VÖRÖS, O. Návrh IoT zařízení komunikujícího pomocí standardu NB-IoT [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Posudek vedoucího vypracoval Ing. Martin Švéda z firmy UNIS, a.s. Úkolem studenta v rámci diplomové práce byl návrh zařízení komunikujícího dle standardu NB-IoT. Student se pro její úspěšné obhájení musel seznámit jak se standardem NB-IoT, tak návrhem HW a SW části zařízení. V rámci praktické části na zařízení měl student realizovat aplikaci, která změří vzdálenost překážky od snímače a vyšle data do cloudu pro jejich zpracování a vizualizaci. Současně měl student naměřit vyzařovací charakteristiku antény navrženého zařízení. V teoretické části student popisuje základy LPWAN sítí, kam standard NB-IoT spadá. Současně podává popis konkurenčních technologií Sigfox a LoRa, přičemž uvádí výhody i nevýhody jednotlivých technologií. Popis jak Sigfox, LoRa, tak hlavně NB-IoT technologie je dostatečně detailní. Teoretická část má dle mého názoru dostatečnou míru detailu a dosahuje dobré informační kvality. V rámci praktické části provedl student ideový návrh zařízení pomocí blokových schémat jednotlivých částí uvažovaného zařízení. Pro porovnání uvažoval student sestavení dvou zařízení, která se liší v použitém NB-IoT modulu, přičemž vybral dva nejdostupnější moduly na našem trhu. Výběr hlavních komponent je studentem předložen v pořadí logických kroků jasně vedoucích k cíli. Specifická část je pak věnována teorii výběru antény pro uvažovaný typ zařízení. Detailní návrh zařízení je opět logicky členěn dle hlavních bloků zařízení. Každý blok respektuje doporučená zapojení výrobce dané hlavní komponenty v uvažovaném bloku a je doplněn dostatečným technickým popisem s ohledem na princip zapojení. V případě zapojení rádiové a sensorické části je popis dostatečně teoreticky rozveden včetně uvedení vzorců osvětlujících dané zapojení a vysvětlením omezujících podmínek, jako jsou např. měřicí rozsahy. Velmi dobře je zpracován popis zesilovače signálu z ultrazvukového sensoru pro jeho zpracování mikroprocesorem. Student realizoval obě zařízení pomocí desek plošných spojů, které byly navrženy s ohledem na dobrou inženýrskou praxi a nevykazují podstatné vady. Vzhledem k tomu, že se jednalo o prototypové zařízení, nebylo uvažováno o vlivech EMG typu odolnost, rušení apod. Z praktického hlediska pak výsledné oživené prototypové desky nemají zcela profesionální vzhled, nicméně jsou po všech stránkách funkční a splňují zamýšlené ověřovací požadavky. Samotný firmware prototypové aplikace je rozepsán v samostatné kapitole s uvedením principů a ukázek důležitých částí zdrojového kódu. Samotná aplikace je realizována v nekonečné smyčce bez rozdělení na tasky či jinou možnou úroveň abstrakce, což je ale vzhledem k účelu a velikosti aplikace plně dostačující. V rámci komunikace se serverem je popsána inicializace spojení i samotné předávání dat na serveru. V rámci praktického ověření se student zaměřil jednak na samotné měření pomocí ultrazvukového sensoru a ověření správnosti měřených dat, dále pak na komunikaci a přenos dat na server a v neposlední řadě také na energetickou bilanci celého zařízení. Z pohledu dalšího rozvoje zařízení jsou cenné změřené energetické charakteristiky zařízení. Závěrem technické části nutno poznamenat že k datu odevzdání diplomové práce nestihl student změřit vyzařovací charakteristiku antény, nicméně tomuto tématu se budeme ve spolupráci se studentem věnovat v budoucnu. Vzhledem k časovým nárokům a kapacitnímu omezení EMC zkušeben je měření posunuto na červen 2019, přičemž výsledky měření budou použity pro další evoluci zařízení. Po technické stránce považuji odevzdanou diplomovou práci za relativně kvalitní. Aktivity, které student stihl v rámci DP rozpracovat a ověřit vykazují dostatečnou kvalitu přiměřenou danému cíli, tedy ověření konceptu zařízení a porovnání praktických aspektů dvou hlavních částí (rádiový modul) v první fázi návrhu produktu. Po formální stránce je práce zpracována čtivě a s výbornou grafickou úpravou. Kladně hodnotím též studentův přístup ke konzultacím a vlastní aktivitu při řešení problémů. Celkově hodnotím práci 80 body ze 100 možných.
Předložená práce je zaměřena na návrh testovacích zařízení pro komunikační technologii NB-IoT. Popisovaný návrh student rozpracoval do značných podrobností, úvod obsahuje ucelený přehled současných systémů, hardwarový návrh je zpracován z hlediska digitální techniky kvalitně. Vytknout lze zejména design vysokofrekvenčních částí obou zařízení - použitá anténa je nevhodně umístěna, vůbec není řešeno její impedanční přizpůsobení. Použití Wilkinsonova děliče výkonu, navíc realizovaného z diskrétních součástek, je v této aplikaci nevýhodné - mnohem více užitku by přineslo několik obyčejných propojovacích plošek na DPS. Postrádám ucelenou simulaci VF části (dolní propust, Wilkinsonův dělič, přizpůsobení antény). Samotná realizace je podle fotodokumentace dokončená ve fázi prvního prototypu s obvyklými chybami (zrcadlové otočení součástky, nevhodné umístění antény). Nedostatkem předložené práce je její neúplnost. V kapitole o měření energetického profilu a v závěru se student opakovaně odvolává na nedostatek času, což svědčí o nevhodně rozplánovaných činnostech v průběhu semestru. Z hlediska zadání chybí kvalitnější měření spotřeby energie, implementace úsporného módu v mikrokontroléru, vysokofrekvenční přizpůsobení antény a příp. měření anténních charakteristik. Vzhledem k dlouhé době vysílání, dle autora způsobené nepřizpůsobením antény, je užitná hodnota provedeného měření spotřeby velmi nízká. Pro uskutečnění smysluplného měření je tedy třeba nejdříve odstranit chyby v návrhu, způsobující opakované vysílání. Na druhou stranu je třeba zohlednit podobné teoretické zpracování a důkladný návrh digitální i analogové části hardwaru, nad rámec zadání doplněného o ultrazvukové čidlo pro měření vzdálenosti. Formální stránka vyhovuje standardům kladeným na diplomové práce. Práci proto k obhajobě doporučuji, ačkoliv s relativně nízkým hodnocením vzhledem k uvedeným výtkám.
eVSKP id 118464