, the principles of MPPT algorithms, and communication security aspects, followed by a detailed description of the methodology for designing and implementing the firmware. The cloud component utilizes PostgreSQL and TimescaleDB databases within a Docker Compose environment, while the mobile application is developed in Kotlin using the Jetpack Compose framework. The result is a successfully implemented functional system that meets all defined objectives, with potential for further development including an iOS application, a web-based administration interface, and advanced analytical tools for predictive control.
This diploma thesis deals with the design and implementation of a comprehensive IoT system for solar water heating using modern technologies and open-source solutions. The objective was to develop a device based on the ESP32-S3 microcontroller that efficiently controls a power inverter utilizing a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm, and to integrate it with a cloud infrastructure based on ASP.NET Core and an Android mobile application enabling both local and remote control. The thesis includes theoretical foundations related to IoT, the principles of MPPT algorithms, and communication security aspects, followed by a detailed description of the methodology for designing and implementing the firmware. The cloud component utilizes PostgreSQL and TimescaleDB databases within a Docker Compose environment, while the mobile application is developed in Kotlin using the Jetpack Compose framework. The result is a successfully implemented functional system that meets all defined objectives, with potential for further development including an iOS application, a web-based administration interface, and advanced analytical tools for predictive control.
Description
Subject(s)
.NET, ASP.NET core, Bluetooth Low Energy (BLE), C\#, C++, diplomová práce, Docker Compose, ESP32-S3, FreeRTOS, internet věcí (IoT), Kotlin, mobilní aplikace Android, MQTT, MPPT, OTA aktualizace, PostgreSQL, řízení energie, solární ohřev vody, TimescaleDB