Bachelor's Thesis

System for Automatic Heating Control in Holiday Homes

Final Thesis 19.19 MB

Author of thesis: Bc. Lukáš Ježek

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Petr John

Abstract:

The goal of this bachelor thesis was to design and implement a system for controlling heating and water heating in buildings divided into multiple zones with multiple heating sources. Typically larger and older holiday homes such as farmhouses or larger cottages that do not have only one heat source, however, the system will also be applicable to newer buildings. This system can be controlled either remotely or locally. RaspberryPi 4B was chosen as the platform from the IoT sector. This system solves, for example, the integration of a fireplace insert into a heating circuit together with a boiler, combi boiler or other heat source. Of the existing solutions, none allow efficient use of multiple sources with zoning, or the solution is expensive and inefficient. Moreover, the system offers extensibility to other IoT circuits.

Keywords:

Automatic heating control, Heating control, Heating, IoT, Internet of Things, RaspberryPi, ESP32, Smart Home, Smart heating, Smart thermostat, Fireplace insert, Boiler

Date of defence

10.06.2024

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. Jak probíhá nastavení přístupových údajů k WiFi na zařízeních založených na ESP?
  2. Přemýšlel jste nad prováděním kontrol na základě událostí místo opakovaného volání pomocí nástroje CRON?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Dr. Ing. Dušan Kolář (předseda)
RNDr. Marek Rychlý, Ph.D. (člen)
doc. Dr. Ing. Otto Fučík (člen)
Ing. František Grézl, Ph.D. (člen)
Ing. Filip Orság, Ph.D. (člen)

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

Student pracoval na obtížné bakalářské práci a dodal kvalitní výstupy, které byly publikovány na studentské konferenci a oceněny. Navrhuji hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Práce vznikla jako nápad studenta navrhnout a implementovat dálkově ovládaný systém pro ovládání vytápění a ohřevu vody v rekreačních objektech rozdělených do více zón s více zdroji vytápění (krbová vložka, plynový bojler a kotel). Student řešil kompletní architekturu řešení od koncových prvků (senzory, relé ovládající ventily topení), rozvaděč, propojení a komunikaci (GPIO, MQTT), ovládání (RaspberryPi, ESP) až po uživatelskou aplikaci. Seznámil se s technologiemi pro vývoj databázové (MySQL), aplikační (Python, Laravel) a prezentační vrstvy (JavaScript, Vue, HTML, CSS) informačního systému. Navrhl jednotlivé algoritmy ovládající automatické vytápění. Zadání hodnotím jako velmi obtížné a považuji ho za splněné ve všech jeho bodech.

Práce s literaturou

Student si aktivně dohledával odbornou literaturu týkající se problematiky vytápění, internetu věcí a technologií potřebných pro splnění praktické části práce.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student komunikoval během celého akademického roku formou pravidelných online konzultací. Student byl schopen samostatně řešit netriviální problémy.

Aktivita při dokončování

Práce byla řádně konzultována.

Publikační činnost, ocenění

Výsledky byly publikovány na studentské konferenci Excel@FIT 2024 a oceněny odborným panelem a partnerem z průmyslu.

Points proposed by supervisor: 99
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr John

Pan Ježek vytvořil velmi kvalitní systém, který je schopný vyřešit složitou problematiku domácího vytápění a ohřevu teplé užitkové vody uživatelsky přívětivým způsobem.
Navrhuji hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Zadání hodnotím jako obtížnější, a to kvůli rozsahu úkolů, které student musel splnit.

Prezentační úroveň technické zprávy

Práce má obvyklou strukturu. Nejprve jsou představeny teoretické základy potřebné pro řešení práce, a to problematika internetu věcí (chytrá domácnost, používané architektury, senzory a kontrolery a komunikační technologie), a problematika vytápění a ohřevu vody (způsoby vytápění, zdroje tepla, ohřev teplé užitkové vody a řízení těchto částí). Dále následují kapitoly analýzy, návrhu, implementace a testování. Popis jak teoretické, tak praktické části je na velmi dobré úrovni.

95
Formální úprava technické zprávy

Formální úprava technické zprávy je na velmi dobré úrovni. Text obsahuje typografické chyby, ty ale nejsou časté.

90
Realizační výstup

Realizační výstup je velmi kvalitní. Student práci rozdělil na 2 části, a to na frontendové řešení založené na knihovně Vue a na backendovou část, kterou tvoří REST API založené na aplikačním rámci Laravel. Backendová část je také zodpovědná za samotné řízení vytápění a případné vypínání některých zdrojů tepla. Kód obou částí je velmi kvalitní.

95
Využitelnost výsledků

Vytvořené výsledky jsou nasazeny k řízení vytápění a ohřevu teplé vody na rekreačním objektu studenta.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Práce splňuje zadání, a to ve všech bodech.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: přesahuje obvyklé rozmezí

Technická zpráva je delšího charakteru a vhodně popisuje poměrně rozsáhlou problematiku.

Práce s literaturou

Práce cituje 53 zdrojů, převažují online zdroje, některé i z Wikipedie. V kombinaci se zbytkem zdrojů, však student vhodně pokrývá celou problematiku.

85
Topics for thesis defence:
  1. Jak probíhá nastavení přístupových údajů k WiFi na zařízeních založených na ESP?
  2. Přemýšlel jste nad prováděním kontrol na základě událostí místo opakovaného volání pomocí nástroje CRON?
Points proposed by reviewer: 95
Display more

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová