Bachelor's Thesis

System for LoRa Devices Management

Final Thesis 3.3 MB

Author of thesis: Ing. Filip Štolfa

Acad. year: 2022/2023

Supervisor: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radek Burget, Ph.D.

Abstract:

The main goal of this thesis is to simplify the management of IoT devices in the LoRaWAN ecosystem and enable seamless migration between two central LoRaWAN servers. Two LoRaWAN network servers—ChirpStack and TheThingsStack—are described in this thesis. Based on user requirements for a smart city management system an application is designed and implemented that can communicate with these servers and offers users a single interface to manage devices on these servers. The device data is first stored in the application database and then synchronized with the selected LoRaWAN server using the provided application interface. The solution is implemented as a web application using the Angular application framework. The backend is implemented using the Express.js application framework and the AWS Lambda platform.

Keywords:

LoRaWAN, IoT, Angular, LoRaWAN Network Server, The Things Stack, ChirpStack

Date of defence

12.06.2023

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

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.

Topics for thesis defence

  1. Jakým způsobem je v architektuře aplikace realizována možnost přidání dalších poskytovatelů LoRaWAN služeb, o které se zmiňujete v úvodu?
  2. Existuje nějaké open-source řešení, se kterým jste Vaše řešení porovnával?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Dr. Ing. Dušan Kolář (předseda)
doc. Dr. Ing. Otto Fučík (člen)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Student ke své práci přistupoval svědomitě, dokázal pracovat samostatně a vytvořil použitelné řešení, díky kterému výrazně zefektivnil správu LoRa zařízení v systému firmy Logimic. Výsledky byly publikovány. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Zadání vzniklo ve spolupráci s firmou Logimic. Cílem bylo implementovat modul pro registraci a správu zařízení využívajících radiokomunikační technologii LoRa do platformy firmy Logimic napojené na vybrané LoRa Network servery (LNS). Student prozkoumal problematiku LoRa zařízení, dostupné LNS (ChirpStack a TheThingsStack) a platformu firmy Logimic (založenou na technologiích Typescript/Express, PostgreSQL/AWS a TypeScript/Angular). Výstupem je rozšíření (1) na straně serveru zajišťující synchronizaci mezi platformou firmy Logimic a LNS a (2) na klientské straně umožňující registraci zařízení pomocí skenování QR kódů nebo přes formulář a jejich následnou správu. Zadání hodnotím jako složité. Bylo splněno ve všech jeho bodech.

Práce s literaturou

Student prostudoval doporučenou literaturu a aktivně si vyhledával další zdroje týkající se zejména oblasti IoT, LoRa a dalších použitých technologií.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student komunikoval během celého akademického roku. Konzultace probíhaly online s vedoucím práce a Ing. Michalem Valným Ph.D. z firmy Logimic. Integrace řešení na serverové straně s Ing. Petrem Johnem. Student řádně plnil zadané úkoly a práce postupovala velmi dobrým tempem.

Aktivita při dokončování

Práce byla dokončena v předstihu, a mohla tak být řádně konzultována s vedoucím práce a vývojáři firmy Logimic. První verze řešení byla prezentována zákazníkovi již v rámci prvního semestru.

Publikační činnost, ocenění

Práce byla integrována do platformy firmy Logimic.

Points proposed by supervisor: 95
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Radek Burget, Ph.D.

Pan Štolfa vytvořil poměrně rozsáhlou a plně funkční aplikaci, která připravena pro reálné nasazení. Vše zdokumentoval v technické zprávě, ke které mám jen velmi drobné připomínky. Navrhuji proto hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Zadání považuji za splněné bez výhrad.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Rozsah technické zprávy je v rozmezí obvyklém pro bakalářskou práci.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva obsahuje velmi pěkně zpracovaný úvod do problematiky internetu věcí a sítí LoRaWAN. Související kapitoly jsou srozumitelné a přiměřeně podrobné. Část věnovaná vlastnímu řešení je poněkud stručnější: Jak analýza požadavků, tak návrh řešení jsou pojaty z hlediska uživatele a technické aspekty poněkud zanikají. Návrh se  soustředí na uživatelské rozhraní a stručně zmiňuje databázovou vrstvu a některé aspekty komunikace se servery, celková architektura řešení je však spíše naznačena. Důležité detaily jsou však doplněny v kapitole Implementace a celkově proto považuji řešení za velmi dobře zdokumentované.

80
Formální úprava technické zprávy

Po jazykové i typografické stránce je práce velmi pečlivě zpracována a mám jen velmi drobné připomínky. Často se objevují dlouhé textové pasáže, které by zejména v popisu implementace bylo lepší více strukturovat - využít seznamů, tabulek, vývojové diagramy apod. Výjimečně lze narazit na přetékající řádky v sazbě textu.

86
Práce s literaturou

Seznam použité literatury je na bakalářskou práci nadprůměrně rozsáhlý, což odpovídá již zmíněné kvalitě zpracování teoretických částí práce. Jednotlivé zdroje jsou v práci řádně citovány.

92
Realizační výstup

Implementovaná aplikace je poměrně rozsáhlá a plně funkční. Student výborně zvládl integraci svého řešení s externími poskytovateli LoRa serverů i s infrastrukturou zadavatele. Oceňuji také rozšiřitelný návrh aplikace a řešení různých scénářů synchronizace dat o zařízeních.

96
Využitelnost výsledků

Předpokládám, že vytvořená aplikace bude reálně využita zadavatelem.

Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem je v architektuře aplikace realizována možnost přidání dalších poskytovatelů LoRaWAN služeb, o které se zmiňujete v úvodu?
Points proposed by reviewer: 92
Display more

Grade proposed by reviewer: A